DE2454044A1 - Hydraulisches frac-verfahren - Google Patents

Hydraulisches frac-verfahren

Info

Publication number
DE2454044A1
DE2454044A1 DE19742454044 DE2454044A DE2454044A1 DE 2454044 A1 DE2454044 A1 DE 2454044A1 DE 19742454044 DE19742454044 DE 19742454044 DE 2454044 A DE2454044 A DE 2454044A DE 2454044 A1 DE2454044 A1 DE 2454044A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
formation
frac
fluid
injected
reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19742454044
Other languages
English (en)
Inventor
John Lawrence Fitch
Jun Edwin Elwood Glenn
Malcolm Krabill Strubhar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Oil Corp filed Critical Mobil Oil Corp
Publication of DE2454044A1 publication Critical patent/DE2454044A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/267Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Description

FATEIJTANWXLTE
DR.E.W5FGAND DIPL-ING. W. NIEMANN . 245 A 044 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
MÖNCHEN HAMBURG TELEFON, 55547« 8000 MONCHEN 2, TELEGRAMME: KARPATENT MATHILDENSTRASSE 12
14. November 1974
W 42 173/74· Kd/tr
Mobil Oil Corporation New York, N.T. (V.St.A.)
Hydraulisches Frac-Verfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Frac-Verfahren (hydraulische Rissbildung) in unterirdischen Formationen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein hydraulisches Frac-Verfahren zur Bildung von langen vertikal angeordneten Rissen in dicken unterirdischen Formationen mit geringer Durchlässigkeit (Permeabilität).
. Hydraulische Frac-Verfahren wurden in weitem Umfang zur Erhöhung der Förderung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Formationen angewandt. Bei dieser Technik wird eine Frac-Flüssigkeit durch ein
509821/0321
Bohrloch in die unterirdische Formation injiziert, in der ein Hiss ausgebildet werden soll. Auf die Frac-Flüssigkeit wird ausreichend hoher Druck angewandt, damit sich in der unterirdischen Formation" ein Riss bildet und weiter ausbreitet. Es wird im allgemeinen angenommen, dass in der Tiefe die gebildeten Risse vertikale Risse sind. Dies deshalb, da in der Tiefe die meisten Formationen eine bevorzugte vertikale Rissorientierung aufweisen, die sich auf natürlich vorkommende Schwächeflächen in der Formation gründet, denen entlang sich die Risse ausbreiten und fortschreiten. In der Frac-Flüssigkeit werden im allgemeinen Proppantmaterialien (schwerlosliche Feststoffe) mitgeführt und im Riss abgelagert, um diesen offen zu halten.
Es wurden verschiedene Arten von Frac-Flüssigkeiten angewandt. Die Bestimmung der hydraulischen Eigenschaften von Frac-Flüssigkeiten ist in dem Artikel von "What to Learn About Hydraulic Fracturing Fluids" von T.C. Buchley und D.L. Lord, The Oil and Gas Journal, Sept. 17, 1973, Seiten 84 bis 88 angegeben. Buchley et al geben an, dass die heutigen Frac-Flüssigkeiten in Newton'sehe Flüssigkeiten, Polymerlösungen, vernetzte Polymerlösungen, Emulsionen, Micellarlösungen und gelierte-organische Flüssigkeiten in Lösung mit einem verflüssigten Gas eingeteilt werden. Sie geben an, dass die Frac-Flüssigkeit sowohl mit dem Gesteinsmatrixmaterial und den in den Hatrixporen natürlich vorkommenden Flüssigkeiten verträglich sein sollte. Das gebildete Rissvolumen wird stark verringert, wenn ein 'grosser Teil der injizierten Flüssigkeit an porösen Rissflächen verloren
5 09821/0321
geht. Wenn bei der Flüssigkeit ein zu grosser.Verlust auftritt, ist es im allgemeinen notwendig, teilchenförmiges und/oder gelatineartiges Material zuzugeben, das auf den Hissflächen einen Filterkuchen bildet, um den Verlust an die poröse Matrix zu regeln. Eine Flüssigkeit mit geringem Reibungsverlust ist zum Einbringen durch ein Bohrloch gunstig, da die an der Oberfläche angeordnete Pumpvorrichtung wirksamer ausgenützt werden kann. Eine viskose Flüssigkeit ist jedoch vorteilhaft, da eine solche den Proppant trägt, eine Beschädigung der Hisch- und Pumpeinrichtungen an der Oberfläche verhindert und breitere Risse und einen besseren Transport des Proppanten gewährleistet.
Bei Newton'sehen Flüssigkeiten wird das Kriterium des niedrigen Reibungsverlustes im allgemeinen von einer Flüssigkeit mit geringer Dichte und Viskosität erfüllt. Newton'sehe Flüssigkeiten werden jedoch als Frac-Flüssigkeiten wenig verwendet, da sie einen grossen Druckabfall im Bohrloch ergeben. Die meisten Frac-Flüssigkeiten sind Nichtnewton'sehe Flüssigkeiten. Newton'sehe Flüssigkeiten sind jedoch von Bedeutung, da sie die Hauptbestandteile in der Formulierung von Frac-Flüssigkeiten darstellen. Durch den Zusatz von Polymeren und/ oder anderen Bestandteilen zu Wasser, öl oder Alkohol werden heutzutage die meisten Frac-Flüssigkeiten gebildet.
In der US-PS 3 710 865 ist ein Frac-Verfahren beschrieben, bei dem eine verbesserte Öl-in-Wasser-Emulsion angewandt wird. Dort wird ausgeführt, dass es
509821/0321
seit langem bekannt ist, dass die Flüssigkeitseffizienz einer Frac-Flüssigkeit hoch sein muss, wenn Eisse geeigneter Länge und Breite erhalten werden sollen. Der Ausdruck "Flüssigkeitseffizienz" ist bei Frac-Terfahren definiert als der Prozentsatz an injizierter Flüssigkeit, die im Hiss verbleibt und ist ein Mass für den Flüssigkeitsverlust. Viele Flüssigkeiten haben die Neigung, schnell in die Formationsmatrix au lecken oder zu sintern, und haben daher eine niedrige Flüssigkeitseffizienz. Die Flüssigkeitseffizienz kann durch Zusatz von Flüssigkeitsverlustreglern verbessert werden. Die Eigenschaften einer idealen Frac-Flüssigkeit sind folgende: niedriger Reibungsverlust in der Bohrführung, niedriger Flüssigkeitsverlust im Riss, hoher Reibungsverlust im Riss, gute Proppantsuspensionsfähigkeit und leichte Bildung aus der Formation und dem Riss. In letzter Zeit bestand ein Trend zur Verwendung von Frac-Flüssigkeitsformulierungen mit hoher Viskosität. Versuche haben gezeigt, dass bei geeigneter Injizierung dieser Flüssigkeiten diese zur Ausbildung breiter Risse beträchtlicher Länge verwendet werden können und dass sie in der Lage sind, grosse Proppingmittelteilchen in hoher Konzentration zu suspendieren.
In dem Artikel "Reservoir Fracturing - A Method of Oil Recovery from Extremely Low Permeability Formations" von L.E. Vilsey und W.G. Bearden, Transactions of the American Institute of Mining and Metallurgical Engineers, Band 201, Seiten 169 bis 175 (1954) werden Ergebnisse einer Analyse bezüglich der Wirkung der Rissbildung auf die Anfangsfliessgeschwindigkeiten und die end-
509821/03 21
gültige Gewinnung aus Formationen mit geringer Aufnahme- ' fähigkeit für öl angegeben. Diese Analyse zeigte, dass selbst bei Formationen mit einer so niedrigen Durchlässigkeit wie 0,1 Millidarcy Grossrissbi!düngen ölgewinnungen und Produktionen ergeben können, die jenen bei Formationen hoher Permeabilität nahe kommen. Es wurde angenommen, dass ein horizontaler Riss mit verhältnismässig hoher Flüssigkeitstragfähigkeit sich von einem Bohrloch erstreckte. Die Analyse führte dann zu einer Studie, um die Behandlungstechniken und notwendigen Materialien für die Bildung von Rissen dieser Grosse zu bestimmen. Diese Studie ergab, dass bei höherer Viskosität der Frac-Flüssigkeit und grösserem injiziertem Flüssigkeitsvolumen der gebildete Riss grosser ist. Die Permeabilität steht in umgekehrtem Verhältnis zum Rissradius, d.h. je niedriger die Permeabilität, desto grosser der Riss.
In einer Veröffentlichung mit dem Titel "Low Permeability Gas Reservoir Production Using Large Hydraulic Fractures" von Stephen Allen Holditch und R.A. Morse, die für das 45. Jährliche Herbstmeeting der Society of Petroleum Ingineers of Aime, 4.bis 7· Oktober 1970 vorbereitet wurde, wird eine Studie gezeigt, um bei Reservoiren mit geringer Permeabilität durch die Ausbildung von langen hydraulischen Rissen die Förderung zu beschleunigen. Bei dieser Studie wurde ein zweidimensionales Zweiphasen-numerisches Modell verwendet. Horizontale Risse mit Radien von etwa 300 und 900 m (1000 und 3000 feet), die im Zentrum der Formation angeordnet waren, wurden als Modell betrachtet. Ebenso wurden vertikale Risse mit Längen
509821/0321
2A5A044
von 300 und 900 Metern (1000 und 3000 feet) in Form von Modellen betrachtet. Diese Untersuchung zeigte, dass die geringe Kapazität von Bohrungen in Formationen mit ausserordentlich geringer Durchlässigkeit durch hydraulische Rissbildung stark verbessert werden kann. Es wurde kein Versuch unternommen, um die Möglichkeit, die verschiedenen Risse zu erhalten, zu bestätigen oder festzustellen, dass diese Risse in einer spezifischen Formation absichtlich gebildet werden können.
In der Veröffentlichung mit dem Titel "A Staged Fracturing Treatment for Multisand Intervals" von B.B. Williams, G. Nieto, H.L. Graham und R.E. Leibach, vorbereitet für das 4-7. Jährliche Herbstmeeting der Society of Petroleum Engineers of Aime, 8. bis 11. Oktober 1972, ist eine Frac-Technik zur Stimulierung von massiven Formationen, die viele einzelne Sandlinsen enthalten, beschrieben. Diese Behandlung besteht aus einer Vielzahl einzelner Stufen, im Durchschnitt etwa 13. Jede Stufe besteht aus einem Flüssigkeitspolster, gefolgt von einer Proppant enthaltenden Flüssigkeit. Kugelabsperrer werden zur Trennung der Stufen verwendet.
Eine Veröffentlichung mit dem Titel "Graphic Solution to Fracture Treatment Design" von CR. Fast, Petroleum Engineer, Oktober 1973, Seiten 39 Dis 46 bezieht sich auf die Frac-Bildung in massiven Gassanden mit sehr geringer Permeabilität.. In dieser Veröffentlichung wird angegeben, dass das hydraulische Frac-Verfahren besonders zur Behandlung solcher Sande geeignet ist, und dass es notwendig sein wird, xngenieurmässige Rissbildungen durchzuführen, um einen Hauptteil des wirt-
509821/0321
24540U
schaftlich lohnenden Sandes mit vertikalen Rissen zu versehen, die sich vom Bohrloch 300 m oder mehr in 2 Eichtungen erstrecken. Dies erfordert ein eelektives Fraccen der mehrfachen Sandzonen in den Bohrungen mit 1,9 Hillionen Litern oder mehr an Flüssigkeit, verteilt auf verschiedene Stufen. Es wird ausgeführt, dass Frac-Flüssigkeiten hoher Qualität und hohe Pumpgeschwindigkeiten erforderlich sein werden, um eine ausreichende Eisspenetration zu erreichen, damit eine angemessene Gasproduktion in wirtschaftlicher Hinsicht möglich wird.
Die Erfindung ist auf die Ausbildung von vertikalen Eissen in einer dicken unterirdischen Formation, die eine bevorzugte Eissorientierung aufweist, und von einer Bohrung durchdrungen wird, gerichtet. In die Bohrung wird in einer einzigen Stufe eine Frac-Flüssigkeit in einer Menge von wenigstens 1 249 000 Litern und bei ausreichendem Druck eingespritzt, um in der Formation einen vertikalen Eiss zu bilden und diesen weiter auszubilden. Die Frac-Flüssigkeit hat eine Viskosität von weniger als 100 Centipoise und enthält einen Proppanten in einer Menge von nicht mehr als etwa 0,48 kg/1 (4 pounds/gallon) und wird in die Formation mit einer Geschwindigkeit von nicht oberhalb 0,5 barreis pro Minute pro 0,3 πι (Fuss) der Formation injiziert. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung weist die Frac-Flüssigkeit eine hohe Leck-oder Sinter, fähigkeit auf.
509821/0321
24540Λ4
Gemäss der Erfindung wird ein Verfahren zur Ausbildung von langen,schmalen,vertikalen Rissen in einer dicken, unterirdischen Formation mit niedriger Permeabilität geschaffen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders bei Formationen geeignet, die eine Permeabilität von weniger als etwa von 0,1 md (Millidarcy) aufweisen, um die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus diesen zu verbessern. Damit eine solche Behandlung wirtschaftlich interessant ist, sollte die Formation dick sein, d.h. eine Dicke von wenigstens etwa JO m aufweisen. Der darin gebildete Riss sollte sich senkrecht im wesentlichen entlang der gesamten Dicke der Formation oder wenigstens sich senkrecht über eine Entfernung von etwa 30 m (100 Fuss) erstrecken, und sich quer wenigstens die halbe und vorzugsweise die gesamte Länge des Drainageradius (Aktionsradius) der Bohrung erstrecken, die mit der Formation, in der der Riss gebildet wird, in Verbindung steht. Der normale Bereich der Bohrlochabstände für Bohrungen in solchen Formationen mit geringer Durchlässigkeit beträgt 324 000 bis 2 590 m (80 bis 640 acres). Der Drainageradius ist der Abstand vom Zentrum einer Bohrung zur Grenze des durch die Bohrung abgezapften Bereichs. Bei in regelmässigen Abständen angeordneten Bohrungen beträgt der Drainageradius die Hälfte des Abstandes der Bohrungen. Die Drainageradien für 324 000 und 2 590 000 m2 (80 und 640 acres) betragen etwa 280 bis 790 m (933 und 2 Fuss). Der Riss sollte auch geproppt sein, um eine ausreichende Fliessfähigkeit für den Transport der Kohlenwasserstoffe, die von der Formation in den Riss fliessen, ohne unangemessenen Druckverlust sicherzustellen.
509821 /0321
24540U
Die Ausbildung eines langen Hisses in einer dicken Formation macht es erforderlich, dass grosse Volumen an Frac-Flüssigkeit und Proppantmaterial in die Formation eingebracht werden. Die Erfindung ist darauf gerichtet, das für die Ausbildung von laugen, vertikalen Hissen benötigte Proppantmaterial und die benötigte Frac-Flüssigkeit möglichst gering zu halten. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, die Eigenschaften und Injektionsgeschwindigkeit der Frac-Flüssigkeit zur Bildung eines schmalen Hisses zu reglen, d.h., einen Hiss zu bilden, der nicht breiter als etwa 1,3 cm (1/2 inch) ist.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein langer, schmaler Riss in einer dicken Formation mit geringer Durchlässigkeit gebildet, indem durch eine Bohrung, die mit der Formation in Verbindung steht, in einem einzigen Arbeitsgang eine Frac-Flüssigkeit injiziert wird, die eine scheinbare Viskosität von nicht oberhalb 100 Centipoise, und vorzugsweise nicht oberhalb 50 Centipoise, aufweist, und die Proppantmaterial in einer Menge mitführt, die nicht oberhalb 0,48 kg/1 (4- pound/gallon) und im allgemeinen nicht mehr als 0,36 kg/1 (3 pound/gallon) liegt. Diese Frac-Flüssigkeit wird in die Formation in einem einzigen Arbeitsgang in einer Menge von wenigstens 1 249 000 Litern (330 000 gallons) und bei ausreichendem Druck injiziert, um in der Formation den vertikalen Riss zu bilden und weiterzuführen. Die Frac-Flüssigkeit wird in die Formation mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 0,5 barreis pro Minute pro 0,3b (Füss) Formation eingebracht. Durch Anwendung
509821/0321
245.40U
- ίο -
einer Frac-Flüssigkeit mit niedriger Viskosität und durch Injizieren der Frac-Flüssigkeit bei einer Geschwindigkeit unter 0,5 barreis pro Minute pro 0,3m Formation wird ein schmaler Riss, d.h. ein Hiss mit einer Breite von nicht mehr als 1,3 cm (0,5 inch) in der Formation gebildet. Das Volumen von 1 249 000 Litern (330 000 gallons) ist ausreichend, um in der Formation einen vertikalen Riss mit einer Höhe von wenigstens 30 m (100 feet) über eine Entfernung von wenigstens 0,8 des Drainage-
p radius einer Bohrung mit einem 647 000 m (160 acre) Abstand zu bilden. Um einen solchen Riss mit Sand zu proppen, sind wenigstens etwa 204· 000 kg (4-50 000 lbs) Sand notwendig.
Es ist darauf hinzuweisen, dass solche Formationen
mit niedriger Permeabilität vorzugsweise unter Ver-
2 Wendung eines Musterabstandsvon wenigstens 64-7 000 m ( 160 acres) erschlossen werden. Die Mengen von
1 24-9 000 Litern Frac-Flüssigkeit und 204-000 kg Sand
ρ
sind auf einen 647 000 m Abstand bezogen. Der Abstand kann selbstverständlich grosser sein und kann beispiels-
weise 2 590 000 m (640 acre) betragen. Für einen ρ
2 590 000 m Abstand beträgt das maximale Volumen an
Frac-Flüssigkeit und das Gewicht des Sandes, das zur Ausbildung eines vertikalen Risses mit einer Breite von etwa 1,3 cm (0,5 inch), einer Höhe von 30 m (100 Fuss) über eine Entfernung in der Grössenordnung des Drainageradiuses nötig ist, etwa 5 680 000 Liter (1 500 000 gallons) und etwa 1 130 000 kg (2 500 000 lbs).
509821/0321
Bei der Ausbildung solcher massiver, langer Hisse ist es ausserordentlich wichtig, dass die Breite des Risses geregelt wird, um die Volumen an Fracflüssigkeit und Proppantmaterial, die zur Bildung des Hisses erforderlich sind, in Grenzen su halten. Es ist wünschenswert, die Breite des Bisses auf unterhalb 1,3 cm (0,5 inch) zu halten. TSm solche sehr langen Risse wirksam zu erzeugen, ist es notwendig, dass der Riss in einem einzigen Arbeitsgang gebildet wird. Deshalb ist es, wenn die Bildung des Risses einmal begonnen hat, notwenig, die Weiterbildung desselben fortzusetzen, bis die gewünschte Risslänge erreicht ist. Es ist ferner notwendig, dass die verwendete Frac-Flüssigkeit eine scheinbare Viskosität von nicht mehr als 100 Centipoise aufweist und in die Formation mit einer Geschwindigkeit unter 0,5 barreis pro min pro 0,3 m Formation injiziert wird, um die Breite des gebildeten Risses auf unterhalb 1,3 cm zu begrenzen. Es ist sehr erwünscht, dass die Frac-Flüssigkeit eine hohe Leck- oder Sinterfähigkeit aufweist, d.h. die Flüssigkeitseffizienz der Frac-Flüssigkeit sollte wesentlich geringer als 100% sein. Die Flüssigkeitseffizienz steht zum Flüssigkeitskoeffizienten in Beziehung, wie dies in Hydraulic Fracturing, G.C. Howard und C.R.Fast,diskutiert wird. Beispielsweise ist' dort auf Seite 34 unter Bezugnahme auf den Frac-Flüssigkeit skoeffizienten angegeben, dass dieser Koeffizient von der verwendeten Frac-Flüssigkeit und von den Eigenschaften der Lagerstättenflüssigkeiten und des Gesteins abhängt. Ein hoher Koeffizient bedeutet schlechte Flüssigkeitsverlusteigenschaften und ein niederer Koeffizient bedeutet niedere Flüssig-
509821/0321
24540U
keitsverlusteigenschäften. Es ist ferner erwünscht, dass die Frac-Flüssigkeit keine Flüssigkeitsverlustszusätze enthält. Die hohe Leckeigenschaft in Kombination mit der niedrigen Viskosität und der geringen Injektionsgeschwindigkeit gestattet es, dass ein Riss über grössere Entfernungen in einer Formation geringer Permeabilität gebildet werden kann, wobei die Breite des Risses auf unterhalb 1,3 cm geregelt wird.
Eine bevorzugte Frac-Flüssigkeit ist Wasser, obwohl andere Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, wie Rohöl, verwendet werden können. Geringe Mengen an Geliermitteln, wie Guargummi, können der Frac-Flüssigkeit zugegeben werden, um ihr für einen besonderen Fall gewünschte Eigenschaften zu verleihen. Deren Konzentrationen sind auf solche begrenzt, um eine scheinbare Viskosität der Flüssigkeit von weniger als 100 Centipoise zu ergeben. Der bevorzugte Proppant ist Sand mit einer solchen Grosse, dass er ein Netz mit einer offenen Maschenweite von 0,42 bis 0,84· mm passiert (20 bis 40 mesh). Es kann jedoch auch Sand mit anderen Grössenbereichen verwendet werden, z.B. solcher, der ein Netz mit einer offenen Maschenweite von 0,84 bis 2,0 mm (10 is 20 mesh) oder 0,25 bis 0,42 mm (40 bis 60 mesh) passiert. Die Konzentration an Sand in der Frac-Flüssigkeit ist vorzugsweise nicht höher als etwa 0,48 kg/1 (4 pounds/gallon) und beträgt normalerweise nicht mehr als etwa 0,36 kg/1 (3 pounds/gallon).
Eine dicke unterirdische Formation kann eine oder mehrere undurchlässige Schichten aufweisen, die sich durch die Formation erstrecken und diese wenigstens
509821/0321
. 13 -
in ein erstes und ein zweites Reservoir teilen. Das erfindungsgemasse Verfahren ist für solche Formationen unter Ausbildung eines langen, schmalen Sisses in Jedem Reservoir geeignet. Solche Formationen sollten, um wirtschaftlich attraktiv zu sein, wenigstens eine Dicke von 60 m aufweisen und das erste und zweite Reservoir sollten jeweils wenigstens eine Dicke von 30 m haben. Bei dem erfindungsgenässen Verfahren wird durch eine Bohrung, die mit dem ersten Reservoir in Verbindung steht, in einem einzigen Arbeitsgang eine Frac-Flüssigkeit mit hoher Leckfähigkeit, die eine scheinbare Viskosität von weniger als etwa 100 Centipoise aufweist und einen Proppanten in einer Menge von nicht mehr als etwa 0,48 kg/1 enthält, injiziert. Wenigstens 1 249 000 Frac-Flüssigkeit werden in das erste Reservoir bei ausreichendem Druck injiziert, um in der Formation einen vertikalen Riss zu bilden und auszubreiten. Die Frac-Flüssigkeit wird in das erste Reservoir mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als etwa 0,5 barreis pro min pro 0,3 m zu behandelnder Formation injiziert. Nach Bildung des ersten vertikalen Risses im ersten Reservoir werden diese Stufen zur Bildung eines zweiten vertikalen Rissen im zweiten Reservoir wiederholt.
Das erfindungsgemasse Verfahren ist für gasenthaltende Formationen geeignet, die eine örtliche Gaspermeabilität von weniger als etwa 0,05 Millidarcy aufweisen. Es wird bevorzugt, eine wässrige Fr ac-Plüssigkeit zurBehandlung der gasenthaltenden Formationen zu verwenden, um eine Beschädigung der Formation und eine Verringerung der örtlichen Permeabilität zu vermeiden.
5 0 9821/0321

Claims (2)

2A5A0AA- Patentansprüche
1. Hydraulisches Frac-Verfahreη zur Bildung eines vertikalen Risses in einer dicken, unterirdischen Formation, der eine bevorzugte vertikale Rissorientierung von einer in die Formation eindringenden Bohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Frac-Fliissigkeit in einstufiger Arbeitsweise über das Bohrloch in die Formation bei ausreichendem Druck injiziert wird, um in der Formation einen vertikalen Riss zu bilden und auszubreiten, wobei die Frac-Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer scheinbaren Viskosität von weniger als etwa 100 Centipoise mit einem Gehalt an Proppant in einer Menge von nicht mehr als etwa 0,48 kg/1 umfasst,
und
mit einer Geschwindigkeit von nicht über etwa 0,5 barrels pro min pro 0,3 m Formation injiziert wird, und das Injizieren der Frac-Flüssigkeit durch das Bohrloch in die Formation fortgesetzt wird, bis wenigstens 1 24-9 000 Liter Frac-Flüssigkeit injiziert sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frac-Flüssigkeit mit hoher Leck- oder Sinterfähigkeit verwendet wird.
3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennaeichnet, dass als Frac-Flüssigkeit eine Frac-Flüssigkeit mit einer scheinbaren Viskosität von unter etwa
509821 /0321
50 Centipoise verwendet wird.
4· Verfahren nach einem der Ansprüche "1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Proppant Sand verwendet wird.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, eur Bildung eines vertikalen Risses in einer unterirdischen Formation mit einer Dicke von wenigstens 30 m, der eine bevorzugte vertikale Eissorientierung aufweist, wobei die Formation von einer Bohrung mit einem • Drainageradius von wenigstens 396 m durchdrungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass wässrige Frac-Flüssigkeit mit hoher Leckfähigkeit in einstufiger Arbeitsweise über das Bohrloch in die Formation" bei ausreichendem Druck injiziert wird, um in der Formation einen vertikalen Riss zu bilden und auszubreiten, wobei die Frac-Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer scheinbaren Viskosität von weniger als etwa 100 Centipoise mit einem Gehalt an Proppant in einer Menge von nicht mehr als 0,36 kg/1 umfasst, und mit einer Geschwindigkeit von nicht über etwa 0,5 barrels pro min pro 0,3 m Formation injiziert wird, und das Injizieren der Frac-Flüssigkeit durch das Bohrloch in die Formation fortgesetzt wird, bis wenigstens 1 249 000 Liter Frac-Flüssigkeit injiziert sind.
6» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» *ur Bildung von mehreren vertikalen Rissen in einer ■unterirdischen Formation mit einer Dicke von wenigstens 60 m, die wenigstens eine Schicht aufweist, die die unterirdische Formation in wenigstens ein erstes Reservoir und ein zweites Reservoir teilt, wobei jedes
5098217032t
Reservoir wenigstens eine Dicke von 30 m aufweist, ■und die Formation von einer Bohrung durchdrungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass
(a) Frac-Flüssigkeit mit hoher Leckfähigkeit in einstufiger Arbeitsweise über das Bohrloch in das erste Reservoir bei ausreichendem Druck injiziert wird, um in dem ersten Reservoir einen vertikalen Riss zu bilden und auszubreiten, wobei die Frac-Flüssigkeit eine Flüssigkeit mit einer scheinbaren Viskosität von weniger alsetwa 100 Centipoise mit einem Gehalt an Proppant in einer Menge von nicht mehr als etwa 0,48 kg/1 umfasst und mit einer Geschwindigkeit von nicht über etwa 0,5 barreis pro min pro 0,3 m des ersten Reservoirs injiziert wird,
(b) das Injizieren der Frac-Flüssigkeit durch das Bohrloch in das erste Reservoir fortgesetzt wird, bis wenigstens 1 249 000 Liter Frac-Flüssigkeit injiziert sind, und
(c) die Stufen (a) und (b) im zweiten Reservoir wiederholt werden.
509821/0321
DE19742454044 1973-11-19 1974-11-14 Hydraulisches frac-verfahren Withdrawn DE2454044A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US417438A US3858658A (en) 1973-11-19 1973-11-19 Hydraulic fracturing method for low permeability formations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2454044A1 true DE2454044A1 (de) 1975-05-22

Family

ID=23654048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19742454044 Withdrawn DE2454044A1 (de) 1973-11-19 1974-11-14 Hydraulisches frac-verfahren

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3858658A (de)
AT (1) AT338726B (de)
CA (1) CA1006089A (de)
DE (1) DE2454044A1 (de)
GB (1) GB1479334A (de)
NL (1) NL7415089A (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4109721A (en) * 1977-09-12 1978-08-29 Mobil Oil Corporation Method of proppant placement in hydraulic fracturing treatment
US4515214A (en) * 1983-09-09 1985-05-07 Mobil Oil Corporation Method for controlling the vertical growth of hydraulic fractures
US4723604A (en) * 1984-01-04 1988-02-09 Atlantic Richfield Company Drainhole drilling
US4662440A (en) * 1986-06-20 1987-05-05 Conoco Inc. Methods for obtaining well-to-well flow communication
US5360068A (en) * 1993-04-19 1994-11-01 Mobil Oil Corporation Formation fracturing
US6216786B1 (en) * 1998-06-08 2001-04-17 Atlantic Richfield Company Method for forming a fracture in a viscous oil, subterranean formation
US20080060810A9 (en) * 2004-05-25 2008-03-13 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for treating a subterranean formation with a curable composition using a jetting tool
US7896075B2 (en) * 2008-02-04 2011-03-01 Halliburton Energy Services, Inc. Subterranean treatment fluids with enhanced particulate transport or suspension capabilities and associated methods
US9045969B2 (en) * 2008-09-10 2015-06-02 Schlumberger Technology Corporation Measuring properties of low permeability formations
US7878248B2 (en) * 2008-12-29 2011-02-01 Schlumberger Technology Corporation System, method, and apparatus for post-fracture treatment
US20100252268A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Hongren Gu Use of calibration injections with microseismic monitoring
CN104131803A (zh) * 2013-05-10 2014-11-05 中国石油大学(北京) 一种评价页岩压裂形成缝网能力的实验方法
US10344204B2 (en) 2015-04-09 2019-07-09 Diversion Technologies, LLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10012064B2 (en) 2015-04-09 2018-07-03 Highlands Natural Resources, Plc Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10982520B2 (en) 2016-04-27 2021-04-20 Highland Natural Resources, PLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
RU2645058C1 (ru) * 2017-02-10 2018-02-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Способ разработки залежи высоковязкой нефти пароциклическим воздействием

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3224506A (en) * 1963-02-18 1965-12-21 Gulf Research Development Co Subsurface formation fracturing method
US3372752A (en) * 1966-04-22 1968-03-12 Dow Chemical Co Hydraulic fracturing
US3592266A (en) * 1969-03-25 1971-07-13 Halliburton Co Method of fracturing formations in wells
US3664422A (en) * 1970-08-17 1972-05-23 Dresser Ind Well fracturing method employing a liquified gas and propping agents entrained in a fluid
US3710865A (en) * 1971-05-24 1973-01-16 Exxon Research Engineering Co Method of fracturing subterranean formations using oil-in-water emulsions
US3760881A (en) * 1971-05-24 1973-09-25 Exxon Production Research Co Treatment of wells with fluids containing complexes
US3709300A (en) * 1971-08-27 1973-01-09 Union Oil Co Hydraulic fracturing process

Also Published As

Publication number Publication date
ATA925574A (de) 1977-01-15
NL7415089A (nl) 1975-05-21
AT338726B (de) 1977-09-12
US3858658A (en) 1975-01-07
CA1006089A (en) 1977-03-01
GB1479334A (en) 1977-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60308383T2 (de) Verfahren zum hydraulischen aufspalten unterirdischer formationen
AT392822B (de) Verfahren zum beseitigen von gefoerdertem formationsgrus waehrend der oelgewinnung
DE2823000C2 (de) Verfahren zum Gewinnen von Öl aus einer unterirdischen Lagerstätte
DE2454044A1 (de) Hydraulisches frac-verfahren
DE3445692C2 (de)
DE69930538T2 (de) Neue flüssigkeiten und techniken zur maximierung der reinigung von durch frakturen erzeugten gesteinsrissen
DE4233105A1 (de) Verfahren zum begrenzen eines nach unten gerichteten wachsens induzierter risse in einer unterirdischen formation
DE1232535B (de) Verfahren zur Erdoelgewinnung
DE1277774B (de) Verfahren zur Erdoelgewinnung
DE3120479C2 (de)
DE112017007400T5 (de) Verfahren und behandlungsfluide zur mikrofrakturerzeugung und abgabe von mikrostützmitteln in unterirdischen formationen
DE2817657A1 (de) Verfahren zur gewinnung von erdoel mittels waermeeinwirkung
DE2727700A1 (de) Verfahren zur vorbehandlung einer erdoelfuehrenden unterirdischen formation zum gewinnen von erdoel durch fluten mit einer hydrophiles, viskositaetssteigerndes polymerisat enthaltenden fluessigkeit
AT201013B (de) Verfahren zur Erhöhung der Produktion von Födersonden
DE1583005A1 (de) Verfahren zur Behandlung einer unterirdischen Gebirgsformation
DE2838479C2 (de) Verfahren zur Behandlung einer unterirdischen Formation, die eine mit Perforationen versehene Bohrlochauskleidung umgibt
EP2559844B1 (de) Verfahren zur förderung von viskosem erdöl aus unterirdischen lagerstätten
DE2809695A1 (de) Verfahren zur ausbildung einer nichtaufloesbaren sandrueckhaltepackung und nach dem verfahren hergestellte packung
DE2231163C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Gels und dessen Verwendung als Hilfsmittel bei Bohrungen in geologischen Formationen
DE2933037C2 (de) Verfahren zur Herstellung vertikaler, linearer Bruchstellen in einer unterirdischen produzierenden Formation
DE1148953B (de) Verfahren zum Bohren durchlaessiger Gebirgsschichten
AT252156B (de) Verfahren zum Erbohren permeabler Formationen
AT286208B (de) Verfahren zum hydraulischen Aufbrechen einer unterirdischen Formation, die ein Bohrloch umgibt
DE1583005C (de) Flüssigkeit zum Verfestigen unkonsoh dierter Sandformationen
DE1182613B (de) Verfahren zur Erhoehung der Permeabilitaet von Lagerstaetten

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination