RU2789895C1 - Method for hydraulic fracturing in fractured carbonate formations - Google Patents

Method for hydraulic fracturing in fractured carbonate formations Download PDF

Info

Publication number
RU2789895C1
RU2789895C1 RU2022112404A RU2022112404A RU2789895C1 RU 2789895 C1 RU2789895 C1 RU 2789895C1 RU 2022112404 A RU2022112404 A RU 2022112404A RU 2022112404 A RU2022112404 A RU 2022112404A RU 2789895 C1 RU2789895 C1 RU 2789895C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fracturing
natural
hydraulic fracturing
stage
rate
Prior art date
Application number
RU2022112404A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Мартюшев
Инна Николаевна Пономарева
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2789895C1 publication Critical patent/RU2789895C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of oil production and can be used in the planning of hydraulic fracturing in carbonate formations characterized by natural fracturing. The method for hydraulic fracturing in carbonate formations characterized by natural fracturing includes conducting a complex of hydrodynamic studies, while before hydraulic fracturing at the well, hydrodynamic studies are carried out by the method for unsteady sampling, followed by removal of the pressure recovery curve or level, according to which the presence of natural fracturing is assessed. When confirming the presence of natural fracturing in the formation, before hydraulic fracturing, at the first stage, the fracturing fluid is injected at a rate of 1.0 - 3.5 m3/min to involve an additional number of natural cracks located in the well drainage zone. At the second stage, the fracturing fluid is pumped at a rate of 2.0 - 3.5 m3/min, already into the cracks formed at the first stage, to create several main cracks; at the final stage, the fracturing fluid is pumped at a rate of 3.0 - 3.5 m3/min to create a hydrodynamic connection between the cracks formed at the first and second stages with voids located in the remote part of the formation.
EFFECT: increase in the efficiency of hydraulic fracturing in carbonate rocks with natural fracturing, and obtaining a greater technological effect: additional oil production.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при планировании гидравлического разрыва в карбонатных пластах, характеризующихся естественной трещиноватостью.The invention relates to the field of oil production and can be used in planning hydraulic fracturing in carbonate formations characterized by natural fracturing.

Способ разработки нефтегазовых залежей с применением гидравлического разрыва пласта (ГРП) получил, как известно, широкое распространение как в мировой, так и в отечественной практике нефтедобычи (Справочная книга по добыче нефти / Под ред. Ш.К. Гиматудинова. - М.: Недра, 1974, с. 451-461).The method of developing oil and gas deposits using hydraulic fracturing (HF) is known to be widely used both in world and domestic oil production practice (Reference book on oil production / Edited by Sh.K. Gimatudinov. - M .: Nedra , 1974, pp. 451-461).

Недостатком известного способа является низкая технико-экономическая эффективность, обусловленная выборочным проведением ГРП в отдельных скважинах системы разработки. Как показывает промысловая практика (Занкиев М. Я. Классификация и диагностирование эффективности технологии гидравлического разрыва пластов в условиях ОАО "Славнефть-Мегионнефтегаз". Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. к.т.н. Тюмень: 1998, с.16.), дебиты скважин после ГРП непрерывно понижаются по экспоненте и через период времени от нескольких месяцев до нескольких лет возвращаются к исходному состоянию. Часто затраты на проведение ГРП не окупаются дополнительно добытой нефтью. ГРП в известном способе применяется, в основном, для увеличения производительности скважин. Прироста коэффициента нефтеизвлечения практически не наблюдается.The disadvantage of this method is the low technical and economic efficiency due to selective hydraulic fracturing in individual wells of the development system. As field practice shows (Zankiev M. Ya. Classification and diagnostics of the effectiveness of hydraulic fracturing technology in the conditions of Slavneft-Megionneftegaz. .), well flow rates after hydraulic fracturing continuously decrease exponentially and after a period of time from several months to several years return to their original state. Often the costs of hydraulic fracturing are not compensated by additional oil produced. Hydraulic fracturing in the known method is used mainly to increase the productivity of wells. There is practically no increase in the oil recovery factor.

Известен способ гидравлического разрыва карбонатного пласта (патент RU № 2460875, МПК Е21В 43/26, опубл. 10.09.2012 в Бюл. № 25), включающий спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ с пакером и последующей его посадкой, спуск в колонну НКТ колонны гибких труб - ГТ ниже нижнего конца НКТ, закачку водоизолирующего цемента по гибкой трубе, проведение гидроразрыва карбонатного пласта с подошвенной водой, причем нижний конец ГТ спускают до уровня водонефтяного контакта - ВНК, герметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ, закачкой водоизолирующего цемента по ГТ производят изоляцию подошвенной воды в карбонатном пласте с заливкой скважины от забоя до уровня ВНК, после чего разгерметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ и приподнимают колонну ГТ так, чтобы ее нижний конец находился на 1-2 м ниже кровли карбонатного пласта, после чего определяют суммарный объем жидкости разрыва по формуле: Vг=k⋅hп; где Vг - объем жидкости разрыва, м3; k=1,4-1,6 - коэффициент перевода, м3/м; hп - толщина продуктивной части пласта, м, герметизируют пространство между колоннами НКТ и ГТ и производят закачку в ГТ первой порции жидкости разрыва в объеме 60-70% от суммарного объема - Vг под давлением не более 25 МПа и со скоростью не более 2 м3/мин, после чего оставшийся объем жидкости разрыва закачивают в ГТ в 3-5 циклов, чередуя с закачкой расклинивающего агента, в качестве которого применяют 25%-ную соляную ингибированную кислоту, причем объем кислоты определяют в зависимости от толщины продуктивной части карбонатного пласта, исходя из объема 0,2 м3 кислоты на 1 м толщины пласта на каждый цикл закачки, по завершении последнего цикла закачки осуществляют продавку кислоты водным раствором поверхностно-активного вещества в объеме колонны ГТ с последующей выдержкой 1-2 ч, после чего извлекают колонну ГТ из колонны НКТ и запускают скважину в эксплуатацию.A known method of hydraulic fracturing of a carbonate reservoir (patent RU No. 2460875, IPC E21V 43/26, publ. 10.09.2012 in Bull. No. 25), including the descent into the well of a tubing string - tubing with a packer and its subsequent landing, descent into tubing string coiled tubing strings - coiled tubing below the lower end of the tubing, pumping water-insulating cement through the coiled tubing, hydraulic fracturing of the carbonate formation with bottom water, and the lower end of the coiled tubing is lowered to the level of oil-water contact - WOC, sealing the space between the tubing strings and the coiled tubing, pumping water-insulating cement CT is used to isolate the bottom water in the carbonate reservoir with filling the well from the bottomhole to the level of the WOC, after which the space between the tubing and CT strings is depressurized and the CT string is raised so that its lower end is 1-2 m below the roof of the carbonate reservoir, after which determine the total volume of the fracturing fluid according to the formula: V g =k⋅h p ; where V g is the volume of the fracturing fluid, m 3 ; k=1.4-1.6 - conversion factor, m 3 /m; h p - the thickness of the productive part of the reservoir, m, seal the space between the tubing strings and the GT and produce the injection into the GT of the first portion of the fracturing fluid in the amount of 60-70% of the total volume - V g under a pressure of not more than 25 MPa and at a speed of not more than 2 m 3 /min, after which the remaining volume of the fracturing fluid is pumped into the GT in 3-5 cycles, alternating with the injection of a proppant, which is used as a 25% inhibited hydrochloric acid, and the acid volume is determined depending on the thickness of the productive part of the carbonate reservoir , based on the volume of 0.2 m 3 of acid per 1 m of formation thickness for each injection cycle, at the end of the last injection cycle, the acid is squeezed with an aqueous solution of a surfactant in the volume of the CT column, followed by holding for 1-2 hours, after which the column is removed GT from the tubing string and put the well into operation.

Недостатками данного способа являются сложность реализации из-за большого количества операций, задействованного оборудования и применения различных химических веществ, большие затраты химических веществ, так как заполнение идет от забоя до уровня ВНК, необходимость проведения операций в сочетании с геофизическими исследованиями, что в совокупности приводит к большим материальным затратам.The disadvantages of this method are the complexity of implementation due to the large number of operations, the equipment involved and the use of various chemicals, the high costs of chemicals, since the filling goes from the bottomhole to the level of water contact, the need for operations in combination with geophysical surveys, which together leads to great material costs.

Известен способ ГРП в скважине (патент RU №2473798, МПК E21B 43/26, опубл. 27.01.2013 г., бюл. №3), включающий перфорацию стенок обсадной колонны скважины в интервале пласта каналами глубиной не менее протяженности зоны концентрации напряжений в породах от ствола скважины, спуск колонны труб с пакером, посадку пакера над кровлей перфорированного продуктивного пласта, закачку в подпакерную зону гелированной жидкости разрыва, создание в подпакерной зоне давления ГРП и продавку в образовавшуюся трещину пласта гелированной жидкости разрыва с проппантом. Перед проведением ГРП колонну труб заполняют технологической жидкостью и расчетным путем определяют общий объем гелированной жидкости разрыва Vr, который разделяют на две части, из которого 2/3 Vr - объем сшитого геля, а 1/3 Vr - линейный гель. Процесс ГРП начинают с закачки в скважину по колонне труб гелированной жидкости разрыва - сшитого геля с динамической вязкостью 150-200 сПа до образования трещины разрыва в пласте. После создания трещины разрыва в пласте оставшийся от 2/3 Vr объем сшитого геля закачивают равными порциями в 3-5 циклов с добавлением проппанта фракции 12-18 меш с расходом 1,5-2 м3/мин. Причем проппант вводят в сшитый гель ступенчато с увеличением концентраций от 200 до 1000 кг/м. Далее, не останавливая процесс ГРП, в скважину по колонне труб, увеличив расход до 2,5-3 м3/мин, закачивают равными порциями в 3-5 циклов жидкость разрыва - линейный гель динамической вязкостью 30-50 сПа с добавлением проппанта фракции 20-40 меш со ступенчатым увеличением концентрации от 200 кг/м3 до 1000 кг/м3. После закачки в колонну труб скважины последней порции линейного геля с проппантом производят их продавку в пласт технологической жидкостью. При этом в процессе продавки снижают расход технологической жидкости до 0,5-1 м3/мин в течение 1-3 мин и вновь возобновляют закачку с расходом 2,5-3 м3/мин до полной продавки линейного геля с проппантом в пласт. После чего производят выдержку в течение времени, необходимого для спада давления закачки на 70-80%. Распакеровывают пакер и извлекают его с колонной труб из скважины.A known method of hydraulic fracturing in a well (patent RU No. 2473798, IPC E21B 43/26, publ. 27.01.2013, bull. No. 3), including perforation of the walls of the casing string of the well in the formation interval with channels with a depth not less than the length of the stress concentration zone in the rocks from the wellbore, running a pipe string with a packer, setting the packer above the roof of the perforated productive formation, pumping gelled fracturing fluid into the underpacker zone, creating hydraulic fracturing pressure in the underpacker zone and forcing gelled fracturing fluid with proppant into the formed fracture. Before hydraulic fracturing, the pipe string is filled with process fluid and the total volume of gelled fracturing fluid V r is determined by calculation, which is divided into two parts, of which 2/3 V r is the volume of the crosslinked gel, and 1/3 V r is the linear gel. The hydraulic fracturing process starts with injection into the well through the pipe string of a gelled fracturing fluid - a cross-linked gel with a dynamic viscosity of 150-200 cPa until a fracture is formed in the formation. After creating a fracture in the formation, the volume of cross-linked gel remaining from 2/3 V r is pumped in equal portions in 3-5 cycles with the addition of proppant fraction 12-18 mesh at a flow rate of 1.5-2 m 3 /min. Moreover, the proppant is introduced into the cross-linked gel in steps with increasing concentrations from 200 to 1000 kg/m. Further, without stopping the hydraulic fracturing process, in the well through the pipe string, increasing the flow rate to 2.5-3 m 3 /min, the fracturing fluid is pumped in equal portions in 3-5 cycles - a linear gel with a dynamic viscosity of 30-50 cPa with the addition of proppant fraction 20 -40 mesh with step increase in concentration from 200 kg/m 3 to 1000 kg/m 3 . After injection of the last portion of the linear gel with proppant into the well pipe string, they are forced into the formation with the process fluid. At the same time, during the squeezing process, the flow rate of the process fluid is reduced to 0.5-1 m 3 /min for 1-3 min and the injection is resumed again at a flow rate of 2.5-3 m 3 /min until the linear gel with proppant is completely squeezed into the formation. After that, exposure is performed for the time required for the injection pressure to drop by 70-80%. The packer is unpacked and removed with the pipe string from the well.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- во-первых, сложность технологии реализации способа, связанная с увеличением концентрации проппанта при креплении трещины, со снижением расхода технологической жидкости до 0,5-1 м3/мин в течение 1-3 мин и последующим возобновлением закачки с расходом 2,5-3 м3/мин до полной продавки проппанта в пласт;- firstly, the complexity of the technology for implementing the method, associated with an increase in the proppant concentration during the fixation of the fracture, with a decrease in the flow rate of the process fluid to 0.5-1 m 3 / min for 1-3 min and subsequent resumption of injection at a flow rate of 2.5- 3 m 3 /min until the proppant is completely squeezed into the formation;

- во-вторых, низкая эффективность проведения ГРП, обусловленная тем, что сначала образуют трещину разрыва, а затем производят ее циклическое крепление проппантом, при этом конечные участки трещин к моменту их заполнения проппантом успевают сомкнуться, вследствие чего происходит неравномерное распределение проппанта в трещине пласта, что снижает пропускную способность трещин разрыва и ограничивает приток пластового флюида в ствол скважины;- secondly, the low efficiency of hydraulic fracturing, due to the fact that first a fracture is formed, and then it is cyclically fixed with proppant, while the end sections of the fractures have time to close by the time they are filled with proppant, as a result of which there is an uneven distribution of proppant in the formation fracture, which reduces the flow capacity of fractures and limits the flow of formation fluid into the wellbore;

- в-третьих, низкий охват пласта трещинами ГРП, так как трещина раскрыта и закреплена проппантом только в одном направлении, т.е. в направлении напряжения.- thirdly, low coverage of the formation by hydraulic fractures, since the fracture is opened and fixed with proppant in only one direction, i.e. in the direction of tension.

- в-четвертых, низкая проводимость трещины разрыва, так как отработанные гелированные жидкости разрыва фильтруются в пласт, забивая его поры.- fourthly, the low conductivity of the fracture, since the spent gelled fracture fluids are filtered into the formation, clogging its pores.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ гидравлического разрыва пласта путем закачки в скважину жидкости под высоким давлением, чем обеспечивают открытке в пласте, в частности продуктивном пласте, существующих трещин или создание новых трещин, которые в значительной степени улучшают гидродинамическую связь между пластом и скважиной. При этом в жидкость разрыва вводят крепитель трещин - расклинивающий агент (например, кварцевый песок или скорлупу грецких орехов, или стеклянные шарики), которые проникают в трещины, остаются в них при пуске скважины в эксплуатацию и сохраняют трещины в раскрытом состоянии (кн. Усачев П.М., Гидравлический разрыв пласта. М.. Недра. 1986. стр.164). Данный способ принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of a combination of features is a method of hydraulic fracturing by pumping fluid under high pressure into the well, which provides opening in the reservoir, in particular the productive formation, of existing fractures or the creation of new fractures, which significantly improve the hydrodynamic connection between the reservoir and the well. At the same time, a crack binder is introduced into the fracturing fluid - a proppant (for example, quartz sand or walnut shells, or glass beads), which penetrate into the cracks, remain in them when the well is put into operation and keep the cracks open (Prince Usachev P .M., Hydraulic fracturing. M.. Nedra. 1986. p.164). This method is taken as a prototype.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- во-первых, большая трудоемкость и дороговизна осуществления способа, связанная с тем, что для проведения гидроразрыва пласта требуется большое количество насосных агрегатов пескосмесительных машин, автоцистерн, причем насосные агрегаты предназначены для нагнетания жидких сред под давлением до 70 МПа, а пескосмесительные машины предназначены для транспортирования крепителя трещин - расклинивающего агента, приготовления песчано-жидкостной смеси и подачи ее на прием насосных установок. Автоцистерны используют для транспортирования жидкостей и подачи их в пескосмесительные и насосные установки, при этом для обвязки устья необходимо применение специальной высокопрочной арматуры, рассчитанной на высокое давление до 70 МПа. Для защиты эксплуатационной колонны от высокого давления при гидравлическом разрыве пластов по описанному выше способу обязательно применение высокопрочных пакеров с якорными устройствами;- firstly, the high labor intensity and high cost of implementing the method, due to the fact that hydraulic fracturing requires a large number of pumping units of sand mixing machines, tankers, and pumping units are designed to pump liquid media under pressure up to 70 MPa, and sand mixing machines are designed for transportation of a crack fixer - a proppant, preparation of a sand-liquid mixture and its supply to the intake of pumping units. Tank trucks are used to transport liquids and supply them to sand mixing and pumping plants, while piping the mouth requires the use of special high-strength fittings designed for high pressures up to 70 MPa. To protect the production string from high pressure during hydraulic fracturing according to the method described above, it is mandatory to use high-strength packers with anchor devices;

- во-вторых, при достижении высоких давлений происходит разрыв не только продуктивного пласта, но и вышележащих и/или нижележащих экранирующих пластов-перемычек. Это приводит к интенсивному обводнению добываемой продукции и в целом к снижению эффективности работ, в частности работ по интенсификации добычи нефти. К тому же полномасштабный гидравлический разрыв пласта приводит к образованию и масштабной трещины, как правило единичной, с дальним простиранием далеко за границы зоны кольматации. Интенсифицируемый пласт не дренирует продукцию в этом случае всей толщиной пласта, но приводит к катастрофическим поглощениям рабочего агента как на стадии собственно гидравлического разрыва пласта, так и на последующих стадиях воздействия на пласт. - secondly, when high pressures are reached, not only the productive formation is ruptured, but also the overlying and/or underlying screening bridge formations. This leads to intensive watering of the extracted products and, in general, to a decrease in the efficiency of work, in particular, work to intensify oil production. In addition, a full-scale hydraulic fracturing leads to the formation of a large-scale fracture, usually a single one, with a long-range strike far beyond the boundaries of the colmatation zone. The intensified formation does not drain the production in this case through the entire thickness of the formation, but leads to catastrophic losses of the working agent both at the stage of the actual hydraulic fracturing and at subsequent stages of stimulation.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является повышение эффективности проведения гидравлического разрыва пласта в карбонатных породах, путем осуществления закачки жидкости разрыва на низкой скорости для вовлечения дополнительного количества естественных трещин, расположенных в зоне дренирования скважины, а также на удалении от нее и, как следствие, получение большего технологического эффекта (дополнительной добычи нефти).The technical result achieved by the invention is to increase the efficiency of hydraulic fracturing in carbonate rocks by pumping the fracturing fluid at low speed to involve an additional number of natural fractures located in the well drainage zone, as well as at a distance from it and, as a result, obtaining a greater technological effect (additional oil production).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе проведения гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах, характеризующемся естественной трещиноватостью, включающем перед осуществлением гидравлического разрыва пласта на скважине проведение гидродинамических исследований методом неустановившихся отбором с последующим снятием кривой восстановления давления или уровня (КВД/КВУ), по которым производят оценку наличия естественной трещиноватости; при подтверждении наличия естественной трещиноватости в пласте перед проведением гидравлического разрыва пласта на первом этапе осуществляют закачку жидкости разрыва при скорости 1,0 – 3,5 м3/мин для вовлечения дополнительного количества естественных трещин, расположенных в зоне дренирования скважины; на втором этапе жидкость разрыва закачивают со скоростью 2,0 – 3,5 м3/мин, уже в образованные на первом этапе трещины, с целью создания нескольких основных трещин; на заключительном этапе осуществляется закачка жидкости разрыва со скоростью 3,0 – 3,5 м3/мин для создания гидродинамической связи между трещинами, образовавшимися на первом и втором этапах, с пустотами, расположенными в удаленной части пласта.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of hydraulic fracturing in carbonate reservoirs, characterized by natural fracturing, including, before hydraulic fracturing in the well, conducting hydrodynamic studies by the method of transient sampling, followed by taking a pressure or level recovery curve (PBU / KVU), which assess the presence of natural fracturing; when confirming the presence of natural fracturing in the reservoir before hydraulic fracturing, at the first stage, the fracturing fluid is injected at a rate of 1.0 - 3.5 m 3 / min to involve an additional number of natural fractures located in the well drainage zone; at the second stage, the fracturing fluid is pumped at a rate of 2.0 - 3.5 m 3 /min, already into the fractures formed at the first stage, in order to create several main fractures; at the final stage, the fracturing fluid is injected at a rate of 3.0 - 3.5 m 3 /min to create a hydrodynamic connection between the fractures formed at the first and second stages with voids located in a remote part of the formation.

Гидродинамические исследования скважин методом восстановления давления (уровня) позволяют получать большой объем информации о наличие системы естественных трещин в зоне дренирования исследуемой скважины. Применение при обработке кривой восстановления давления (уровня) программного продукта KAPPA Workstation (модуль Saphir), либо программ – аналогов, в которых реализованы подобные алгоритмы, позволит:Hydrodynamic studies of wells by the method of pressure (level) restoration allow obtaining a large amount of information about the presence of a system of natural fractures in the drainage zone of the studied well. The use of the KAPPA Workstation software product (Saphir module) or analogue programs in which such algorithms are implemented when processing the pressure recovery curve (level) will allow:

• диагностировать наличие в зоне дренирования пласта системы естественных трещин;• to diagnose the presence of a system of natural fractures in the formation drainage zone;

• диагностировать наличие в зоне дренирования пласта трещин, образованных в процессе проведения ГРП;• to diagnose the presence of cracks in the drainage zone of the formation, formed during the hydraulic fracturing;

• качественно и количественно оценивать параметры естественной трещиноватости коллектора и трещин разрыва пород.• Qualitatively and quantitatively assess the parameters of natural fracturing of the reservoir and rock fractures.

Опытным путем установлено, что проведение операции гидравлического разрыва пласта в три этапа при заявляемых на каждом этапе значениях скорости закачки жидкости обеспечивает наиболее эффективное проведение ГРП с достижением наибольшей технологической эффективности.It has been experimentally established that the hydraulic fracturing operation in three stages at the fluid injection rate declared at each stage provides the most efficient hydraulic fracturing with the highest technological efficiency.

При превышении скорости закачки 3,5 м3/мин происходит образование трещины ГРП, что препятствует созданию протяженной сети трещин и, как следствие, не полному вовлечению объема пласта в процесс выработки запасов; а также быстрой деформации (схлопыванию) трещины ГРП и не достижению технологической эффективности мероприятия.When the injection rate exceeds 3.5 m 3 /min, a hydraulic fracture occurs, which prevents the creation of an extended network of fractures and, as a result, incomplete involvement of the formation volume in the process of reserves development; as well as rapid deformation (collapse) of the hydraulic fracture and failure to achieve the technological efficiency of the measure.

При скорости закачки жидкости на первом этапе менее 1,0 м3/мин не удается закачать жидкость разрыва в пласт и создать сеть трещин в зоне дренирования скважины.When the fluid injection rate at the first stage is less than 1.0 m 3 /min, it is not possible to pump the fracturing fluid into the formation and create a network of fractures in the well drainage zone.

При скорости закачки жидкости на втором этапе менее 2,0 м3/мин невозможно добиться ожидаемого технологического эффекта, так как на первом этапе не была создана система трещин в зоне дренирования скважины и соответственно не образуются основные трещины ГРП.If the liquid injection rate at the second stage is less than 2.0 m 3 /min, it is impossible to achieve the expected technological effect, since at the first stage a system of fractures was not created in the well drainage zone and, accordingly, the main hydraulic fractures are not formed.

При скорости закачки жидкости на заключительном этапе менее 3,0 м3/мин невозможно добиться ожидаемого технологического эффекта, так как на первом и втором этапах не были созданы основные трещины, которые на третьем этапе создали бы гидродинамическую связь между трещинами, образовавшимися на первом и втором этапах, с пустотами, расположенными в удаленной части пласта.When the fluid injection rate at the final stage is less than 3.0 m 3 /min, it is impossible to achieve the expected technological effect, since the main fractures were not created at the first and second stages, which at the third stage would create a hydrodynamic connection between the fractures formed at the first and second stages, with voids located in the remote part of the formation.

При наличии естественной трещиноватости в пласте перед проведением гидравлического разрыва пласта осуществляют закачку жидкости разрыва со скоростью 4,5–6 м3/мин для создания трещины ГРП. При меньшей скорости закачки в карбонатном пласте, характеризующийся отсутствием естественной трещиноватости, невозможно создать трещину ГРП.In the presence of natural fracturing in the formation, before hydraulic fracturing, the fracturing fluid is pumped at a rate of 4.5–6 m 3 /min to create a hydraulic fracture. At a lower injection rate in a carbonate reservoir, characterized by the absence of natural fracturing, it is impossible to create a hydraulic fracture.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-10.The proposed method is illustrated in the drawings shown in Fig. 1-10.

На фиг.1 – Вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий наличие естественной трещиноватости. Figure 1 - View of the graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the presence of natural fracturing.

На фиг.2 – Вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта, обработанный графоаналитическим методом Уоррена-Рута, подтверждающий наличие естественной трещиноватости.Figure 2 - View of the graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing, processed by the graphical analysis method of Warren-Root, confirming the presence of natural fracturing.

На фиг.3 – Вид графика кривой восстановления давления после проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий наличие сети трещин. Figure 3 - View of the graph of the pressure recovery curve after hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the presence of a network of fractures.

На фиг.4 – Вид сложной сети трещин ГРП, образованной в карбонатных коллекторах с естественной трещиноватостью.Figure 4 - View of a complex network of hydraulic fractures formed in carbonate reservoirs with natural fractures.

На фиг.5 – Результаты микросейсмического мониторинга.Figure 5 - The results of microseismic monitoring.

На фиг.6 – Вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий отсутствие естественной трещиноватости.Figure 6 - View of the graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the absence of natural fracturing.

На фиг.7 – Вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта, обработанный графоаналитическим методом Уоррена-Рута, подтверждающий отсутствие естественной трещиноватости.Figure 7 - View of the graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing, processed by the graphical analysis method of Warren-Root, confirming the absence of natural fracturing.

На фиг.8 – Вид графика кривой восстановления давления после проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий образование трещины ГРП, при котором фильтрационный поток в пласте считается билинейным.Figure 8 - View of the graph of the pressure recovery curve after hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the formation of a hydraulic fracture, in which the filtration flow in the reservoir is considered bilinear.

На фиг.9 – Вид трещины ГРП, при котором фильтрационный поток в пласте считается билинейным.Figure 9 - View of the hydraulic fracture, in which the filtration flow in the reservoir is considered bilinear.

На фиг.10 – Результаты микросейсмического мониторинга.In Fig.10 - The results of microseismic monitoring.

Пример реализации данного способа.An example of the implementation of this method.

Реализация способа рассмотрена на примере одной скважины, которая эксплуатирует карбонатную залежь. На скважине перед проведением гидравлического разрыва пласта проведены гидродинамические исследования методом восстановления давления, которые обработаны в программе KAPPA Workstation (модуль Saphir). На фиг.1 представлен вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий наличие естественной трещиноватости. На фиг.2 вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта, обработанный графоаналитическим методом Уоррена-Рута, подтверждающий наличие естественной трещиноватости. Факт наличия естественной трещиноватости свидетельствует о необходимости проведения операции гидравлического разрыва пласта в три этапа с целью получения максимального технологического эффекта. На первом этапе осуществлена закачка жидкости разрыва на низкой скорости (1,0 – 3,5 м3/мин) для вовлечения дополнительного количества естественных трещин, расположенных в зоне дренирования скважины; на втором этапе жидкость разрыва закачивают со скоростью (2,0 – 3,5 м3/мин) уже в образованные на первом этапе трещины с целью создания нескольких основных трещин; на заключительном этапе осуществляется закачка жидкости разрыва со скоростью 3,0 – 3,5 м3/мин для создания гидродинамической связи между трещинами, образовавшимися на первом и втором этапах, с пустотами, расположенными в удаленной части пласта. На Фиг.3 представлен вид графика кривой восстановления давления после проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий наличие сети естественной трещиноватости. Вид сложной сети трещин ГРП, образованной в карбонатных коллекторах с естественной трещиноватостью, представлен на Фиг. 4. процедура ГРП на скважине сопровождалась микросейсмическим мониторингом. По результатам микросейсмического мониторинга отмечается, что была сформирована система трещин субмеридиальной ориентации (азимуты от 0° до 45°) в радиусе 200-250 м (фиг.5). Проведение мероприятия в соответствии с предложенным способом позволила увеличить дополнительную добычу нефти в среднем на 15-20% и продолжительность эффекта от мероприятия на 30-35% по сравнению с ранее проведенными мероприятиями в схожих геолого-физических условиях.The implementation of the method is considered on the example of one well that exploits a carbonate deposit. At the well, before hydraulic fracturing, hydrodynamic studies were carried out using the pressure recovery method, which were processed in the KAPPA Workstation program (Saphir module). Figure 1 shows a graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the presence of natural fracturing. Figure 2 is a graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing, processed by the graphical analysis method of Warren-Root, confirming the presence of natural fracturing. The fact of the presence of natural fracturing indicates the need for a hydraulic fracturing operation in three stages in order to obtain the maximum technological effect. At the first stage, the fracturing fluid was injected at a low rate (1.0 - 3.5 m 3 /min) to involve an additional number of natural fractures located in the well drainage zone; at the second stage, the fracturing fluid is pumped at a rate (2.0 - 3.5 m 3 /min) into the fractures already formed at the first stage in order to create several main fractures; at the final stage, the fracturing fluid is injected at a rate of 3.0 - 3.5 m 3 /min to create a hydrodynamic connection between the fractures formed at the first and second stages with voids located in a remote part of the formation. Figure 3 shows a graph of the pressure recovery curve after hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the presence of a network of natural fracturing. A view of the complex network of hydraulic fractures formed in naturally fractured carbonate reservoirs is shown in Fig. 4. The hydraulic fracturing procedure at the well was accompanied by microseismic monitoring. According to the results of microseismic monitoring, it is noted that a system of cracks of submeridial orientation (azimuths from 0° to 45°) was formed within a radius of 200-250 m (figure 5). Carrying out the activity in accordance with the proposed method made it possible to increase additional oil production by an average of 15-20% and the duration of the effect of the activity by 30-35% compared to previously carried out activities in similar geological and physical conditions.

На скважине перед проведением гидравлического разрыва пласта проведены гидродинамические исследования методом восстановления давления, которые обработаны в программе KAPPA Workstation (модуль Saphir). На фиг.6 представлен вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, характеризующий отсутствие естественной трещиноватости. На фиг.7 вид графика кривой восстановления давления до проведения гидравлического разрыва пласта, обработанный графоаналитическим методом Уоррена-Рута, подтверждающий отсутствие естественной трещиноватости. Факт отсутствия естественной трещиноватости свидетельствует о необходимости проведения операции гидравлического разрыва пласта одноэтапно при скорости (4,5–6 м3/мин) для создания трещины ГРП. На фиг.8 представлен вид графика кривой восстановления давления после проведения гидравлического разрыва пласта в билогарифмических координатах, свидетельствующий, что в пласте образовалась трещина ГРП, при котором фильтрационный поток в пласте считается билинейным. Вид трещины ГРП, при котором фильтрационный поток в пласте считается билинейным, представлен на фиг.9. Процедура ГРП на скважине сопровождалась микросейсмическим мониторингом. По результатам микросейсмического мониторинга отмечается, что была сформирована одна основная трещина по всей длине протяженностью 300 м (фиг.10).At the well, before hydraulic fracturing, hydrodynamic studies were carried out using the pressure recovery method, which were processed in the KAPPA Workstation program (Saphir module). Figure 6 shows a graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, characterizing the absence of natural fracturing. Figure 7 is a graph of the pressure recovery curve before hydraulic fracturing, processed by the Warren-Root graphical analysis method, confirming the absence of natural fracturing. The fact that there is no natural fracturing indicates the need for a one-stage hydraulic fracturing operation at a rate (4.5–6 m 3 /min) to create a hydraulic fracture. Figure 8 shows a graph of the pressure recovery curve after hydraulic fracturing in logarithmic coordinates, indicating that a hydraulic fracture has formed in the reservoir, in which the filtration flow in the reservoir is considered bilinear. The type of hydraulic fracture, in which the filtration flow in the reservoir is considered bilinear, is shown in Fig.9. The hydraulic fracturing procedure at the well was accompanied by microseismic monitoring. According to the results of microseismic monitoring, it is noted that one main fracture was formed along the entire length of 300 m (Fig. 10).

Применение заявляемого способа позволяет повысить технологическую эффективность проведения гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах.The application of the proposed method allows to increase the technological efficiency of hydraulic fracturing in carbonate reservoirs.

Условия реализации: На скважине перед проведением гидравлического разрыва пласта должны быть проведены гидродинамические исследования методом восстановления давления (КВД) или уровня (КВУ).Conditions for implementation: Before hydraulic fracturing of the well, hydrodynamic studies should be carried out by the method of pressure restoration (PBU) or level (LLR).

Средства реализации: Для вычисления наличия системы естественных трещин необходимо использование программы KAPPA Workstation (модуль Saphir). В случае его отсутствия возможно использование графоаналитического метода Уоррена-Рута, который также позволяет визуально оценить наличие трещиноватости, а также количественно представить размеры раскрытия естественных трещин.Implementation tools: To calculate the presence of a system of natural fractures, the use of the KAPPA Workstation program (Saphir module) is necessary. In case of its absence, it is possible to use the Warren-Root graphic-analytical method, which also allows you to visually assess the presence of fracturing, as well as quantify the size of the opening of natural fractures.

Claims (1)

Способ проведения гидравлического разрыва пласта в карбонатных коллекторах, характеризующихся естественной трещиноватостью, включающий проведение комплекса гидродинамических исследований, отличающийся тем, что перед проведением гидравлического разрыва пласта на скважине проводят гидродинамические исследования методом неустановившихся отборов с последующим снятием кривой восстановления давления или уровня, по которым производят оценку наличия естественной трещиноватости; при подтверждении наличия естественной трещиноватости в пласте перед проведением гидравлического разрыва пласта на первом этапе осуществляют закачку жидкости разрыва при скорости 1,0 – 3,5 м3/мин для вовлечения дополнительного количества естественных трещин, расположенных в зоне дренирования скважины; на втором этапе жидкость разрыва закачивают со скоростью 2,0 – 3,5 м3/мин, уже в образованные на первом этапе трещины, для создания нескольких основных трещин; на заключительном этапе осуществляют закачку жидкости разрыва со скоростью 3,0 – 3,5 м3/мин для создания гидродинамической связи между трещинами, образовавшимися на первом и втором этапах, с пустотами, расположенными в удаленной части пласта.A method for performing hydraulic fracturing in carbonate reservoirs characterized by natural fracturing, including conducting a complex of hydrodynamic studies, characterized in that before hydraulic fracturing, hydrodynamic studies are carried out in the well by the method of transient selections, followed by the removal of a pressure or level recovery curve, which is used to assess the presence natural fracturing; when confirming the presence of natural fracturing in the reservoir before hydraulic fracturing, at the first stage, the fracturing fluid is injected at a rate of 1.0 - 3.5 m 3 / min to involve an additional number of natural fractures located in the well drainage zone; at the second stage, the fracturing fluid is pumped at a rate of 2.0 - 3.5 m 3 /min, already into the fractures formed at the first stage, to create several main fractures; at the final stage, fracturing fluid is injected at a rate of 3.0 - 3.5 m 3 /min to create a hydrodynamic connection between the fractures formed at the first and second stages with voids located in a remote part of the formation.
RU2022112404A 2022-05-06 Method for hydraulic fracturing in fractured carbonate formations RU2789895C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789895C1 true RU2789895C1 (en) 2023-02-14

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049053A (en) * 1976-06-10 1977-09-20 Fisher Sidney T Recovery of hydrocarbons from partially exhausted oil wells by mechanical wave heating
RU2156356C1 (en) * 2000-02-28 2000-09-20 Открытое акционерное общество "Удмуртнефть" Method of oil formation hydraulic fracturing
RU2204703C2 (en) * 2000-04-27 2003-05-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of development of oil pool in carbonate reservoirs of fractured-porous type
RU2219335C2 (en) * 2000-10-17 2003-12-20 Иванников Владимир Иванович Process of hydraulic fracturing of formations in wells
RU2460875C1 (en) * 2011-05-31 2012-09-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Carbonate formation hydraulic fracturing method
RU2584191C2 (en) * 2012-01-17 2016-05-20 Валерий Петрович Дыбленко Method for hydraulic fracturing of productive formation
RU2616052C1 (en) * 2016-05-05 2017-04-12 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method development of shaly carbonate oil pays
RU2612060C9 (en) * 2016-05-06 2017-07-26 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина Method of development of carbonate shaly oil deposits
RU2733561C2 (en) * 2018-11-20 2020-10-05 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of hydraulic fracturing at late stage of mine working

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049053A (en) * 1976-06-10 1977-09-20 Fisher Sidney T Recovery of hydrocarbons from partially exhausted oil wells by mechanical wave heating
RU2156356C1 (en) * 2000-02-28 2000-09-20 Открытое акционерное общество "Удмуртнефть" Method of oil formation hydraulic fracturing
RU2204703C2 (en) * 2000-04-27 2003-05-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of development of oil pool in carbonate reservoirs of fractured-porous type
RU2219335C2 (en) * 2000-10-17 2003-12-20 Иванников Владимир Иванович Process of hydraulic fracturing of formations in wells
RU2460875C1 (en) * 2011-05-31 2012-09-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Carbonate formation hydraulic fracturing method
RU2584191C2 (en) * 2012-01-17 2016-05-20 Валерий Петрович Дыбленко Method for hydraulic fracturing of productive formation
RU2616052C1 (en) * 2016-05-05 2017-04-12 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method development of shaly carbonate oil pays
RU2612060C9 (en) * 2016-05-06 2017-07-26 Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина Method of development of carbonate shaly oil deposits
RU2733561C2 (en) * 2018-11-20 2020-10-05 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of hydraulic fracturing at late stage of mine working

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7559373B2 (en) Process for fracturing a subterranean formation
US4186802A (en) Fracing process
US20100101795A1 (en) Hydraulic fracturing of subterranean formations
RU2462590C1 (en) Method for improvement of hydrodynamic connection of well with productive formation
RU2455478C1 (en) Method of hydraulic fracturing of carbonate formation
RU2485296C1 (en) Method for improvement of hydrodynamic communication of well with productive formation
RU2483209C1 (en) Method of hydraulic fracturing of well formation
US3825071A (en) Method and apparatus for fracturing of subsurface formations
US11492885B2 (en) Hydraulic fracturing systems and methods
RU2540713C1 (en) Method of oil pool development
RU2117764C1 (en) Method for degassing of coal seams
US20200270977A1 (en) Flow management in existing wells during adjacent well hydraulic fracturing
RU2681796C1 (en) Method for developing super-viscous oil reservoir with clay bridge
RU2566357C1 (en) Method of formation hydraulic fracturing
RU2789895C1 (en) Method for hydraulic fracturing in fractured carbonate formations
RU2732905C1 (en) Method for repeated hydraulic fracturing in horizontal wells
RU2564312C1 (en) Method of deposit hydraulic fracturing in well
RU2584253C2 (en) Method for reactant-wave treatment of bottomhole formation zone with filtration pressure waves
RU2510456C2 (en) Formation method of vertically directed fracture at hydraulic fracturing of productive formation
RU2644361C1 (en) Method of hydraulic fracturing of a lay in the well
RU2579093C1 (en) Method for repeated hydraulic fracturing
GB2050467A (en) Fracturing Subterranean Formations
RU2743478C1 (en) Difficult turonian gas production method
RU2499134C2 (en) Method of development of oil pool located above gas pool and separated therefrom by impermeable parting
RU2705643C1 (en) Method of intensification of well operation after its construction