EA002458B1 - Способ и инструмент для разрыва подземного пласта - Google Patents

Способ и инструмент для разрыва подземного пласта Download PDF

Info

Publication number
EA002458B1
EA002458B1 EA200100092A EA200100092A EA002458B1 EA 002458 B1 EA002458 B1 EA 002458B1 EA 200100092 A EA200100092 A EA 200100092A EA 200100092 A EA200100092 A EA 200100092A EA 002458 B1 EA002458 B1 EA 002458B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tool
formation
central axis
proppant
fracturing
Prior art date
Application number
EA200100092A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200100092A1 (ru
Inventor
Йосеф Гийом Кристоффель Кунен
Корнелис Ян Кентер
Дюрре Ханс Зейслинг
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
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 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of EA200100092A1 publication Critical patent/EA200100092A1/ru
Publication of EA002458B1 publication Critical patent/EA002458B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/002Down-hole drilling fluid separation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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

Abstract

Способ разрыва подземного пласта (2), окружающего буровую скважину (1) для добычи нефти и/или газа, содержащий размещение разрывного инструмента (3) с выбранной ориентацией в буровой скважине (1) и расширение инструмента так, чтобы инструмент оказывал изменяющееся в окружном направлении давление на стенку скважины в течение выбранного периода времени, с инициированием тем самым в окружающем пласте одного или более разрывов (11, 12), каждый из которых пересекается со стенкой скважины с выбранной ориентацией, и одновременным введением расклинивающего наполнителя в разрыв(ы).

Description

Изобретение относится к способу и инструменту для разрыва подземного пласта, окружающего скважину для добычи углеводородных флюидов, таких как сырая нефть и/или природный газ.
Обычно принято разрывать подземный пласт, окружающий такую скважину, посредством закачивания под большим давлением рабочей жидкости в зону скважины, которая гидравлически изолирована от других частей скважины с помощью пары изоляционных пакеров. Затем гидравлическое давление, оказываемое на окружающий эту зону пласт, инициирует разрывы в пласте, окружающем буровую скважину. Эти разрывы могут служить для усиления потока нефти и/или газа в скважину, при этом в разрывы можно нагнетать расклинивающий наполнитель и/или флюид для обработки ствола для дополнительного стимулирования добычи нефти и/или газа. В качестве альтернативного решения, разрывы могут служить для нагнетания осколков выбуренной породы и/или жидкости в пласт.
Иногда в скважине надувают надувную втулку для ограничения потерь в разрывах жидкости для гидроразрыва. Использование такой втулки известно из описаний патентов И8 №№ 2 798 557, 2 848 052, 4 968 100, 4 657 306, 5 295 393 и 3 062 294.
В описании указанного патента И8 № 3 062 294 раскрыто, что расширяемая втулка может быть снабжена элементами долота, которые установлены на поршнях, которые установлены во втулке и которые толкаются в пласт для раскола окружающего пласта. Ориентация расколотых разрывов, по существу, определяется напряжениями в пласте, так что обычно разрывы не параллельны стволу скважины.
В описании патента И8 № 5 511 615 раскрыт инструмент для измерения на месте напряжений в скважине, при этом инструмент содержит три коротких цилиндрических секции, которые расположены в виде вертикального штабеля. Каждая цилиндрическая секция содержит две половины цилиндра, которые прижимаются к пласту для инициирования разрыва обычно в плоскости, которая разделяет половины цилиндра. Цилиндрические секции штабелированы в вертикальном направлении со сдвигом, так что плоскости, которые разделяют половины цилиндров смежных секций, пересекают друг друга под углом около 60°. Таким образом, обеспечивается точное измерение величины и ориентации напряжений пласта.
В патентах И8 №№ 5 678 088 и 5 576 488 раскрыты другие механические разрывные инструменты для измерения напряжений пласта посредством временного создания разрывов с выбранной ориентацией в пласте, при этом разрывам позволяют снова закрываться после выполнения измерений.
В патенте И8 № 2 687 179 раскрыт механический инструмент разрыва пласта, который содержит пару полукруглых расширяющихся элементов, которые прижимаются в диаметрально противоположных направлениях к стенке скважины посредством вбивания клина между расширяющимися элементами. Известный инструмент способен обеспечить, по меньшей мере, частичный контроль за направлением разрыва, однако имеет тот недостаток, что толчки, создаваемые при забивании клина, могут повредить стенку скважины и дробить окружающий пласт вблизи ствола скважины, что уменьшает возможность управления процессом разрыва. В описании патента РК № 1602480 раскрыт разрывной инструмент, в котором пара полукруглых элементов расширяется с помощью гидравлического давления.
Задачей данного изобретения является создание инструмента и способа для разрыва подземного пласта, которые обеспечивают удерживание созданных разрывов открытыми в течение достаточного периода времени для размещения в разрывах расклинивающего наполнителя и/или обрабатывающего или другого флюида, и при этом создают меньше препятствий для других процессов в скважине по сравнению с известными технологиями разрыва.
Способ, согласно изобретению, содержит
- перемещение в буровую скважину разрывного инструмента, который выполнен с возможностью оказания давления, которое изменяется в окружном направлении, на стенку скважины;
- расположение разрывного инструмента в выбранном месте скважины и с выбранной окружной ориентацией;
- расширение разрывного инструмента так, чтобы инструмент оказывал изменяющееся по окружности давление на стенку скважины в течение выбранного периода времени, инициируя тем самым в окружающем пласте, по меньшей мере, один разрыв, который пересекается со стенкой скважины с выбранной ориентацией; и
- введение расклинивающего наполнителя, по меньшей мере, в один разрыв в течение, по меньшей мере, части указанного периода времени.
Период времени, в течение которого инструмент оказывает изменяющееся по окружности давление на стенку скважины предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5 с.
Преимуществом способа, согласно изобретению, является то, что он обеспечивает одновременное создание заданных относительно скважины разрывов с заданной относительно скважины ориентацией и распределением вокруг скважины и введение расклинивающего наполнителя в открытые разрывы, вызывая минимальное прерывание других процессов в скважине. Способ разрыва можно выполнять, например, с одновременным выполнением операций бурения или добычи нефти и/или газа.
Инструмент предпочтительно снабжен рядом измельчающих пласт пальцев, которые вводят в инициированный разрыв и извлекают из него, когда инструмент находится в своем расширенном положении, при этом толкают осколки измельченного пласта в каждый разрыв, причем осколки образуют расклинивающий наполнитель, который удерживает разрыв, по меньшей мере, частично открытым после отвода разрывного инструмента.
Использование размельчающих пальцев обеспечивает простое введение расклинивающего наполнителя немедленно после инициирования разрыва расширенным инструментом без необходимости впрыска расклинивающего наполнителя с поверхности, что приводит к значительному уменьшению времени, необходимому для размещения расклинивающего наполнителя, и исключению прерывания других процессов скважины из-за обычных процедур размещения расклинивающего наполнителя, когда расклинивающий наполнитель нагнетают с поверхности.
Если необходимо инициировать разрывы в диаметрально противоположных, треугольных или прямоугольных направлениях от скважины, то можно применять разрывной инструмент, который содержит, по меньшей мере, два разрезанных, по существу, продольно и дополняющих друг друга трубных сегмента, которые являются коаксиальными центральной оси инструмента и которые при расширении инструмента толкаются в радиальном направлении от центральной оси к стенке скважины с помощью гидравлического, механического или действующего на основе активируемого нагревом металла с памятью исполнительного механизма.
Следует отметить, что из патента 1Р № 4141562 и из статьи Статический разрушитель скальных пород с использованием сплава ΤΐΝΐ с эффектом запоминания формы в Ма1епа18 Ξοΐепсе Еогит, т. 56-58 (1990), стр. 711-716, известно расширение нескольких полуцилиндрических расширительных элементов в скважине, пересекающей скальный пласт, посредством нагревания сплава с эффектом запоминания формы. Известный статический разрушитель скальных пород служит для замены известного взрывного оборудования, имеет длину только 6 см и ширину 4 см и может содержать два противоположных полуцилиндрических или три треугольно расположенных или четыре расположенных ортогонально расширяющихся элемента. Следует отметить, что в способе, согласно данному изобретению, может использоваться разрывной инструмент, содержащий аналогичное распределение из 2, 3, 4 или более расширяющихся элементов в зависимости от необходимой ориентации и распределения разрывов.
Если необходимо поддержать, защитить или стабилизировать стенки скважины во время и после процесса разрыва, то разрывной инструмент может быть расположен внутри расширяемой, снабженной прорезями трубы во впускной зоне скважины внутри пласта, несущего углеводородный флюид, при этом трубу расширяют в направлении пласта в результате расширения разрывного инструмента, и труба перфорируется измельчающими пласт пальцами, когда пальцы проникают в разрывы.
Подходящей расширяемой, снабженной прорезями трубой для использования в способе является труба с расположенными в шахматном порядке продольными прорезями, которые деформируются в призматическую форму в результате процесса расширения. Такая расширяемая, снабженная прорезями труба раскрыта в описании Европейского патента № 0643795.
В определенных операциях возбуждения скважины необходимо инициировать пару удлиненных, диаметрально противоположных разрывов с желательной ориентацией вокруг горизонтальной или наклонной впускной зоны скважины, которая может иметь длину в сотни или тысячи метров.
В этом случае в способе, согласно изобретению, можно использовать разрывной инструмент, который содержит две дополняющие друг друга половины трубы, которые имеют длину, по меньшей мере, 5 м и установлены с возможностью радиального перемещения в противоположных направлениях относительно центральной оси инструмента, а измельчающие пальцы проходят через отверстия между половинами трубы и выполнены с возможностью расширения в радиальных направлениях относительно центральной оси инструмента, причем эти направления, по существу, ортогональны направлениям, в которых могут перемещаться половины трубы, и в которых разрывной инструмент ориентируют и расширяют, в то время как измельчающие скальную породу пальцы активируются для введения измельченных частиц пласта в открытый разрыв, и постепенно перемещают на длину, которая в основном соответствует длине половин трубы, и снова ориентируют и расширяют, в то время как измельчающие скальную породу пальцы активируются для введения измельченных частиц пласта в открытый разрыв, при этом последовательность операций повторяют, пока не будет выполнен разрыв существенной части пласта вокруг впускной зоны скважины, так что в пласте образуются удлиненные разрывы на значительной длине впускной зоны скважины, причем разрывы пересекаются со стенкой скважины с заданной ориентацией.
В соответствии с этим, способ, согласно изобретению, пригоден для использования в качестве части способа для увеличения добычи флюида из скважины для добычи нефти и/или газа, при этом способ можно выполнять в любое время жизненного цикла скважины с минимальным прерыванием или без прерывания операций добычи нефти и/или газа.
В качестве альтернативного решения, способ разрыва, согласно изобретению, используют для размещения обломков выбуренной породы в пласте, окружающем подземную скважину, которую бурят в направлении несущего нефть и/или газ пласта. В этом случае разрывной инструмент предпочтительно образует часть бурового снаряда, а буровой раствор, содержащий обломки выбуренной породы, нагнетают из буровой коронки в разрывы, окружающие инструмент, и инструмент снабжен сетчатым фильтром, позволяющим нагнетать буровой раствор обратно в сторону буровой коронки, что предотвращает обратный проход обломков выбуренной породы, размер которых больше отверстий в сетке, в скважину.
Кроме того, изобретение относится к инструменту для разрыва подземного пласта, при этом инструмент содержит
- корпус инструмента, имеющий центральную ось, при этом корпус инструмента соединен с возможностью вращения с ориентирующим переводником, так что корпус инструмента имеет возможность вращения вокруг центральной оси относительно ориентирующего переводника;
- ориентирующий механизм для ориентирования корпуса инструмента в заданное угловое положение относительно центральной оси;
- несколько трубчатых или полутрубчатых расширяющихся элементов, установленных на корпусе инструмента с возможностью перемещения каждого расширяющегося элемента в радиальном направлении относительно центральной оси корпуса инструмента;
- расширяющий механизм для прижимания каждого расширяющегося элемента в течение выбранного периода времени к пласту так, что расширяющиеся элементы оказывают изменяющееся в окружном направлении давление на стенку скважины; и
- средства для введения расклинивающего наполнителя, по меньшей мере, в один разрыв в течение, по меньшей мере, части указанного периода времени.
В подходящем варианте выполнения инструмент содержит пару полутрубчатых расширяющихся элементов, которые выполнены с возможностью радиального перемещения в противоположных направлениях относительно центральной оси корпуса инструмента, и средства для введения расклинивающего наполнителя, которые образованы рядом измельчающих скальную породу пальцев, которые выполнены с возможностью радиального перемещения относительно центральной оси в направлениях, которые, по существу, ортогональны указанным противоположным направлениям.
Ниже приводится подробное описание примеров выполнения способа разрыва и инструмента, согласно изобретению, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено фиг. 1 - разрывной инструмент, согласно изобретению, внутри подземной скважины, в изометрической проекции в частично разнесенном виде;
фиг. 2 - поперечный разрез инструмента, согласно фиг. 1, в сжатом положении внутри скважины, внутри которой установлена расширяемая, снабженная прорезями труба;
фиг. 3 - поперечный разрез инструмента, согласно фиг. 2, в своем расширенном положении;
фиг. 4 - инструмент, согласно фиг. 2 и 3, в котором измельчающие скальные породы пальцы вытолкнуты через снабженную прорезями трубу в открытые разрывы для создания расклинивающего наполнителя, который удерживает разрывы, по меньшей мере, частично открытыми после отвода разрывного инструмента;
фиг. 5 - разрывной инструмент, содержащий клиновидный расширяющий механизм, причем верхняя часть показана в продольном разрезе, а нижняя часть - на виде сбоку;
фиг. 6 - разрез инструмента по линии А-А на фиг. 5, в виде по стрелкам; и фиг. 7 - разрывной инструмент, содержащий четыре расширяющихся сегмента, в частичном разрезе.
На фиг. 1 показана наклонная, почти горизонтальная буровая скважина 1, которая пересекает подземный пласт 2, содержащий нефть и/или газ.
Разрывной инструмент 3, согласно изобретению, расположен внутри скважины 1. Инструмент 3 содержит ориентирующий переводник 4, заглушку 5 и корпус 6 инструмента, который снабжен двумя полуцилиндрическими расширяющимися элементами 7 и 8.
Между корпусом 6 инструмента и расширяющимися элементами 7 и 8 расположен ряд цилиндропоршневых блоков 9, из которых показаны два. За счет нагнетания жидкости с высоким давлением в цилиндропоршневые блоки 9 расширяющиеся элементы 7 и 8 прижимаются с заданным давлением к стенке скважины 1. Перед расширением элементов 7 и 8 корпус 6 инструмента поворачивается вокруг центральной оси 10 инструмента с помощью поворотного механизма (не изображен) в ориентирующем переводнике 4, пока корпус 6 инструмента не будет ориентирован так, что плоскость, разделяющая элементы 7 и 8, имеет заданную ориентацию, при этом эта плоскость показана в данном примере, по существу вертикальной и совпадающей с плоскостью чертежа.
За счет расширения элементов 7 и 8 в выбранном показанном положении образуются, по существу, вертикально ориентированные разры002458 вы 11 и 12 в пласте 2 выше и ниже скважины 1, когда боковое давление, оказываемое элементами 7 и 8 на стенку скважины, превысит определенное значение.
Элементы 7 и 8 прижимаются к стенке скважины так, что они открывают разрывы в течение длительного периода времени, который предпочтительно равен 5 с. В течение этого периода времени ряд измельчающих скальные породы пальцев 13, из которых показаны два, толкаются в открытые разрывы 11 и 12, так что они толкают измельченную скальную породу или другие частицы пласта в разрывы, при этом частицы образуют расклинивающий наполнитель, который удерживает разрывы 11 и 12, по меньшей мере частично, открытыми после сжатия измельчающих пальцев 13 и расширяющихся элементов 7 и 8 в конце процесса разрывания.
Разрывной инструмент 3 соединен с составным шлангом 14, который образован из свернутой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубы или электрического кабеля и который тянет или толкает инструмент 3 через скважину 1 после описанной выше процедуры разрывания для образования пары вертикальных разрывов, смежных со следующей секцией скважины 1, при этом процедуру повторяют, пока, по меньшей мере, значительная часть впускной зоны скважины не будет разорвана и не будет образована пара удлиненных разрывов 11 и 12 выше и ниже этой зоны.
В показанном примере выполнения каждый из расширяющихся элементов 7 и 8 имеет длину, равную, по меньшей мере, 5 м, а горизонтальная впускная зона скважины имеет длину в несколько километров, так что цикл перемещения инструмента 3 на расстояние около 5 м и затем ориентирования корпуса 6 инструмента и расширения и отвода расширяющихся элементов 7 и 8 и измельчающих породу пальцев 13 повторяют многие сотни или даже тысячи раз. Для этого важно, чтобы разрывной инструмент, согласно изобретению, был способен быстро инициировать разрывы с заданной относительно скважины ориентацией и быстро вводить измельченную горную породу и частицы пласта в инициированные разрывы, так что обеспечивается эффективный процесс разрывания.
На фиг. 2 показан разрез разрывного инструмента 3, показанного на фиг. 1, в сжатом положении в скважине 1, в которой расширяемая, снабженная прорезями труба 15 расширена к стенке 16 скважины.
Труба 15 расширена так, что ее расположенные в шахматном порядке, первоначально продольные прорези 17 открыты с принятием призматической конфигурации.
В показанном на фиг. 2 сжатом положении элементы 7 и 8 образуют, по существу, трубчатую оболочку, которая заключает в себя корпус инструмента, цилиндропоршневые блоки 9 и отведенные назад измельчающие скальные породы пальцы 13.
На фиг. 3 показан инструмент 3, согласно фиг. 1 и 2, в расширенном положении, в котором трубчатые полуцилиндрические расширяющиеся элементы 7 и 8 прижаты с помощью цилиндропоршневых блоков 9 к снабженной прорезями трубе 15, расширяя тем самым дополнительно трубу 15 в овальную форму с оказанием трубой 15 изменяющегося в окружном направлении давления р на стенку скважины, при этом давление имеет в основном горизонтальную ориентацию и инициирует образование разрывов 11 и 12, имеющих, по существу, вертикальную ориентацию в окружающем пласте 2.
На фиг. 4 показан инструмент 3, в котором расширяющиеся элементы 7 и 8 удерживаются в своем расширенном положении, так что они удерживают разрывы 11 и 12 открытыми, в то время как измельчающие скальные породы пальцы 13 толкаются в открытые разрывы 11 и 12, тем самым отделяя от пласта 2 частицы 18 измельченной скальной породы и заталкивая частицы 18 в разрывы 11 и 12 для выполнения роли расклинивающего наполнителя 18, который удерживает разрывы 11 и 12, по меньшей мере частично, открытыми после сжатия пальцев 13 и расширяющихся элементов 7 и 8 и отвода инструмента 3 из скважины.
На фиг. 4 также показано, что измельчающие скальные породы пальцы 13 также проходят через снабженную прорезями трубу 15 и перфорируют ее.
На фиг. 5 показан альтернативный вариант выполнения инструмента, согласно изобретению, в котором инструмент содержит пару полуцилиндрических расширяющихся элементов и 21, которые установлены с возможностью скольжения на двух конусных участках несущего корпуса, который содержит две части 22 и 23, которые можно перемещать в осевом направлении относительно друг друга с помощью цилиндропоршневого блока 24, 25. Одна часть 22 корпуса инструмента образует цилиндр 25, а другая часть 23 корпуса инструмента соединена с поршнем 24. Расширяющиеся элементы 20 и содержат ласточкины хвосты 25, которые также показаны на фиг. 6 и которые могут параллельно перемещаться в паре направляющих каналов 27 и 28, которые выполнены на конусных участках несущего корпуса. Таким образом, за счет гидравлического толкания поршня 24 в цилиндр 25 в направлении стрелки 29А расширяющиеся элементы 20 и 21 толкаются в радиальном направлении от центральной оси 31 инструмента в диаметрально противоположных направлениях, которые обозначены стрелками 30 А, в то время как при гидравлическом толкании поршня 24 из цилиндра 25 расширяющиеся элементы 20 и 21 отводятся обратно в направлении центральной оси 31, как обозначено стрелками 30В.
Процедура ориентирования инструмента, показанного на фиг. 5 и 6, и разрывания окружающего пласта аналогична процедурам, описанным применительно к фиг. 1-4.
На фиг. 7 показан еще один альтернативный вариант выполнения разрывного инструмента, согласно изобретению, когда инструмент содержит четыре полуцилиндрических расширяющихся элемента 33, 34, 35 и 36, которые установлены на двух конусных участках состоящего из двух частей несущего корпуса 37, который за исключением наличия четырех направляющих каналов 38 на конусных участках, аналогичен несущему корпусу инструмента, показанного на фиг. 5 и 6.
Таким образом, за счет толкания двух частей несущего корпуса 37 друг от друга, ласточкины хвосты 39 элементов 33-36 скользят по направляющим каналам 38, так что расширяющиеся элементы 33-36 перемещаются в четырех взаимно ортогональных направлениях радиально от несущего корпуса 37, при этом направления обозначены стрелками 39.
Радиальное расширение элементов в указанных ортогональных направлениях 39 инициирует образование четырех взаимно ортогональных разрывов 40 в пласте 41, окружающем разрывной инструмент. Инструмент, показанный на фиг. 7, может ориентироваться и циклически расширяться и перемещаться точно также, как описано для инструмента, показанного на фиг. 1, с целью создания комплекта из четырех удлиненных разрывов во взаимно ортогональных направлениях в пласте 41.
Инструмент, показанный на фиг. 7, в частности, пригоден для создания разрывов вокруг бурового снаряда, с помощью которого можно создавать большой объем разрывов 40 вокруг скважины, в который отводятся обломки выбуренной породы. В этом случае предпочтительно, чтобы разрывной инструмент окружал с возможностью скольжения бурильную колонну 42 бурового снаряда и разрывной инструмент пошагово перемещался в направлении вниз через пробуриваемую скважину при непрекращающемся процессе бурения. За счет циркуляции бурового раствора, содержащего обломки выбуренной породы, через разрывы 40 и предотвращение попадания обломков выбуренной породы обратно в скважину с помощью сеточного фильтра (не изображен), разрывы 40 постепенно заполняются осколками выбуренной породы, при этом осколки выполняют роль расклинивающего наполнителя, которые удерживают разрывы 40, по меньшей мере частично, открытыми после отвода и возвращения разрывного инструмента.

Claims (13)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ разрыва подземного пласта, окружающего буровую скважину для добычи углеводородного флюида, содержащий
    - перемещение в буровую скважину разрывного инструмента, который выполнен с возможностью оказания давления, которое изменяется в окружном направлении, на стенку скважины;
    - расположение разрывного инструмента в выбранном месте в скважине и с выбранной окружной ориентацией;
    - расширение разрывного инструмента так, чтобы инструмент оказывал изменяющееся в окружном направлении давление на стенку скважины в течение выбранного периода времени, с инициированием тем самым в окружающем пласте, по меньшей мере, одного разрыва, который пересекает стенку скважины с выбранной ориентацией; и
    - введение расклинивающего наполнителя, по меньшей мере, в один разрыв в течение, по меньшей мере, части указанного периода времени.
  2. 2. Способ по п. 1, в котором период времени, в течение которого инструмент оказывает изменяющееся в окружном направлении давление на стенку скважины, составляет, по меньшей мере, 5 с.
  3. 3. Способ по п.2, в котором разрывной инструмент снабжен рядом измельчающих пласт пальцев, которые вводят в инициированный разрыв и выводят из него, когда инструмент находится в своем расширенном положении, за счет чего обломки измельченного пласта толкаются в каждый разрыв, при этом осколки образуют расклинивающий наполнитель, который удерживает каждый разрыв, по меньшей мере, частично открытым после отвода разрывного инструмента.
  4. 4. Способ по п.2, в котором разрывной инструмент содержит, по меньшей мере, два разрезанных, по существу, в продольном направлении и дополняющих друг друга трубных сегмента, которые коаксиальны центральной оси инструмента и которые после расширения инструмента толкают радиально от центральной оси и к стенке скважины с помощью гидравлического, механического или действующего на основе активирования нагревом металла с эффектом запоминания формы исполнительного механизма.
  5. 5. Способ по любому из пп.3 или 4, в котором разрывной инструмент расположен внутри расширяемой, снабженной прорезями трубы во впускной зоне скважины в пласте, содержащем углеводородный флюид, при этом трубу расширяют в пласте в результате расширения разрывного инструмента, причем трубу перфорируют измельчающими пласт пальцами, когда пальцы проникают в разрывы.
  6. 6. Способ по п.5, в котором разрывной инструмент содержит две дополняющие друг друга половины трубы, каждая из которых имеет длину, равную, по меньшей мере, 5 м, и установлена с возможностью радиального перемещения в противоположных направлениях относительно центральной оси инструмента, и измельчающие пальцы проходят через отверстия между половинами трубы с возможностью расширения в радиальных направлениях относительно центральной оси инструмента, причем направления, по существу, ортогональны направлениям, в которых могут перемещаться половины трубы и в которых ориентируют и расширяют разрывной инструмент, в то время как измельчающие скальные породы пальцы активируют для введения частиц измельченного пласта в открытые разрывы, и постепенно перемещают на длину, которая, по существу, соответствует длине половин трубы, и ориентируют и расширяют, в то время как измельчающие скальные породы пальцы активируют для введения частиц измельченного пласта в открытые разрывы, при этом последовательность стадий повторяют, пока не разорвут значительную часть пласта, окружающего впускную зону скважины, так что в пласте на значительной длине впускной зоны скважины образуют удлиненные разрывы, которые пересекаются со стенкой скважины с заданной ориентацией.
  7. 7. Способ увеличения добычи флюида из скважины добычи углеводородного флюида, согласно которому вводят снабженную прорезями трубу в впускную зону скважины для последовательного расширения и перфорирования смежных секций снабженной прорезями трубы за счет перемещения и расширения разрывного инструмента внутри снабженной прорезями трубы, согласно способу по п.6.
  8. 8. Способ размещения обломков выбуренной породы в пласте, окружающем скважину для добычи углеводородных флюидов, при котором расширяют разрывной инструмент внутри скважины, согласно способу по п.4, и вводят осколки выбуренной породы в качестве расклинивающего наполнителя в разрывы, смежные с разрывным инструментом.
  9. 9. Способ по п.8, в котором разрывной инструмент образует часть бурового снаряда и буровой раствор, содержащий обломки выбуренной породы, нагнетают от буровой коронки в разрывы, окружающие инструмент, и инструмент снабжен фильтром, который обеспечивает нагнетание бурового раствора обратно в направлении буровой коронки, но который препятствует попаданию обратно в скважину обломков выбуренной породы с размерами, которые больше размеров отверстий сита фильтра.
  10. 10. Инструмент для разрывания подземно го пласта, окружающего буровую скважину для добычи углеводородного флюида, содержащий
    - корпус инструмента, имеющий центральную ось, при этом корпус инструмента соединен с возможностью вращения с ориентирующим переводником, так что корпус инструмента имеет возможность поворота вокруг центральной оси относительно ориентирующего переводника;
    - ориентирующий механизм для ориентирования корпуса инструмента в заданное угловое положение относительно центральной оси;
    - несколько трубчатых или полутрубчатых расширяющихся элементов, установленных на корпусе инструмента с возможностью перемещения каждого расширяющегося элемента в радиальном направлении относительно центральной оси корпуса инструмента;
    - расширяющий механизм для прижимания каждого расширяющегося элемента в течение выбранного периода времени к пласту так, что расширяющиеся элементы оказывают изменяющееся в окружном направлении давление на стенку скважины; и
    - средства для введения расклинивающего наполнителя, по меньшей мере, в один разрыв в течение, по меньшей мере, части указанного периода времени.
  11. 11. Инструмент по п.10, в котором инструмент содержит пару полутрубчатых расширяющихся элементов, которые выполнены с возможностью перемещения в противоположных направлениях относительно центральной оси корпуса инструмента, а средства введения расклинивающего наполнителя содержат ряд измельчающих скальные породы пальцев, которые выполнены с возможностью радиального перемещения относительно центральной оси в направлениях, которые, по существу, ортогональны противоположным направлениям.
  12. 12. Инструмент по п.10, в котором средства впрыска расклинивающего наполнителя содержат систему впрыска раствора расклинивающего наполнителя.
  13. 13. Инструмент по п.12, в котором инструмент образует часть бурового снаряда и окружает часть бурильной колонны, которая расположена на выбранном расстоянии от буровой коронки, так что расширяющиеся элементы имеют возможность расширения и разрыва окружающего пласта, при одновременном выполнении буровых операций и введении осколков выбуренной породы в разорванный пласт в качестве расклинивающего наполнителя.
EA200100092A 1998-07-01 1999-06-24 Способ и инструмент для разрыва подземного пласта EA002458B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98305212 1998-07-01
PCT/EP1999/004409 WO2000001926A1 (en) 1998-07-01 1999-06-24 Method and tool for fracturing an underground formation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200100092A1 EA200100092A1 (ru) 2001-06-25
EA002458B1 true EA002458B1 (ru) 2002-04-25

Family

ID=8234905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200100092A EA002458B1 (ru) 1998-07-01 1999-06-24 Способ и инструмент для разрыва подземного пласта

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6176313B1 (ru)
EP (1) EP1092080B1 (ru)
CN (1) CN1119501C (ru)
AU (1) AU750116B2 (ru)
CA (1) CA2336353C (ru)
DE (1) DE69905164T2 (ru)
DK (1) DK1092080T3 (ru)
EA (1) EA002458B1 (ru)
GC (1) GC0000018A (ru)
JO (1) JO2101B1 (ru)
MA (1) MA25282A1 (ru)
MY (1) MY117694A (ru)
NO (1) NO20006695L (ru)
WO (1) WO2000001926A1 (ru)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003029614A2 (en) * 2001-09-28 2003-04-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Tool and method for measuring properties of an earth formation surrounding a borehole
GB0128667D0 (en) * 2001-11-30 2002-01-23 Weatherford Lamb Tubing expansion
US7886831B2 (en) 2003-01-22 2011-02-15 Enventure Global Technology, L.L.C. Apparatus for radially expanding and plastically deforming a tubular member
US7712522B2 (en) 2003-09-05 2010-05-11 Enventure Global Technology, Llc Expansion cone and system
WO2006020960A2 (en) 2004-08-13 2006-02-23 Enventure Global Technology, Llc Expandable tubular
US7213641B2 (en) * 2004-11-02 2007-05-08 Stinger Wellhead Protection, Inc. Fracturing head with replaceable inserts for improved wear resistance and method of refurbishing same
CA2536957C (en) * 2006-02-17 2008-01-22 Jade Oilfield Service Ltd. Method of treating a formation using deformable proppants
US8151874B2 (en) 2006-02-27 2012-04-10 Halliburton Energy Services, Inc. Thermal recovery of shallow bitumen through increased permeability inclusions
US7748458B2 (en) * 2006-02-27 2010-07-06 Geosierra Llc Initiation and propagation control of vertical hydraulic fractures in unconsolidated and weakly cemented sediments
US20080060849A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-13 Entchev Pavlin B Shape memory alloy vibration isolation device
US7814978B2 (en) 2006-12-14 2010-10-19 Halliburton Energy Services, Inc. Casing expansion and formation compression for permeability plane orientation
GB0712345D0 (en) 2007-06-26 2007-08-01 Metcalfe Paul D Downhole apparatus
US7640975B2 (en) 2007-08-01 2010-01-05 Halliburton Energy Services, Inc. Flow control for increased permeability planes in unconsolidated formations
US7647966B2 (en) 2007-08-01 2010-01-19 Halliburton Energy Services, Inc. Method for drainage of heavy oil reservoir via horizontal wellbore
US7640982B2 (en) 2007-08-01 2010-01-05 Halliburton Energy Services, Inc. Method of injection plane initiation in a well
US7832477B2 (en) 2007-12-28 2010-11-16 Halliburton Energy Services, Inc. Casing deformation and control for inclusion propagation
US7789133B2 (en) * 2008-03-20 2010-09-07 Stinger Wellhead Protection, Inc. Erosion resistant frac head
US8820400B2 (en) 2008-03-20 2014-09-02 Oil States Energy Services, L.L.C. Erosion resistant frac head
US8417457B2 (en) * 2009-07-08 2013-04-09 Baker Hughes Incorporated Borehole stress module and methods for use
EP2402554A1 (en) 2010-06-30 2012-01-04 Welltec A/S Fracturing system
GB201019358D0 (en) 2010-11-16 2010-12-29 Darcy Technologies Ltd Downhole method and apparatus
US9181789B2 (en) * 2011-01-17 2015-11-10 Millennium Stimulation Servicesltd. Fracturing system and method for an underground formation using natural gas and an inert purging fluid
US8973651B2 (en) * 2011-06-16 2015-03-10 Baker Hughes Incorporated Modular anchoring sub for use with a cutting tool
US8955585B2 (en) 2011-09-27 2015-02-17 Halliburton Energy Services, Inc. Forming inclusions in selected azimuthal orientations from a casing section
US8973661B2 (en) * 2011-12-23 2015-03-10 Saudi Arabian Oil Company Method of fracturing while drilling
US9151147B2 (en) * 2012-07-25 2015-10-06 Stelford Energy, Inc. Method and apparatus for hydraulic fracturing
US8807206B2 (en) * 2012-11-27 2014-08-19 Halliburton Energy Services, Inc. Perforating gun debris retention assembly and method of use
US20150322760A1 (en) * 2012-12-13 2015-11-12 Schlumberger Technology Corporation Mechanically assisted fracture initiation
CN103244097B (zh) * 2013-05-16 2016-04-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 中深煤层控制多裂缝压裂方法
CN103912255B (zh) * 2014-03-18 2017-01-04 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种油气井水力振荡压裂工艺
RU2576269C2 (ru) * 2014-07-25 2016-02-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Геликоид" Способ вторичного вскрытия продуктивных пластов геликоидной перфорацией
CN104806221A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 北京大学 非常规油气储层液化石油气压裂改造方法
US9745839B2 (en) * 2015-10-29 2017-08-29 George W. Niemann System and methods for increasing the permeability of geological formations
CA3002240A1 (en) 2015-11-05 2017-05-11 Saudi Arabian Oil Company Methods and apparatus for spatially-oriented chemically-induced pulsed fracturing in reservoirs
CN108350349A (zh) 2015-11-05 2018-07-31 沙特阿拉伯石油公司 使用微波对储层触发放热反应
AU2020276667B2 (en) * 2019-05-15 2023-08-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Punch and inject tool for downhole casing and method for use thereof
CN111982614B (zh) * 2019-05-23 2023-11-28 中国石油天然气股份有限公司 造缝装置、用于模拟真实岩石驱替实验过程的系统及工艺
CN113390298B (zh) * 2021-06-10 2023-03-31 河南理工大学 一种co2致裂器的串联电路连接装置
US11619098B2 (en) 2021-08-17 2023-04-04 Saudi Arabian Oil Company Double acting rotary and hammering tool
CN116906020B (zh) * 2023-08-31 2024-01-26 徐州工程学院 一种页岩气增产方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2687179A (en) * 1948-08-26 1954-08-24 Newton B Dismukes Means for increasing the subterranean flow into and from wells
US3062294A (en) * 1959-11-13 1962-11-06 Gulf Research Development Co Apparatus for fracturing a formation
FR1602480A (en) * 1968-12-30 1970-11-30 Fracturing rock formations in well bore
SU1222837A1 (ru) * 1984-06-28 1986-04-07 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Устройство дл образовани направленных трещин в скважинах
SU1668641A1 (ru) * 1989-06-26 1991-08-07 Ухтинское Производственное Геологическое Объединение По Разведке Нефти И Газа "Ухтанефтегазгеология" Способ перфорации скважины, обсаженной обсадной колонной, и устройство дл его осуществлени
US5224556A (en) * 1991-09-16 1993-07-06 Conoco Inc. Downhole activated process and apparatus for deep perforation of the formation in a wellbore
US5226749A (en) * 1992-07-08 1993-07-13 Atlantic Richfield Company Waste disposal in hydraulically fractured earth formations
RU2007552C1 (ru) * 1991-12-06 1994-02-15 Шеляго Владимир Викторович Способ гидроразрыва пласта и устройство для его осуществления
US5355802A (en) * 1992-11-10 1994-10-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole
US5511615A (en) * 1994-11-07 1996-04-30 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for in-situ borehole stress determination
US5576485A (en) * 1995-04-03 1996-11-19 Serata; Shosei Single fracture method and apparatus for simultaneous measurement of in-situ earthen stress state and material properties
US5675088A (en) * 1995-04-03 1997-10-07 Serata; Shosei Method and apparatus for automatic monitoring of tectonic stresses and quantitative forecast of shallow earthquakes

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3897975A (en) * 1971-04-12 1975-08-05 Caterpillar Tractor Co Method for fracture of material in situ with stored inertial energy

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2687179A (en) * 1948-08-26 1954-08-24 Newton B Dismukes Means for increasing the subterranean flow into and from wells
US3062294A (en) * 1959-11-13 1962-11-06 Gulf Research Development Co Apparatus for fracturing a formation
FR1602480A (en) * 1968-12-30 1970-11-30 Fracturing rock formations in well bore
SU1222837A1 (ru) * 1984-06-28 1986-04-07 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Устройство дл образовани направленных трещин в скважинах
SU1668641A1 (ru) * 1989-06-26 1991-08-07 Ухтинское Производственное Геологическое Объединение По Разведке Нефти И Газа "Ухтанефтегазгеология" Способ перфорации скважины, обсаженной обсадной колонной, и устройство дл его осуществлени
US5224556A (en) * 1991-09-16 1993-07-06 Conoco Inc. Downhole activated process and apparatus for deep perforation of the formation in a wellbore
RU2007552C1 (ru) * 1991-12-06 1994-02-15 Шеляго Владимир Викторович Способ гидроразрыва пласта и устройство для его осуществления
US5226749A (en) * 1992-07-08 1993-07-13 Atlantic Richfield Company Waste disposal in hydraulically fractured earth formations
US5355802A (en) * 1992-11-10 1994-10-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for perforating and fracturing in a borehole
US5511615A (en) * 1994-11-07 1996-04-30 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for in-situ borehole stress determination
US5576485A (en) * 1995-04-03 1996-11-19 Serata; Shosei Single fracture method and apparatus for simultaneous measurement of in-situ earthen stress state and material properties
US5675088A (en) * 1995-04-03 1997-10-07 Serata; Shosei Method and apparatus for automatic monitoring of tectonic stresses and quantitative forecast of shallow earthquakes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NISHIDA: "Static rock breaker using TiNi shape memory alloy"", MATERIALS SCIENCE FORUM, vol. 56-58, 1990, page 711-716 XP000852882, cited in the application, the whole document *

Also Published As

Publication number Publication date
JO2101B1 (en) 2000-05-21
MY117694A (en) 2004-07-31
NO20006695D0 (no) 2000-12-29
AU5279999A (en) 2000-01-24
EA200100092A1 (ru) 2001-06-25
CN1308705A (zh) 2001-08-15
GC0000018A (en) 2002-10-30
DK1092080T3 (da) 2003-04-22
NO20006695L (no) 2001-02-28
EP1092080B1 (en) 2003-01-29
EP1092080A1 (en) 2001-04-18
CN1119501C (zh) 2003-08-27
CA2336353C (en) 2008-10-28
MA25282A1 (fr) 2001-12-31
WO2000001926A1 (en) 2000-01-13
CA2336353A1 (en) 2000-01-13
AU750116B2 (en) 2002-07-11
US6176313B1 (en) 2001-01-23
DE69905164D1 (de) 2003-03-06
DE69905164T2 (de) 2003-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA002458B1 (ru) Способ и инструмент для разрыва подземного пласта
US10612340B2 (en) Wellbore plug isolation system and method
US6755249B2 (en) Apparatus and method for perforating a subterranean formation
US4951751A (en) Diverting technique to stage fracturing treatments in horizontal wellbores
US8919443B2 (en) Method for generating discrete fracture initiation sites and propagating dominant planar fractures therefrom
US6494261B1 (en) Apparatus and methods for perforating a subterranean formation
US20160356137A1 (en) Restriction plug element and method
US8826985B2 (en) Open hole frac system
US10385650B2 (en) Frac plug apparatus, setting tool, and method
RU2432460C2 (ru) Способы гидравлического разрыва пласта и добычи углеводородной текучей среды из пласта
CN110410053B (zh) 基于孔眼支护的煤矿顶板卸压方法
US10082012B2 (en) Refracturing method using spaced shaped charges straddled with isolators on a liner string
EP3212879B1 (en) Cutting tool
CA2983273C (en) Disappearing expandable cladding
GB2407111A (en) Perforated casing with plugs and method of perforating a subterranean formation
CA2948756C (en) Frac plug apparatus, setting tool, and method
WO2017176788A1 (en) Restriction plug element and method
RU2271441C2 (ru) Способ заканчивания скважины и устройство для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU