EA040992B1 - MONITORING THE EFFICIENCY OF REPEATED HYDRAULIC FRACTURING USING VISCOUS PACK TECHNOLOGY AND HIGH-FREQUENCY PRESSURE MONITORING - Google Patents

MONITORING THE EFFICIENCY OF REPEATED HYDRAULIC FRACTURING USING VISCOUS PACK TECHNOLOGY AND HIGH-FREQUENCY PRESSURE MONITORING Download PDF

Info

Publication number
EA040992B1
EA040992B1 EA202191640 EA040992B1 EA 040992 B1 EA040992 B1 EA 040992B1 EA 202191640 EA202191640 EA 202191640 EA 040992 B1 EA040992 B1 EA 040992B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
viscous
depth
pack
stimulation
fluid
Prior art date
Application number
EA202191640
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Владимирович Коркин
Сергей Дмитриевич Пархонюк
Андрей Владимирович Федоров
Артем Валерьевич Кабанник
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of EA040992B1 publication Critical patent/EA040992B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Углеводороды (нефть, природный газ и т.д.) добывают из подземной геологической формации (т.е. продуктивного пласта) путем бурения скважины, которая проходит через нефтегазоносный пласт. В результате создается частичный путь движения углеводорода к поверхности. Для добычи углеводородов, т.е. для их перемещения из пласта в ствол скважины (и в конечном итоге - на поверхность), углеводородам необходимо обеспечить по существу беспрепятственный путь продвижения из пласта в ствол скважины.Hydrocarbons (oil, natural gas, etc.) are produced from a subterranean geological formation (ie, reservoir) by drilling a well that passes through the reservoir. As a result, a partial path of hydrocarbon movement to the surface is created. For the extraction of hydrocarbons, i.e. to move from the reservoir to the wellbore (and eventually to the surface), hydrocarbons must be provided with a substantially unobstructed path from the reservoir to the wellbore.

Трещины в пластах земной коры имеют большое значение для добычи подземных текучих ресурсов, таких как углеводороды. В пластах с низкой проницаемостью и низкой пористостью потенциальная добыча из ствола скважины, пробуренной в пласте, непосредственно связана с количеством раскрытых трещин. Для вторичного извлечения углеводородов после исчерпания добычи при изначальном давлении флюидов в пласте часто применяют закачку жидкостей для увеличения добычи углеводородов, и знания о трещинах в пласте являются поистине бесценными для прогнозирования общего извлечения.Fractures in the earth's crust are of great importance for the extraction of underground fluid resources such as hydrocarbons. In low permeability, low porosity formations, the potential production from a wellbore drilled into the formation is directly related to the number of fractures opened. For secondary recovery of hydrocarbons after production has been depleted at initial fluid pressure in the reservoir, fluid injection is often used to increase hydrocarbon production, and knowledge of reservoir fractures is truly invaluable in predicting overall recovery.

Гидравлический разрыв (далее, гидроразрыв) пласта представляет собой способ стимуляции скважины путем создания трещин внутри нефтегазоносного пласта, в котором трещины создают посредством закачивания жидкости и расклинивающего агента внутрь скважины при высоком давлении. Основной целью гидроразрыва пласта является повышение продуктивности скважины, и операции по гидроразрыву и кислотной обработке для увеличения проницаемости пласта могут проектироваться на основании данных о продуктивном пласте, расклинивающем агенте, закачиваемом объеме кислоты, целевом коэффициенте продуктивности скважины и т.п. Однако трудности при определении эффективности обработки пласта методом гидроразрыва могут обеспечить некоторую степень неопределенности в отношении общего количества углеводородов, извлекаемого из данного продуктивного пласта.Hydraulic fracturing (hereinafter, hydraulic fracturing) is a method of well stimulation by creating fractures within an oil and gas reservoir, in which fractures are created by pumping a fluid and a proppant into the well at high pressure. The main purpose of hydraulic fracturing is to increase the productivity of the well, and fracturing and acidizing operations to increase the permeability of the formation can be designed based on reservoir data, proppant, acid volume injected, target well productivity factor, and the like. However, the difficulty in determining the effectiveness of a hydraulic fracturing treatment on a formation can provide some degree of uncertainty about the total amount of hydrocarbons recovered from a given reservoir.

Краткое описание сущностиBrief description of the entity

В данном кратком описании сущности содержится выбор концепций, которые подробно описаны ниже. Данное описание не предназначено ни для определения ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения, ни для использования в качестве вспомогательного средства, ограничивающего объем заявленного объекта изобретения.This entity summary contains a selection of concepts that are detailed below. This description is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used as an aid to limiting the scope of the claimed subject matter.

В одном аспекте описанные в настоящем документе варианты осуществления относятся к способу обработки подземного пласта, через который проходит ствол скважины, причем скважина имеет множество ранее стимулированных интервалов, при этом данный способ содержит: a) закачивание в скважину вязкой пачки (порция обрабатыаающей жидкости с определеными физическими свойствами) с регистрацией кривой давления датчиком давления на устье скважины; b) определение глубины (L) точки ввода жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL); с) обеспечение гидравлического удара на устье скважины, который возбуждает трубные волны; d) определение глубины (L) точки ввода жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL) путем обработки гидравлического удара методом высокочастотного мониторинга давления; е) определение скорости трубной волны из комбинации данных из (b)-(d); f) обеспечение гидроразрыва пласта; и g) обеспечение гидравлического удара на устье скважины в конце операции (f) гидроразрыва пласта с уточненной глубиной точки ввода жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью.In one aspect, the embodiments described herein relate to a method for treating a subterranean formation through which a wellbore passes, wherein the well has a plurality of previously stimulated intervals, which method comprises: properties) with registration of the pressure curve by a pressure sensor at the wellhead; b) determining the depth (L) of the treatment fluid injection point and the depth uncertainties (ΔL); c) providing a water hammer at the wellhead that induces tube waves; d) determining the depth (L) of the treatment fluid injection point and the depth uncertainties (ΔL) by treating the water hammer by high frequency pressure monitoring; e) determining the tube wave velocity from the combination of data from (b)-(d); f) providing hydraulic fracturing; and g) providing a water hammer at the wellhead at the end of fracturing operation (f) with an improved treatment fluid injection point depth and less uncertainty.

Другие аспекты заявленного объекта изобретения будут представлены в описании и прилагаемой формуле изобретения.Other aspects of the claimed subject matter will be presented in the description and the appended claims.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На фиг. 1 показано изменение давления в зависимости от времени в соответствии с вариантами осуществления настоящего описания.In FIG. 1 shows pressure versus time in accordance with embodiments of the present disclosure.

На фиг. 2 представлена кепстрограмма в соответствии с вариантами осуществления настоящего описания.In FIG. 2 is a cepstrogram according to embodiments of the present disclosure.

На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций для обработки в соответствии с вариантами осуществления настоящего описания.In FIG. 3 is a flowchart for processing in accordance with embodiments of the present disclosure.

На фиг. 4 показано изменение давления в зависимости от времени для закачивания вязкой пачки в соответствии с вариантами осуществления настоящего описания.In FIG. 4 shows pressure versus time for pumping a viscous pack according to embodiments of the present disclosure.

На фиг. 5 и 6 приведены графические представления, иллюстрирующие процессы мониторинга повторного гидроразрыва пласта в соответствии с вариантами осуществления настоящего описания.In FIG. 5 and 6 are graphical representations illustrating refracturing monitoring processes in accordance with embodiments of the present disclosure.

Подробное описаниеDetailed description

Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, в общем относятся к способам мониторинга эффективности повторного гидроразрыва пласта ранее стимулированных подземных пластов для улучшения эксплуатационных показателей скважины и извлечения углеводородов. Более конкретно, описанные в настоящем документе варианты осуществления относятся к способам мониторинга, контроля, оценки и повышения эффективности повторного гидроразрыва пласта в скважине с множеством ранее стимулированных стадий. В некоторых вариантах осуществления способы могут также включать выполнение одного или более действий по восстановлению для внесенияThe embodiments described herein generally relate to methods for monitoring the effectiveness of refracturing previously stimulated subterranean formations to improve well performance and hydrocarbon recovery. More specifically, the embodiments described herein relate to methods for monitoring, controlling, evaluating, and improving the efficiency of refracturing a well with multiple previously stimulated stages. In some embodiments, the methods may also include performing one or more recovery actions to make

- 1 040992 изменений в проект обработки в режиме реального времени. Авторы настоящего описания обнаружили, что применение технологии вязкой пачки в комбинации с высокочастотными измерениями давления (HFPM - High Frequency Pressure Measurement) с обеспечением гидроудара позволяет получать информацию в реальном времени об эффективности повторного гидроразрыва подземного пласта с более высокой точностью и надежностью по более низкой цене и за более короткий период времени, чем в случае применения одной из этих технологий. Более высокая точность данных об эффективности повторного гидроразрыва пласта, которую достигают в соответствии с описанием в настоящем документе, позволяет осуществить повторную стимуляцию большего количества стадий (чем в случае применения, например, технологии вязкой пачки) с минимальным риском недостаточной стимуляции одних стадий и чрезмерной стимуляции других.- 1 040992 changes to the real-time processing project. The authors of the present description have found that the use of viscous pack technology in combination with high frequency pressure measurements (HFPM - High Frequency Pressure Measurement) with water hammer provides real-time information about the effectiveness of re-fracturing a subterranean formation with higher accuracy and reliability at a lower cost and in a shorter period of time than with either of these technologies. The higher accuracy of refracturing performance data that is achieved as described herein allows more stages to be restimulated (than in the case of, for example, viscous pack technology) with minimal risk of understimulating some stages and overstimulating others. .

В соответствии с определением в настоящем документе недостаточную стимуляцию можно рассматривать как гидравлический или кислотный разрыв пласта. Кроме того, в соответствии с определением в настоящем документе термин стадия или интервал определяет элемент заканчивания ствола скважины, который позволяет осуществить операцию гидроразрыва пласта (обработку) в этом месте. Кроме того, многостадийную обработку (многостадийный гидроразрыв) определяют как последовательные (постадийные) операции гидраворазрыва пласта. Эти определения можно найти в Schlumberger Oilfield Glossary.As defined herein, understimulation can be considered hydraulic or acid fracturing. In addition, as defined herein, the term stage or interval defines an element of a wellbore completion that allows a hydraulic fracturing operation (treatment) to be performed at that location. In addition, multi-stage treatment (multi-stage fracturing) is defined as successive (staged) hydraulic fracturing operations. These definitions can be found in the Schlumberger Oilfield Glossary.

Способы в соответствии с настоящим описанием можно использовать для мониторинга эффективности повторных гидраворазрывов пласта в скважине, имеющей множество ранее стимулированных стадий. Такие способы можно применять для мониторинга эффективности вторичной или третичной обработки для стимуляции для предоставления информации в реальном времени относительно эффективности повторного гидроразрыва пласта при стимуляции каждой стадии. С помощью такой информации оператор может принять решение, например, о том, является ли данная стадия добычи уже эффективно стимулированной или же следует осуществить изоляцию других стадий с последующим повторным гидроразрывом пласта данной стадии.The methods of the present disclosure can be used to monitor the effectiveness of refracturing a well having multiple previously stimulated stages. Such methods can be used to monitor the effectiveness of a secondary or tertiary stimulation treatment to provide real-time information on the effectiveness of the re-fracturing in each stage of stimulation. With such information, the operator can decide, for example, whether a given stage of production is already effectively stimulated or whether other stages should be isolated and then re-fractured at that stage.

Согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия в способе мониторинга эффективности повторного гидроразрыва пласта объединяют технологию вязкой пачки (VP/ВП), т.е. закачивание маркерной вязкой жидкости (с высокой вязкостью, разлагаемой с течением временем), и высокочастотные измерения давления (HFPM) с обеспечением гидроударов в конце стадии обработки и их дальнейшей обработкой.According to embodiments of the present disclosure, a method for monitoring the effectiveness of re-fracturing combines viscous pack (VP/VP) technology, i.e. injection of marker viscous fluid (with high viscosity that decomposes over time), and high frequency pressure measurements (HFPM) with water hammering at the end of the treatment stage and their further processing.

На практике технология вязкой пачки позволяет идентифицировать положение трещины, полученной в ходе стимуляции пласта посредством гидроразрыва пласта. Такой способ основан на локальном изменении вязкости и/или плотности закачиваемой в скважину жидкости и включает закачивание жидкости гидроразрыва в ствол скважины при давлении, которое выше давления разрыва пласта, для создания по меньшей мере одной трещины. После этого в скважину закачивают маркерный пульс, затем жидкость гидроразрыва закачивают обратно в скважину. При входе маркерного пульса по меньшей мере в одну из трещин гидроразрыва пласта наблюдается определяемый по давлению отклик, а положение трещины определяют по объему жидкости гидроразрыва, закачанной после маркерного пульса. Маркерный пульс представляет собой порцию жидкости, вязкость и/или плотность которой отличается от жидкостей гидроразрыва, закачиваемых до и после маркерного пульса. Примеры технологии вязкой пачки более подробно рассмотрены в публикации WO 2018004370.In practice, the viscous pack technology makes it possible to identify the position of a fracture obtained during formation stimulation by hydraulic fracturing. Such a method is based on a local change in the viscosity and/or density of the fluid injected into the wellbore and includes pumping the fracturing fluid into the wellbore at a pressure that is higher than the formation fracture pressure to create at least one fracture. After that, a marker pulse is pumped into the well, then the fracturing fluid is pumped back into the well. When the marker pulse enters at least one of the fractures of the hydraulic fracturing, a pressure-based response is observed, and the position of the fracture is determined by the volume of the hydraulic fracturing fluid injected after the marker pulse. A marker pulse is a portion of a fluid whose viscosity and/or density is different from the fracturing fluids injected before and after the marker pulse. Examples of viscous pack technology are discussed in more detail in WO 2018004370.

Как указано выше, технологию вязкой пачки можно комбинировать с высокочастотными измерениями давления (HFPM) с обеспечением гидроударов. В одном или более вариантах осуществления при высокочастотных измерениях давления (HFPM) могут использовать кепстральный анализ (cepstral analysis - eng). Например, в публикации WO 2018004369 более подробно рассмотрен способ мониторинга скважинных операций, основанный на кепстральном анализе данных по внутрискважинному давлению, регистрируемых на устье скважины. Этим способом определяют положение внутрискважинного объекта, отражающего гидравлический сигнал. В соответствии с таким способом скважину заполняют текучей средой, которая позволяет пропускать гидравлический сигнал. Предусмотрен источник гидравлического сигнала, который связан со скважиной посредством текучей среды и выполнен с возможностью обеспечения гидравлического сигнала. Датчик давления выполнен с возможностью регистрации гидравлического сигнала и находится в связи со скважиной посредством текучей среды и по меньшей мере с одним источником гидравлического сигнала. С помощью датчика давления регистрируют гидравлический сигнал и создают кепстрограмму давления с выделением на кепстрограмме давления интенсивного сигнала. После этого обнаруживают объект, который отражает гидравлический сигнал.As stated above, viscous pack technology can be combined with high frequency pressure measurements (HFPM) to provide water hammer. In one or more embodiments, high frequency pressure measurements (HFPM) may use cepstral analysis (eng). For example, WO 2018004369 discusses in more detail a method for monitoring well operations based on cepstral analysis of downhole pressure data recorded at the wellhead. This method determines the position of the downhole object reflecting the hydraulic signal. In accordance with such a method, the well is filled with a fluid that allows the transmission of a hydraulic signal. A hydraulic signal source is provided that is in fluid communication with the well and configured to provide a hydraulic signal. The pressure sensor is configured to detect a hydraulic signal and is in communication with the wellbore via a fluid medium and at least one hydraulic signal source. Using a pressure sensor, a hydraulic signal is recorded and a pressure cepstrogram is created with an intense signal highlighted on the pressure cepstrogram. After that, an object is detected that reflects the hydraulic signal.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления способ обработки подземного пласта, через который проходит ствол скважины, такой как способ мониторинга повторного гидроразрыва пласта, содержит использование последовательной закачки вязкой пачки (и определения глубины), высокочастотного мониторинга давления гидроударов (в конце вязкой пачки, также для определения глубины) и отклонителя (fluid diverter) для блокирования стадий с наибольшим приемом жидкости с дополнительным высокочастотным мониторингом давления в конце закачки указанного отклонителя.In accordance with one or more embodiments, a method for treating a subterranean formation through which a wellbore passes, such as a method for monitoring re-fracturing, comprises the use of sequential injection of a viscous pack (and depth determination), high-frequency monitoring of the pressure of hydraulic shocks (at the end of a viscous pack, also to determine the depth) and a diverter (fluid diverter) to block the stages with the highest fluid intake with additional high-frequency pressure monitoring at the end of injection of the specified diverter.

- 2 040992- 2 040992

Объединение этих способов позволяет, например, надежно определить, хорошо ли работает отклонитель или нужно закачать дополнительное количество отклонителя. Кроме того, количество закачиваемой вязкой пачки можно уменьшить благодаря дополнительным данным, полученным в ходе высокочастотного мониторинга давления. В результате обработку можно выполнять быстрее и с меньшими расходами. Более высокая точность данных об эффективности отклонения обрабатывающей жидкости, достигаемая благодаря применению этих двух технологий, также позволяет осуществить повторную стимуляцию большего количества стадий (чем в случае применения технологии вязкой пачки) с пониженным (или даже минимальным) риском недостаточной стимуляции одних стадий и чрезмерной стимуляции других.Combining these methods makes it possible, for example, to reliably determine whether the diverter is working well or whether additional diverter needs to be injected. In addition, the amount of viscous pack that is injected can be reduced due to additional data obtained during high-frequency pressure monitoring. As a result, processing can be performed faster and at lower cost. The higher accuracy of treatment fluid deflection efficiency data achieved by using these two technologies also allows for more stages to be re-stimulated (than viscous burst technology) with a reduced (or even minimal) risk of under-stimulating some stages and over-stimulating others. .

В соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия операцию повторного гидроразрыва пласта выполняют в скважине, которую ранее подвергали стимуляции (ГРП - гидроразрыв пласта) и которая имеет множество ранее стимулированных интервалов, но в которой добыча углеводородов упала, таким образом, новая стимуляция (или повторная стимуляция, или повторный гидроразрыв пласта) рассматривается как целесообразная. В одном или более вариантах осуществления операцию повторного гидроразрыва пласта проводят в определенной последовательности стадий в соответствии с описанием ниже. В таких вариантах осуществления первой стадией обработки для стимуляции скважины является определение того, какие из ранее стимулированных стадий скважины могут принимать жидкости, после чего следуют чередующиеся стадии обработки для стимуляции (например, обработка пласта методом гидроразрыва) с образованием новой(ых) трещины(трещин) и изоляцией такой(их) трещины(трещин) с помощью скважинных отклонителей. Последовательность стадий повторяют, пока стимуляции не будут подвергнуты все запланированные для этого стадии (либо ранее, если будет пересмотрен график работы). Для оценки эффективности обработки для стимуляции и определения будущих обработок для стимуляции может производиться сбор и обработка данных.According to embodiments of the present disclosure, a re-fracturing operation is performed on a well that has previously been stimulated (fracturing) and that has multiple previously stimulated intervals, but in which hydrocarbon production has declined, thus new stimulation (or re-stimulation, or re-fracturing) is considered appropriate. In one or more embodiments, the re-fracturing operation is performed in a specific sequence of steps as described below. In such embodiments, the first stage of a well stimulation treatment is to determine which of the previously stimulated stages of the well can receive fluids, followed by alternating stages of stimulation treatment (e.g., fracturing) to form new fracture(s) and isolating such(their) crack(s) using downhole whipstocks. The sequence of stages is repeated until all the stages planned for this stimulation are subjected (or earlier, if the work schedule is revised). Data may be collected and processed to evaluate the effectiveness of the stimulation treatment and determine future stimulation treatments.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия можно применять любой тип жидкости, используемой в качестве жидкости для стимуляции. Предполагается, что в некоторых вариантах осуществления свойства жидкости остаются неизменными на протяжении всего процесса обработки. Кроме того, предусмотрено, что в некоторых вариантах осуществления свойства могут изменяться от одной стимуляции до другой; в таких вариантах осуществления разницу можно учитывать с использованием поправочных коэффициентов на скорость трубных волн на основе знания свойств жидкости. В одном или более вариантах осуществления свойства жидкости могут быть неизвестны или плохо определены. В таких вариантах осуществления можно закачивать более вязкую пачку.In accordance with embodiments of the present disclosure, any type of fluid used as a stimulation fluid can be used. It is assumed that in some embodiments, the implementation of the properties of the liquid remain unchanged throughout the processing process. In addition, it is envisaged that in some embodiments, the implementation of the properties may vary from one stimulation to another; in such embodiments, the difference can be accounted for using tube wave velocity correction factors based on knowledge of the properties of the fluid. In one or more embodiments, the properties of the fluid may be unknown or poorly defined. In such embodiments, a more viscous pack may be pumped.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего описания операция повторного гидроразрыва пласта в скважине с множеством стадий может содержать следующую последовательность операций.In accordance with one or more embodiments of the present disclosure, a re-fracturing operation in a multi-stage well may comprise the following sequence of operations.

1. Закачивание жидкости в соответствии с планом стимуляции (ГРП) для создания первой трещины гидроразрыва. Трещина может появиться в любой из 1.. .N имеющихся в скважине стадий.1. Fluid injection in accordance with the stimulation plan (HF) to create the first hydraulic fracture. A fracture can appear in any of the 1.. .N stages available in the well.

2. Изолирование созданной трещины путем применения химического (растворимого) отклонителя, т.е. жидкость со специально разработанными частицами, которая может заблокировать раскрытую трещину.2. Isolation of the created crack by applying a chemical (soluble) diverter, i.e. fluid with specially designed particles that can block an open crack.

3. Закачивание жидкости в соответствии с планом стимуляции (ГРП) для создания второй трещины гидроразрыва. Вторая трещина может появиться в любой из 1.N имеющихся в скважине стадий. Если трещина образуется в новой стадии добычи, стимуляцию считают успешной. Если новая трещина не образовалась, а жидкость закачалась в первую трещину, то новая стадия не является стимулированной, а стимуляцию считают неудавшейся. Своевременно обнаруженную неудавшуюся попытку стимуляции можно использовать для обновления плана стимуляции, например, для повторения стадии изоляции уже стимулированных стадий, затем изменения концентрации добавок в пачке отклонителя с последующей регулировкой объема пачки, затем внесения изменений в план гидроразрыва пласта, таких как регулирование объема жидкости, закачиваемой для увеличения трещины, или регулирование концентрации проппанта/волокон.3. Injection of fluid in accordance with the stimulation plan (HF) to create a second hydraulic fracture. The second fracture may appear in any of the 1.N stages available in the well. If a fracture forms in a new stage of production, the stimulation is considered successful. If a new fracture is not formed, and the fluid is pumped into the first fracture, then the new stage is not stimulated, and stimulation is considered a failure. Timely detection of a failed stimulation attempt can be used to update the stimulation plan, for example, to repeat the isolation stage of already stimulated stages, then change the concentration of additives in the diverter pack, followed by adjustment of the pack volume, then make changes to the fracturing plan, such as adjusting the volume of fluid injected to increase the fracture, or adjust the proppant/fibre concentration.

4. Изолирование обеих существующих трещин.4. Isolate both existing cracks.

5. Проведение новой обработки для стимуляции (ГРП).5. Carrying out a new stimulation treatment (HF).

Как отмечалось выше, последовательность стадий повторяют, пока стимуляции не будут подвергнуты все запланированные для этого стадии (либо ранее, если график работы будет пересмотрен в связи с получением новых данных). Предсказание состоит в том, будет ли стимуляция какой-либо стадии успешной или жидкость закачивается в уже существующие трещины. С развитием возможностей моделирования, программного обеспечения и аппаратных средств возможность оптимизации проектов до стадии обработки и в режиме реального времени стала более осуществимой. В настоящее время существует несколько способов определения точки входа жидкости во время повторного гидроразрыва пласта, таких как распределенное измерение температуры (DTS), распределенное измерение вибрации (DVS), радиоактивные и химические индикаторы, микросейсмические технологии. Однако у таких подходов есть многочисленные ограничения и поэтому полученная информация имеет высокую неопределенность измерений, которая может ограничить надежность прогнозов.As noted above, the sequence of stages is repeated until all stages planned for this stimulation are subjected to stimulation (or earlier, if the work schedule is revised due to new data). The prediction is whether the stimulation of any stage will be successful or if the fluid is pumped into already existing fractures. With the development of modeling capabilities, software and hardware, the ability to optimize designs before processing and in real time has become more feasible. Currently, there are several ways to determine the fluid entry point during re-fracturing, such as distributed temperature sensing (DTS), distributed vibration sensing (DVS), radioactive and chemical tracers, microseismic technologies. However, such approaches have numerous limitations and therefore the information obtained has a high measurement uncertainty, which can limit the reliability of the forecasts.

- 3 040992- 3 040992

Способ DTS включает закачку большого объема холодной жидкости и долговременные измерения распределения температур по стволу скважины. Способ DVS является очень чувствительным к небольшому объему газов, поскольку пузырьки газа могут вызывать ложные вибрации. Микросейсмический способ хорошо работает в механически твердых пластах и зависит от мониторинга местоположения скважины относительно обработанной скважины. Кроме того, микросейсмическая технология не является прискважинным способом и чувствительна к событиям, которые происходят в нескольких сотнях футов от ствола скважины. Таким образом, вертикальная глубина в стволе скважины точно не известна. Наличие химических или радиоактивных индикаторов свидетельствует о зонах с достаточно высокой проницаемостью в пласте, которые могут иметь или не иметь отношения к трещине. И наоборот, отсутствие (или концентрация ниже фоновой) химических или радиоактивных индикаторов в прискважинной зоне может означать, что частицы были закачаны глубоко в пласт. Наконец, эти способы являются непопулярными по причинам, связанным с охраной труда, окружающей среды и техникой безопасности.The DTS method involves injection of a large volume of cold fluid and long-term measurements of temperature distribution along the wellbore. The DVS method is very sensitive to small volumes of gases because gas bubbles can cause false vibrations. The microseismic method works well in mechanically hard formations and depends on monitoring the location of the well relative to the treated well. In addition, microseismic technology is not downhole and is sensitive to events that occur several hundred feet from the wellbore. Thus, the vertical depth in the wellbore is not exactly known. The presence of chemical or radioactive tracers is indicative of zones of sufficiently high permeability in the reservoir, which may or may not be related to the fracture. Conversely, the absence (or concentration below background) of chemical or radioactive tracers in the wellbore zone may indicate that the particles were injected deep into the formation. Finally, these methods are unpopular for health, safety and environmental reasons.

Другим способом, который широко используется благодаря своей простоте и низкой стоимости, является мониторинг давления на поверхности. В этом случае точку входа жидкости не измеряют; вместо этого мониторинг эффективности отклонения осуществляют способом изменения мгновенного давления остановки закачки (МДОЗ): отклонение считают успешным, если МДОЗ после стимуляции превышает МДОЗ после предыдущей стимуляции. К сожалению, этот способ не гарантирует точности результатов. Кроме того, вычисление МДОЗ может занимать некоторое время, и его все равно можно определить с некоторой степенью неопределенности. Таким образом, разница между текущим и предыдущим значениями МДОЗ должна превышать минимальную пороговую величину, которая является субъективной. Кроме того, отрицательная разница между значениями МДОЗ не означает плохого отклонения, также необходимо оценивать потери давления на трение: если они увеличились по сравнению с предыдущей стимуляцией, то отклонение также является успешным, несмотря на разницу значений МДОЗ (давление трения может быть выше для формаций с более низким значением МДОЗ изза потерь на трение в поврежденной прискважинной зоне).Another method that is widely used due to its simplicity and low cost is surface pressure monitoring. In this case, the liquid entry point is not measured; instead, deflection performance is monitored by changing the instantaneous shutdown pressure (ISP): the deflection is considered successful if the post-stimulation ISV exceeds the previous stimulation MDV. Unfortunately, this method does not guarantee the accuracy of the results. In addition, the calculation of the MWR may take some time, and it can still be determined with some degree of uncertainty. Thus, the difference between the current and previous MHD values must exceed a minimum threshold, which is subjective. In addition, a negative difference between the MDOS values does not mean a bad deviation, and friction pressure losses must also be evaluated: if they increased compared to the previous stimulation, then the deviation is also successful, despite the difference in MDOS values (friction pressure may be higher for formations with lower value of MDOS due to friction losses in the damaged near-wellbore zone).

Еще одним способом определения точки входа жидкости является технология вязкой пачки. Когда в скважину закачивают вязкую пачку, при входе пачки в трещину может наблюдаться повышение давления. Глубину точки входа жидкости можно предсказать с помощью данных по заканчиванию скважины, скорости закачки и моменту времени, когда жидкость достигает трещины. Однако во многих случаях эту глубину можно предсказать с точностью, сопоставимой с расстоянием между стимулируемыми стадиями, и поэтому невозможно получить точные результаты. Кроме того, закачивание вязкой пачки в конце каждой стадии может быть экономически неэффективным и может требовать больше дополнительного времени. По этим причинам технология вязкой пачки не очень широко применяется сама по себе.Another way to determine the liquid entry point is the viscous pack technology. When a viscous pack is pumped into the well, a pressure increase can be observed as the pack enters the fracture. The depth of the fluid entry point can be predicted from well completion data, injection rate, and the point in time when the fluid reaches the fracture. However, in many cases this depth can be predicted with an accuracy comparable to the distance between stimulated stages, and therefore it is impossible to obtain accurate results. In addition, pumping a viscous pack at the end of each stage may not be cost effective and may require more additional time. For these reasons, viscous pack technology is not very widely used on its own.

Без привязки к любой теории авторы настоящего раскрытия обнаружили, что недостаток применения технологии вязкой пачки можно преодолеть путем сочетания такой технологии с высокочастотными измерениями давления в устье скважины. Такая комбинация позволяет осуществлять мониторинг эффективности обработки с использованием повторного гидроразрыва пласта. В одном или нескольких вариантах осуществления в способах можно использовать технологию вязкой пачки, т.е. закачку вязкой жидкости (1000 и более сП при 100 с-1 в течение по меньшей мере 20 мин с быстрым снижением вязкости до 100 сП или менее), и высокочастотные измерения давления с обеспечением гидроударов в конце операции с последующей обработкой данных.Without being bound by any theory, the authors of the present disclosure have found that the disadvantage of using viscous pack technology can be overcome by combining such technology with high frequency wellhead pressure measurements. This combination allows monitoring of treatment efficiency using re-fracturing. In one or more embodiments, the methods may use viscous pack technology, i. e. injection of a viscous fluid (1000 or more cP at 100 s -1 for at least 20 minutes with a rapid decrease in viscosity to 100 cP or less), and high-frequency pressure measurements with water hammer at the end of the operation, followed by data processing.

Как описано в настоящем документе, высокочастотные измерения давления основаны на анализе сигналов гидроударов (или трубных волн), распространяющихся в стволе скважины. Трубные волны представляют собой граничные волны, которые возникают в обсаженных скважинах, когда волна Рэлея сталкивается со стволом скважины и вызывает возмущение жидкости в стволе скважины. Трубная волна проходит вниз по стволу скважины по границе раздела между жидкостью в стволе скважины и стенкой скважины. Поскольку трубная волна связана с пластом, сквозь который она проходит, она может вызывать возмущения в пласте через раскрытые трещины, пересекающие ствол скважины, с обеспечением эффекта сжатия, который обеспечивает вторичные трубные волны, которые отражаются вверх и вниз от места расположения трещины. Перехваченные вторичные трубные волны могут содержать сигнатуры, позволяющие идентифицировать раскрытые трещины, а также амплитуду, качественно связанную с длиной и шириной, например, объем заполненного жидкостью пространства трещины, в дополнение к другим характеристикам, таким как давление смыкания трещины, давление инициирования трещины и т.п. Трубные волны также можно использовать для обнаружения других объектов, таких как препятствия, участки труб различных диаметров, перфорации и раскрытые трещины.As described herein, high frequency pressure measurements are based on the analysis of water hammer (or tube wave) signals propagating in the wellbore. Tube waves are boundary waves that occur in cased wells when a Rayleigh wave collides with the wellbore and disturbs the fluid in the wellbore. The tube wave travels down the wellbore along the interface between the fluid in the wellbore and the wellbore wall. Because the tube wave is associated with the formation through which it passes, it can perturb the formation through open fractures crossing the wellbore, providing a compression effect that provides secondary tube waves that bounce up and down from the fracture location. The intercepted secondary tube waves may contain signatures to identify open fractures, as well as an amplitude qualitatively related to length and width, such as the volume of fluid-filled fracture space, in addition to other characteristics such as fracture closure pressure, fracture initiation pressure, etc. P. Tube waves can also be used to detect other objects such as obstacles, pipe sections of various diameters, perforations and open cracks.

На практике вторичные трубные волны можно восстановить из свертки первичных трубных волн путем определения времени и величины пикового значения огибающей восстановленного из свертки сигнала. Это время и величина изменяются предсказуемым образом, и это изменение можно проанализировать в зависимости от глубины. Для извлечения данных по трубным волнам для определения положений множества трещин от ствола скважины также можно использовать передовыеIn practice, the secondary tube waves can be reconstructed from the convolution of the primary tube waves by determining the time and magnitude of the peak value of the envelope of the reconstructed signal from the convolution. This time and magnitude change in a predictable way, and this change can be analyzed with depth. You can also use advanced tools to extract tube wave data to locate multiple fractures from the wellbore.

- 4 040992 алгоритмы для обработки трубных волн (например, описанный выше кепстральный анализ), а также механизмы контроля источников давления, включая шум насоса, активные источники импульсов и т.п.- 4 040992 algorithms for processing tube waves (for example, the cepstral analysis described above), as well as mechanisms for controlling pressure sources, including pump noise, active pulse sources, etc.

В соответствии с настоящим описанием высокочастотные измерения давления могут обеспечить вычислительный период для гидроударов (или трубных волн), которые обеспечивают в конце каждой стадии (или даже между стадиями, когда скорость закачки изменяется очень быстро). Эти периоды относятся ко времени, которое трубные волны проходят от устья скважины до трещины и отражаются от трещины обратно. Периоды (или значения времени отражения) можно преобразовать в значения глубины, если скорость трубных волн известна, что не является обычным случаем. Для прогнозирования этой скорости можно использовать какую-либо другую информацию для калибровки. Одним из способов является использование точки входа жидкости, предсказанной с помощью технологии вязкой пачки. В этом случае комбинация значений времени и глубины позволяет достаточно точно оценить скорость (по меньшей мере в данной стадии, в которой проводится стимуляция). Обоснованное предположение о том, что скорость между ближайшими стадиями меняется не слишком сильно, а также использование других описанных ниже способов, могут предоставить информацию о том, произошла стимуляция всех стадий или нет. Эту информацию можно получить в конце каждой стадии, и оператор может использовать ее для корректировки плана стимуляции для последующих стадий.As used herein, high frequency pressure measurements can provide a computational period for water hammers (or tube waves) that are provided at the end of each stage (or even between stages when the injection rate is changing very rapidly). These periods refer to the time that the tube waves travel from the wellhead to the fracture and are reflected back from the fracture. Periods (or reflection times) can be converted to depth values if the tube wave velocity is known, which is not the usual case. Some other calibration information can be used to predict this speed. One way is to use the fluid entry point predicted by the viscous pack technology. In this case, the combination of time and depth values allows a fairly accurate estimate of the speed (at least in the given stage in which stimulation is performed). A reasonable assumption that the rate does not change too much between the nearest stages, as well as the use of other methods described below, can provide information about whether stimulation of all stages has occurred or not. This information is available at the end of each stage and can be used by the operator to adjust the stimulation plan for subsequent stages.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления способ обработки подземного пласта, через который проходит ствол скважины, может содержать: a) закачивание в скважину вязкой пачки с регистрацией кривой давления датчиком давления на устье скважины; b) определение глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL); с) обеспечение гидравлического удара на устье скважины, который возбуждает трубные волны; d) определение глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL) путем обработки гидравлического удара методом высокочастотного мониторинга давления; е) определение скорости трубной волны из комбинации данных из (b)-(d); f) обеспечение гидроразрыва пласта и g) обеспечение гидравлического удара на устье скважины в конце операции (f) гидроразрыва пласта с уточненной глубиной точки входа жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью. В таких вариантах осуществления скважина имеет множество ранее стимулированных интервалов. В одном или более вариантах осуществления в скважине можно проводить множество обработок для стимуляции.In accordance with one or more embodiments, a method for treating a subterranean formation through which a wellbore passes may comprise: a) pumping a viscous pack into the well while recording a pressure curve with a wellhead pressure sensor; b) determining the depth (L) of the treatment fluid entry point and depth uncertainties (ΔL); c) providing a water hammer at the wellhead that induces tube waves; d) Determining the depth (L) of the treatment fluid entry point and the depth uncertainties (ΔL) by treating the water hammer by high frequency pressure monitoring; e) determining the tube wave velocity from the combination of data from (b)-(d); f) providing hydraulic fracturing; and g) providing water hammer at the wellhead at the end of the fracturing operation with an improved depth of the treatment fluid entry point and less uncertainty. In such embodiments, the well has a plurality of previously stimulated intervals. In one or more embodiments, a plurality of stimulation treatments may be performed in the well.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления перед закачиванием вязкой пачки в скважину можно проводить обработку типа дата-фрак (т.е. гидроразрыв пласта малого объема для получения данных о пласте) (https://petrowiki.org/Glossary). В таких вариантах осуществления вязкая пачка может входить в состав жидкости, вязкость которой по меньшей мере в 100 раз превышает вязкость скважинного флюида. В одном или более вариантах осуществления, в которых проводят множество обработок для стимуляции, вязкую пачку закачивают перед каждой обработкой с гидроразрывом пласта. В таких вариантах осуществления гидроудар можно обеспечить путем отключения насосов на поверхности. В одном или более вариантах осуществления способ высокочастотного контроля давления включает обработку сигнала давления, например, включая предварительную фильтрацию сигнала и дополнительную обработку с помощью кепстрального анализа. Кроме того, предусмотрено, что после стадии (g) в ствол скважины можно дополнительно закачать отклонитель. В таких вариантах осуществления отклонитель может входить в состав суспензии частиц, способной изолировать по меньшей мере один из ранее стимулированных интервалов. В одном или нескольких вариантах осуществления отклонитель можно выбирать из группы химических (растворимых) и механических отклонителей.In accordance with one or more embodiments, prior to injecting the viscous pack into the well, a data-frac treatment (ie, low-volume fracturing to obtain formation data) may be performed (https://petrowiki.org/Glossary). In such embodiments, the implementation of the viscous pack may be part of the fluid, the viscosity of which is at least 100 times the viscosity of the well fluid. In one or more embodiments in which multiple stimulation treatments are performed, a viscous pack is pumped prior to each fracturing treatment. In such embodiments, the implementation of water hammer can be achieved by turning off the pumps at the surface. In one or more embodiments, the high frequency pressure monitoring method includes processing the pressure signal, for example, including pre-filtering the signal and post-processing using cepstral analysis. In addition, it is envisaged that after step (g) a diverter can be additionally pumped into the wellbore. In such embodiments, the diverter may be part of a particle suspension capable of isolating at least one of the previously stimulated intervals. In one or more embodiments, the diverter may be selected from the group of chemical (soluble) and mechanical diverters.

В одном или нескольких вариантах осуществления способ обработки подземного пласта может дополнительно содержать выполнение операции заканчивания. В таких вариантах осуществления операцию заканчивания выбирают из группы заканчиваний с установкой мостовой пробки в зоне перфорации или заканчиваний с применением скользящих муфт.In one or more embodiments, the method for treating a subterranean formation may further comprise performing a completion operation. In such embodiments, the completion operation is selected from the group of completions with the installation of a bridge plug in the perforation zone or completions using sliding sleeves.

Кроме того, предусмотрено, что способ обработки подземного пласта, через который проходит ствол скважины, может содержать: 1) закачивание первой вязкой пачки в скважину, расположенную в подземном пласте, причем скважина имеет множество ранее стимулированных стадий, 2) определение глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенности глубины (AL) для тех ранее стимулированных стадий, которые могут принимать жидкость, 3) обеспечение гидравлического удара на устье скважины для возбуждения трубных волн, 4) обработку гидравлического удара методом высокочастотного мониторинга давления для определения глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенности глубины (AL), 5) определение скорости трубной волны путем комбинирования 2)-4), 6) проведение первой обработки для стимуляции (такой как гидроразрыв пласта) в по меньшей мере одной ранее стимулированной стадии, которая принимает жидкость, для образования первой новой трещины в по меньшей мере одной ранее стимулированной стадии, 7) обеспечение гидроудара на устье скважины в конце обработки 6) с гидроразрывом пласта с уточненной глубиной точки входа жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью, 8) изолирование первой новой трещины путем закачки порции отклонителя, 9) вычисление, по меньшей мере, времени отраженияIn addition, it is contemplated that the method of treating a subterranean formation through which the wellbore passes may comprise: 1) pumping a first viscous pack into a well located in the subterranean formation, the well having a plurality of previously stimulated stages, 2) determining the depth (L) of the point fluid entry for treatment and depth uncertainty (AL) for those previously stimulated stages that can accept fluid, 3) providing water hammer at the wellhead to stimulate tube waves, 4) treating the water hammer by high frequency pressure monitoring to determine the depth (L) of the point treatment fluid entry and depth uncertainty (AL), 5) determining tube wave velocity by combining 2)-4), 6) performing a first stimulation treatment (such as fracturing) in at least one previously stimulated stage that receives fluid , to form the first new crack in at least one previously stimulated th stage, 7) providing water hammer at the wellhead at the end of treatment 6) with hydraulic fracturing with a refined depth of the entry point of the fluid for treatment and with less uncertainty, 8) isolating the first new fracture by pumping a portion of the diverter, 9) calculating at least reflection time

- 5 040992 гидроударов и неопределенности времени отражения с использованием высокочастотного мониторинга давления с гидроударами, которые обеспечивают, по меньшей мере, в конце одной стадии обработки, 10) прогнозирование скорости трубной волны для по меньшей мере одной ранее стимулированной (подвергнутой гидроразрыву) стадии с использованием по меньшей мере глубины (L) точки входа жидкости и времени отражения гидроударов, и 11) оценку эффективности первой обработки для стимуляции для определения будущих обработок для стимуляции, при наличии таковых. В одном или более вариантах осуществления определение глубины (L) точки входа жидкости и неопределенности глубины (AL) по меньшей мере одной ранее стимулированной стадии осуществляют с помощью технологии вязкой пачки, высокочастотного мониторинга давления или их комбинации. В таких вариантах осуществления определение глубины (L) может иметь разрешение по меньшей мере 100 футов (30,48 м). В одном или более вариантах осуществления максимальная измеренная глубина по меньшей мере одной трещины гидроразрыва может составлять до 40000 футов (12192 м). Кроме того, предусмотрено, что на первой стадии обработки для стимуляции можно использовать множество вязких пачек и высокочастотные гидравлические удары.- 5 040992 water hammer and reflection time uncertainties using high-frequency pressure monitoring with water hammer, which provide, at least at the end of one stage of treatment, 10) prediction of the tube wave velocity for at least one previously stimulated (subjected to hydraulic fracturing) stage using less than the depth (L) of the fluid entry point and the shock reversal time, and 11) evaluating the effectiveness of the first stimulation treatment to determine future stimulation treatments, if any. In one or more embodiments, determining the depth (L) of the fluid entry point and the depth uncertainty (AL) of at least one previously stimulated stage is performed using viscous burst technology, high frequency pressure monitoring, or a combination thereof. In such embodiments, the depth determination (L) may have a resolution of at least 100 feet (30.48 m). In one or more embodiments, the maximum measured depth of at least one hydraulic fracture may be up to 40,000 feet (12,192 m). In addition, it is contemplated that a plurality of viscous packs and high-frequency hydraulic shocks can be used for stimulation in the first stage of the treatment.

Кроме того, предусмотрено, что после изоляции первой новой трещины (при закачке отклонителя) в скважину можно закачивать вторую вязкую пачку. Следующей стадией является проверка того, произошел ли сдвиг ранее стимулированных стадий, которые могут принимать жидкость, по сравнению с первоначальным значением. Если есть признак того, что первая обработка для стимуляции была эффективной и без какого-либо дополнительного количества отклонителя, можно проводить вторую обработку для стимуляции на второй стадии.In addition, it is envisaged that after isolation of the first new fracture (when the diverter is injected), a second viscous pack can be injected into the well. The next step is to check if there has been a shift in the previously stimulated stages that can receive fluid compared to the original value. If there is an indication that the first stimulation treatment was effective without any additional amount of diverter, a second stimulation treatment can be performed in the second stage.

В таком варианте осуществления проводят вторую обработку для стимуляции на, по меньшей мере, второй ранее стимулированной стадии, которая может принимать жидкость, для формирования второй трещины, после чего осуществляют изоляцию второй новой трещины путем закачки отклонителя, вычисляют, по меньшей мере, время отражения гидроударов (точнее, время, необходимое трубным волнам для прохождения с устья скважины до трещины и обратно) и неопределенность времени отражения с помощью высокочастотного мониторинга давления с гидроударами, которые обеспечивают, по меньшей мере, в конце одной стадии обработки, прогнозируют скорость трубной волны для, по меньшей мере, второй ранее стимулированной стадии с помощью, по меньшей мере, глубины точки входа жидкости и времени отражения гидроударов и оценивают эффективность второй обработки для стимуляции для определения будущих обработок для стимуляции, при наличии таковых.In such an embodiment, a second stimulation treatment is performed at at least the second previously stimulated stage, which can receive fluid, to form a second fracture, after which the second new fracture is isolated by whipping, at least the water hammer reflection time is calculated (more precisely, the time required for the tube waves to travel from the wellhead to the fracture and back) and the uncertainty of reflection time using high-frequency pressure monitoring with hydraulic shocks, which provide, at least at the end of one stage of processing, predict the speed of the tube wave for, according to at least a second previously stimulated stage using at least the depth of the fluid entry point and the water hammer reversal time, and evaluate the effectiveness of the second stimulation treatment to determine future stimulation treatments, if any.

Кроме того, предусмотрено, что если первая обработка для стимуляции оказывается неэффективной, можно закачать дополнительное количество отклонителя. В таких вариантах осуществления количество отклонителя можно регулировать (увеличивать или уменьшать) на основе эффективности повторного гидроразрыва пласта. Как описано в настоящем документе, отклонитель можно выбирать из группы химических (растворимых) и механических отклонителей. В таких вариантах осуществления можно проводить вторую обработку для изоляции по меньшей мере на одной ранее стимулированной стадии.It is further contemplated that if the first stimulation treatment is ineffective, additional diverter may be injected. In such embodiments, the amount of diverter can be adjusted (up or down) based on the effectiveness of the re-fracturing. As described herein, the diverter can be selected from the group of chemical (soluble) and mechanical diverters. In such embodiments, a second isolation treatment may be performed in at least one previously stimulated step.

Как отмечалось выше, последовательность этих стадий обработки повторяют, пока стимуляции не будут подвергнуты все запланированные для этого стадии (либо ранее, если график работы будет пересмотрен). После проведения стимуляции следующей стадией обработки является операция заканчивания. В таких вариантах осуществления операцию заканчивания можно выбрать из группы заканчиваний с установкой мостовой пробки в зоне перфорации или заканчиваний с применением скользящих муфт.As noted above, the sequence of these processing stages is repeated until all the stages planned for this stimulation are subjected (or earlier, if the work schedule is revised). After stimulation, the next stage of treatment is the completion operation. In such embodiments, the completion operation can be selected from a group of completions with a bridge plug in the perforation zone or completions using sliding sleeves.

Кроме того, предусмотрено, что способ обработки подземного пласта представляет собой способ стимуляции подземного пласта, через который проходит ствол скважины. В таких иллюстративных вариантах осуществления способ включает закачивание первой вязкой пачки в скважину, расположенную в подземном пласте, причем скважина имеет множество ранее стимулированных стадий, проведение первой обработки для стимуляции с образованием первой новой трещины в по меньшей мере одной ранее стимулированной стадии, которая может принимать жидкость, обеспечение гидравлического удара в конце гидроразрыва пласта с уточненной глубиной точки входа жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью, а также корректировку будущей(их) обработки(обработок) для стимуляции в соответствии с обработанными вводными данными, собранными на различных стадиях обработки.Further, it is contemplated that the method for treating a subterranean formation is a method for stimulating a subterranean formation through which a wellbore passes. In such illustrative embodiments, the method includes pumping a first viscous pack into a well located in a subterranean formation, the well having a plurality of previously stimulated stages, administering a first stimulation treatment to form a first new fracture in at least one previously stimulated stage that can receive fluid. , providing hydraulic shock at the end of the fracturing with an improved depth of the treatment fluid entry point and with less uncertainty, and adjusting the future stimulation treatment(s) in accordance with the processed input data collected at various stages of the treatment.

Как отмечалось выше, определение глубины может иметь разрешение по меньшей мере 100 футов (30,48 м). В одном или более вариантах осуществления максимальная измеренная глубина по меньшей мере одной трещины гидроразрыва может составляет до 40000 футов (12192 м).As noted above, the depth determination may have a resolution of at least 100 feet (30.48 m). In one or more embodiments, the maximum measured depth of at least one hydraulic fracture may be up to 40,000 feet (12,192 m).

В соответствии с одним или более вариантами осуществления на первой стадии обработки для стимуляции можно использовать множество вязких пачек и высокочастотные гидравлические удары.According to one or more embodiments, a plurality of viscous packs and high frequency hydraulic shocks may be used for stimulation in the first stage of the treatment.

Кроме того, предусмотрено, что после изоляции первой новой трещины путем закачки отклонителя в скважину можно закачивать вторую вязкую пачку. Следующей стадией является проверка того, произошел ли сдвиг ранее стимулированных стадий, которые могут принимать жидкость, по сравнению с первоначальным значением. Если есть признак того, что первая обработка для стимуляции былаIn addition, it is provided that after isolation of the first new fracture by pumping the diverter into the well, a second viscous pack can be pumped. The next step is to check if there has been a shift in the previously stimulated stages that can receive fluid compared to the original value. If there is an indication that the first stimulation treatment was

- 6 040992 эффективной и без какого-либо дополнительного количества отклонителя, можно проводить вторую обработку для стимуляции на второй стадии.- 6 040992 effective and without any additional amount of diverter, it is possible to carry out a second treatment for stimulation in the second stage.

В таком варианте осуществления проводят вторую обработку для стимуляции в, по меньшей мере, второй ранее стимулированной стадии, которая может принимать жидкость, с образованием второй новой трещины, обеспечивают гидравлический удар в конце гидроразрыва пласта с уточненной глубиной точки входа жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью и корректируют будущую(ие) обработку(и) для стимуляции в соответствии с обработанными вводными данными, собранными на различных стадиях обработки.In such an embodiment, a second stimulation treatment is performed in at least a second previously stimulated stage that can accept fluid to form a second new fracture, provide a hydraulic shock at the end of the fracturing with an improved depth of the treatment fluid entry point and less uncertainty. and adjusting the future treatment(s) for stimulation according to the processed input data collected at the various stages of processing.

Кроме того, предусмотрено, что если первая обработка для стимуляции оказывается неэффективной, можно закачать дополнительное количество отклонителя. Как описано в настоящем документе, отклонитель можно выбирать из группы химических (растворимых) и механических отклонителей. В таких вариантах осуществления можно проводить вторую обработку для изоляции по меньшей мере на одной ранее стимулированной стадии.It is further contemplated that if the first stimulation treatment is ineffective, additional diverter may be injected. As described herein, the diverter can be selected from the group of chemical (soluble) and mechanical diverters. In such embodiments, a second isolation treatment may be performed in at least one previously stimulated stage.

Как отмечалось выше, последовательность этих стадий обработки повторяют, пока стимуляции не будут подвергнуты все запланированные для этого стадии (либо ранее, если график работы будет пересмотрен). После проведения стимуляции следующей стадией обработки является операция заканчивания. В таких вариантах осуществления операцию заканчивания можно выбрать из группы заканчиваний с установкой мостовой пробки в зоне перфорации или заканчиваний с применением скользящих муфт.As noted above, the sequence of these processing stages is repeated until all the stages planned for this stimulation are subjected (or earlier, if the work schedule is revised). After stimulation, the next stage of treatment is the completion operation. In such embodiments, the completion operation can be selected from a group of completions with a bridge plug in the perforation zone or completions using sliding sleeves.

Высокочастотные измерения давления (HFPM)High Frequency Pressure Measurement (HFPM)

Применение технологии высокочастотных (по меньшей мере 20 или 30 Гц) измерений давления позволяет получить намного больше информации, чем стандартное измерение давления. Быстрые изменения расхода от максимума до нуля в конце закачки могут вызвать прохождение гидроударов (или трубных волн) от устья скважины вниз до трещины и обратно. Время отражения этих волн (как правило, от 3 до 10 с) может указывать глубину раскрытой трещины и в общем может использоваться для определения точки входа жидкости. Эти колебания могут содержать другие параметры, помимо компонентов колебаний, такие как затухание, потери давления на трение, утечка жидкости в пласт, шум или отражение от других элементов в стволе скважины. Таким образом, определение времени отражения может быть затруднительным. Однако для определения таких параметров разработаны различные способы. Например, для измерения времени отражения можно использовать кепстральный анализ, как показано ниже на фиг. 2.The use of high frequency (at least 20 or 30 Hz) pressure measurement technology provides much more information than standard pressure measurement. Rapid rate changes from peak to zero at the end of injection can cause water hammer (or tube waves) to travel from the wellhead down to the fracture and back. The reflection time of these waves (typically 3 to 10 s) can indicate the depth of an open fracture and can generally be used to determine the fluid entry point. These vibrations may include parameters other than the vibration components, such as damping, frictional pressure loss, fluid leakage into the formation, noise, or reflections from other elements in the wellbore. Thus, determining the reflection time can be difficult. However, various methods have been developed to determine such parameters. For example, cepstral analysis can be used to measure reflection time, as shown in FIG. 2.

Как показано на фиг. 1 и 2, на фиг. 1 представлена типичная высокочастотная кривая давления во время гидравлического удара. Ее кепстрограмма представлена на фиг. 2. В частности, на фиг. 1 показаны колебания давления в конце закачки, а на фиг. 2 показана кепстрограмма, т.е. амплитуды волн с различным временем отражения в зависимости от времени. На фиг. 2 200 представляет самую сильную амплитуду, т.е. отражения главной волны давления от трещины, тогда как 210 представлено в виде линии, показывает время отражения. Ширина 210 определяет неопределенность.As shown in FIG. 1 and 2, in Fig. 1 shows a typical high frequency pressure curve during water hammer. Its cepstrogram is shown in Fig. 2. In particular, in FIG. 1 shows pressure fluctuations at the end of injection, and FIG. 2 shows a cepstrogram, i.e. amplitudes of waves with different reflection times as a function of time. In FIG. 2200 represents the strongest amplitude, i.e. reflection of the main pressure wave from the fracture, while 210 is represented as a line, shows the reflection time. Width 210 defines the uncertainty.

В большинстве случаев скорость трубной волны неизвестна, а само по себе время отражения является бесполезным. Однако для определения скорости можно применять специальный алгоритм. В одном или более вариантах осуществления это можно описать на основе примера заканчивания с установкой мостовой пробки в зоне перфорации, но это можно распространить и на другие случаи. Предполагается, что есть N доступных стадий, где потенциально можно образовать трещины.In most cases, the speed of the tube wave is unknown, and the reflection time itself is useless. However, a special algorithm can be used to determine the speed. In one or more embodiments, this can be described based on the example of a plug-in-perforation completion, but it can be extended to other cases. It is assumed that there are N available stages where cracks can potentially form.

L|^LN - глубины этих стадий, а σL1... σLN - неопределенность глубины. В случае, когда стадия имеет ширину ΔLi, неопределенность σ Li можно рассчитать как неопределенность для равномерного распределения и по формуле 1:L|^LN are the depths of these stages, and σL 1 ... σL N is the depth uncertainty. In the case where the stage has a width ΔL i , the uncertainty σ Li can be calculated as the uncertainty for a uniform distribution and using formula 1:

σίί = (1) σίί = (1)

Первая трещина может находиться на первой стадии (глубина и неопределенность глубины которой известны), поскольку никаких других перфораций нет. Это позволяет выполнить расчет скорости на первой стадии и соответствующее установление неопределенности. Эти данные можно использовать в качестве начального приближения для расчета скорости на второй стадии, с помощью которой в сочетании со временем отражения событий (таких как гидравлические удары) после обработки второй стадии можно предсказать возможную глубину трещины второй стадии. Далее эту предсказанную глубину сравнивают с глубиной перфорации второй стадии (если механическая изоляция является успешной) и глубиной перфорации первой стадии (если механическая изоляция заканчивается неудачей/утечкой). Разница между предсказанной глубиной и глубиной доступной стадии не может превышать двух-трех значений сигма, где σ - среднеквадратическое отклонение (или неопределенность) разницы, которое также можно вычислить. Это позволяет спрогнозировать, была ли вторая стимуляция успешной, и это дает вероятность успешной стимуляции, если осуществляются оба сценария.The first fracture may be in the first stage (the depth and depth uncertainty of which are known) since there are no other perforations. This allows the calculation of the speed in the first stage and the corresponding determination of the uncertainty. This data can be used as an initial guess to calculate the second stage velocity, which, combined with the reflection time of events (such as water hammers) after the second stage treatment, can predict the possible depth of the second stage fracture. This predicted depth is then compared to the second stage perforation depth (if the mechanical isolation is successful) and the first stage perforation depth (if the mechanical isolation fails/leaks). The difference between the predicted depth and the available stage depth cannot exceed two to three sigma values, where σ is the standard deviation (or uncertainty) of the difference, which can also be calculated. This makes it possible to predict whether the second stimulation was successful, and it gives the probability of successful stimulation if both scenarios are carried out.

Кроме того, для каждого из этих сценариев скорость можно определить с более высокой точностью, если доступна информация от более чем одной стадии, например данные об операциях закачки на первой и второй стадиях. Аналогичный принцип можно использовать и для последующих событийIn addition, for each of these scenarios, the rate can be determined with higher accuracy if information from more than one stage is available, such as data on injection operations in the first and second stages. The same principle can be used for subsequent events.

- 7 040992 (стимуляций). С помощью некоторых передовых статистических методов (в том числе байесовских методов) можно спрогнозировать положение трещины для каждой обработки за счет более точного рассмотрения каждого доступного сценария по мере регистрации все большего числа результатов измерений, настройки значения скорости и ее медленного изменения вдоль латерали.- 7 040992 (stimulations). Using some advanced statistical methods (including Bayesian methods), it is possible to predict the position of the fracture for each treatment by considering each available scenario more accurately as more measurements are taken, the velocity value is adjusted, and it slowly changes along the lateral.

На любой стадии можно наблюдать более одного сценария, но все они имеют свою собственную вероятность p, которая основана на методе максимального правдоподобия, описание в формуле 2:More than one scenario can be observed at any stage, but they all have their own probability p, which is based on the maximum likelihood method, description in formula 2:

иА’1 1? ( Фг”^)2 \ Φη“£ίη)2 \ p(il,i2,..m) ехр(^ 2(σΡΪ+σ£?ι)) ехр(^ -ехр( 2(σο^η)) (2) uA'1 1? ( Фг”^) 2 \ Φη“ £ίη) 2 \ p(il,i2,..m) exp(^ 2(σΡΪ+σ£?ι) ) exp(^ -exp( 2 ( σ ο^ η ) ) (2)

Наконец, число возможных сценариев может быть очень большим, если данные для каждого события являются очень неточными (высокие значения στi и oLi - время отражения и неопределенности глубины) и(или) наблюдается всего несколько событий. И наоборот, это число может быть небольшим (всего несколько или даже один), если значения времени отражения определены точно, а ширина стадии мала по сравнению с расстоянием между ними, и общее число стимуляций достаточно велико.Finally, the number of possible scenarios can be very large if the data for each event is very inaccurate (high values of στ i and oLi - reflection time and depth uncertainty) and/or only a few events are observed. Conversely, this number can be small (only a few or even one) if the reflection times are precisely defined, the stage width is small compared to the distance between them, and the total number of stimulations is large enough.

Технология вязкой пачки и высокочастотные измерения давленияViscous pack technology and high frequency pressure measurements

В соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия технологию вязкой пачки и высокочастотные измерения можно использовать совместно. Такая комбинация позволяет осуществлять мониторинг повторного гидроразрыва пласта быстрее, с высоким уровнем достоверности, за короткое время и с привлечением минимума ресурсов. В таких вариантах осуществления мониторинг осуществляют следующим образом.In accordance with embodiments of the present disclosure, viscous pack technology and high frequency measurements can be used together. This combination allows refracturing to be monitored faster, with a high level of confidence, in a short time and with a minimum of resources involved. In such embodiments, monitoring is carried out as follows.

1. Закачивают вязкую пачку и определяют точку входа жидкости с неопределенностью. Привязывают данную точку входа жидкости к одной из нескольких стадий с их собственной вероятностью. Число возможных сценариев, где будет создана трещина, меньше или равно общему числу стадий.1. A viscous pack is pumped and the fluid entry point is determined with uncertainty. The given fluid entry point is tied to one of several stages with their own probability. The number of possible scenarios where a fracture will be created is less than or equal to the total number of stages.

2. Проводят первую обработку для стимуляции. Использование гидроударов в конце стадии обработки позволяет определить время отражения и неопределенность. С помощью значений глубины возможных стадий и полученного времени отражения можно предсказать скорость для каждой из стадий, как определено выше в п.1.2. Carry out the first treatment for stimulation. The use of hydraulic shocks at the end of the processing stage makes it possible to determine the reflection time and uncertainty. Using the values of the depth of the possible stages and the resulting reflection time, it is possible to predict the speed for each of the stages, as defined above in paragraph 1.

3. Закачивают отклонитель. В конце закачки отклонителя используют гидравлические удары для получения нового времени отражения, которое вместе со скоростью для каждого из возможных сценариев позволяет предсказать новую глубину. Затем эту глубину можно сравнить со всеми возможными значениями глубины стадий, где может пройти вторая трещина.3. Pump in diverter. At the end of the diverter injection, hydraulic shocks are used to obtain a new reflection time, which, together with the velocity for each of the possible scenarios, allows the new depth to be predicted. This depth can then be compared with all possible stage depths where the second fracture can pass.

4. Создают новый набор сценариев с их вероятностями, которые пропорциональны произведению вероятностей из пп.1 и 3 выше. После нормирования сценарии с вероятностями менее заданного порогового значения (например, 0,5% или 0,005 от наиболее вероятного сценария) можно убрать из рассмотрения.4. Create a new set of scenarios with their probabilities that are proportional to the product of the probabilities from pp.1 and 3 above. After normalization, scenarios with probabilities less than a given threshold value (for example, 0.5% or 0.005 of the most likely scenario) can be removed from consideration.

5. Если число сценариев больше одного, новый отклонитель можно закачивать или не закачивать в зависимости от их относительных вероятностей, времени и ограничений ресурсов.5. If the number of scenarios is greater than one, a new diverter may or may not be uploaded depending on their relative probabilities, time, and resource constraints.

6. Проводят вторую стимуляцию. С помощью гидравлического удара в конце стадии обработки можно определить время отражения и неопределенность. С помощью данных всех существующих сценариев сопоставляют предсказанную глубину второй трещины, как показано в формуле 3:6. Conduct the second stimulation. With the help of water hammer at the end of the processing stage, the reflection time and uncertainty can be determined. Using the data of all existing scenarios, the predicted depth of the second fracture is compared, as shown in formula 3:

(3) со всеми возможными стадиями для оценки ее местоположения (в данном случае используют скорость и время отражения, коэффициент ½ возникает из пути движения волны: устье - забой скважины и обратно). Если местоположение трещины отличается от местоположения предыдущей трещины, стимуляцию можно считать успешной, а скорость можно обновить с использованием всех имеющихся данных, которые должны быть аналогичными, а, например, реальную скорость на каждой стадии можно вычислить в соответствии с формулой 4:(3) with all possible stages to estimate its location (in this case, the speed and time of reflection are used, the coefficient ½ arises from the path of the wave: the mouth - the bottom of the well and vice versa). If the location of the fracture is different from the location of the previous fracture, the stimulation can be considered successful and the rate can be updated using all available data, which should be similar, and for example, the actual rate at each stage can be calculated according to formula 4:

(4) где tl - время отражения i-го события,(4) where t l is the reflection time of the i-th event,

Di - расчетные глубины трещины, соответствующей данному событию, веса wi представляют собой веса событий (чем больше время отражения события и неопределенность глубины, тем меньше его вес).Di are the estimated fracture depths corresponding to a given event, the weights wi are the event weights (the longer the event reflection time and the depth uncertainty, the lower its weight).

Новую вероятность для всех сценариев вычисляют как нормализованное произведение вероятностей, определенных в 1, 3, 5, 6. Однако ситуация, при которой на этой стадии остается один сценарий, даже если стимуляцию оценивали как удачную, не является обычным случаем. Фактически возможно несколько сценариев, если в каждом из них первая стадия отличается от второй стадии. Если в некоторых сценариях стимуляция закончилась неудачей, следует оценить вероятность неудачи в соответствии с формулой 5:The new probability for all scenarios is calculated as the normalized product of the probabilities defined in 1, 3, 5, 6. However, the situation in which one scenario remains at this stage, even if the stimulation was evaluated as successful, is not a common case. In fact, several scenarios are possible, if in each of them the first stage differs from the second stage. If in some scenarios stimulation ended in failure, the probability of failure should be estimated according to formula 5:

— ΣίίιΡΐ * (1 в случае успешного отклонения) (5)- ΣίίιΡΐ * (1 in case of successful rejection) (5)

- 8 040992- 8 040992

Если вероятность неудачного исхода достаточно высока, можно выполнить дополнительные действия, такие как создание нового события (запуск и остановка закачки, открытие или закрытие клапана и т.д.). Например, в таком случае его гидравлический удар можно проанализировать и использовать во всех сценариях переоценки. Если вероятность неудачи по-прежнему высока, можно выполнить дополнительные действия, такие как закачивание новой вязкой пачки, оценка глубины, переоценка сценариев и т.д. Если неудача все еще вероятна, можно осуществить закачку дополнительного отклонителя.If the probability of failure is high enough, additional actions can be performed, such as creating a new event (starting and stopping a pump, opening or closing a valve, etc.). For example, in such a case, its water hammer can be analyzed and used in all revaluation scenarios. If the probability of failure is still high, additional actions can be taken, such as pumping a new viscous pack, assessing depth, reevaluating scenarios, etc. If failure is still likely, an additional diverter can be pumped.

7. Закачивают новый отклонитель. Переоценивают все сценарии.7. Pump in a new diverter. Reevaluate all scenarios.

8. Проводят третью обработку для стимуляции. Использование гидравлического удара в конце стадии обработки позволяет определить время отражения и неопределенность. С помощью данных производят переоценку всех сценариев для принятия решения об эффективности стимуляции всех трех операций стимуляций.8. Carry out the third treatment for stimulation. The use of water hammer at the end of the processing stage allows the reflection time and uncertainty to be determined. Using the data, all scenarios are re-evaluated to decide on the effectiveness of the stimulation of all three stimulation operations.

9. Продолжают обработку для стимуляции.9. Continue processing for stimulation.

Эта схема последовательности принятия решений показана на фиг. 3. Такая блок-схема позволяет выполнить операцию повторного гидроразрыва пласта в скважине, имеющей множество стадий для стимуляции, гораздо быстрее, чем с помощью используемых в настоящее время способов, с привлечением меньшего количества ресурсов и с обеспечением более надежной информации об эффективности стимуляции для обработки каждой стадии.This decision sequence diagram is shown in FIG. 3. This flowchart allows a well with multiple stages to be stimulated to be re-fractured much faster than currently used methods, with fewer resources, and providing more reliable information on the effectiveness of stimulation to treat each stages.

ПримерыExamples

Следующие примеры представлены в качестве дополнительной иллюстрации способа мониторинга повторного гидроразрыва пласта в соответствии с настоящим описанием и не должны интерпретироваться как ограничивающие объем описания, если в приложенной формуле изобретения явным образом не указано иное.The following examples are provided as further illustration of the method for monitoring re-fracturing in accordance with the present disclosure and should not be interpreted as limiting the scope of the disclosure unless expressly stated otherwise in the appended claims.

Для сравнения использовали классическую технологию вязкой пачки. Классическая технология вязкой пачки (без высокочастотного мониторинга давления) включает следующую последовательность стадий:For comparison, the classic viscous pack technology was used. The classic viscous pack technology (without high frequency pressure monitoring) includes the following sequence of steps:

1. Смешивают пачку с использованием линейного геля и агента сшивания.1. Mix the pack using a linear gel and a crosslinking agent.

2. Закачивают приблизительно 3-4 м3 вязкой пачки (вязкость которой по меньшей мере в 100 раз превышает вязкость скважинного флюида) при низком расходе. Первую вязкую пачку закачивают в скважину после испытания закачки. Такую пачку используют для определения стадии, которая лучше всего принимает жидкость. Определение осуществляют путем мониторинга и анализа давления. Уклон поверхностного давления должен увеличиваться в тот момент, когда вязкая пачка входит в трещину.2. Approximately 3-4 m 3 of a viscous pack (which has a viscosity of at least 100 times the viscosity of the well fluid) is pumped at low flow rates. The first viscous pack is pumped into the well after the injection test. Such a pack is used to determine the stage that best accepts the liquid. The determination is carried out by monitoring and analyzing the pressure. The surface pressure slope should increase as the viscous pack enters the fracture.

3. Проводят первую стадию стимуляции.3. Carry out the first stage of stimulation.

4. Закачивают в ствол скважины отклонитель (изолирующий агент).4. A diverter (isolating agent) is pumped into the wellbore.

5. Закачивают вторую вязкую пачку для проверки того, произошло ли смещение точки, в которой принимается жидкость, по сравнению с первоначальным значением (положение изоляции отклонителя). В зависимости от результата (если отклонитель не выполняет свое назначение), можно закачать дополнительное количество химического (растворимого) отклонителя или выполнить другие действия по согласованию с клиентом.5. A second viscous pack is pumped in to check if there has been a shift in the point at which the liquid is received, compared to the original value (the position of the diverter isolation). Depending on the result (if the diverter does not fulfill its purpose), additional chemical (soluble) diverter can be pumped or other actions agreed with the client.

6. После обеспечения отклонения проводят вторую стимуляцию (гидроразрыв) и обработку продолжают таким же образом от одной стадии стимуляции до другой.6. After deflection is achieved, a second stimulation (fracturing) is performed and the treatment is continued in the same manner from one stimulation stage to the next.

Метод определения точки входа жидкости может предполагать поиск оптимальной точки пересечения двух (почти) линейных участков кривой давление-время с ее статистической обработкой. Из этой точки пересечения в сочетании с данными о заканчивании скважины и скоростью закачки выводят значение глубины точки входа жидкости. Стадию, способную принимать жидкость, предсказывают путем сопоставления с глубинами различных стадий.The method for determining the liquid entry point may involve finding the optimal intersection point of two (almost) linear sections of the pressure-time curve with its statistical processing. From this intersection point, in combination with well completion data and injection rate, the depth value of the fluid entry point is derived. The liquid-receiving stage is predicted by comparison with the depths of the various stages.

Типичная кривая давления с анализом для определения точки входа жидкости представлена на фиг. 4. На фиг. 4 показана идентификационная или маркерная пачка в соответствии с описанием в публикации WO 2018004370. Как видно из фиг. 4, изменение уклона от небольшого угла до большого определяет время входа вязкой пачки в раскрытую трещину (с момента начала закачки). Результат составляет 17,7±0,3 мин. Для типичной скорости движения пачки ~ 2 м/с это обусловливает погрешность оценки глубины около 36 м, которая сопоставима с типичным расстоянием между стадиями. Таким образом, позиционирование вязкой пачки с такой точностью не гарантирует надежного ответа для всех стадий обработки.A typical pressure curve with analysis to determine the fluid entry point is shown in FIG. 4. In FIG. 4 shows an identification or marker pack as described in WO 2018004370. As can be seen from FIG. 4, the change in slope from a small angle to a large one determines the time of entry of a viscous pack into an open fracture (since the start of injection). The result is 17.7±0.3 min. For a typical pack velocity of ~2 m/s, this results in a depth estimation error of about 36 m, which is comparable to the typical distance between stages. Thus, positioning a viscous pack with such accuracy does not guarantee a reliable response for all processing steps.

В скважине провели двухстадийный повторный гидроразрыв пласта. Сама скважина содержит 4 стадии (перфорации, разделенные пакерами). Первую стимуляцию проводили по типу дата-фрак для получения данных об общих свойствах пласта (анализ кривой снижения давления) и определения того, какая стадия может лучше всего принимать жидкость (с помощью высокочастотного мониторинга давления). Операцию гидроразрыва пласта типа дата-фрак (или подготовительные работы к гидроразрыву пласта) определяют как закачку умеренного количества чистой жидкости гидроразрыва при давлении, которое выше давления гидроразрыва продуктивного пласта, для сбора информации о механических свойствах породы, эта оценка необходима для более точного прогнозированияA two-stage re-fracturing was performed in the well. The well itself contains 4 stages (perforations separated by packers). The first stimulation was datafrack type to obtain data on the general properties of the formation (pressure declining curve analysis) and to determine which stage can best accept fluid (using high frequency pressure monitoring). A data fracturing operation (or fracturing preparatory work) is defined as pumping a moderate amount of clean fracturing fluid at a pressure that is higher than the reservoir fracturing pressure to collect information about the mechanical properties of the rock, this evaluation is necessary for more accurate prediction

- 9 040992 последующей полномасштабной операции гидроразрыва пласта (далее называется стимуляцией). Поскольку информация о скоростях трубных волн (кроме физических ограничений для скважинного флюида от 1300 до 1700 м/с) отсутствовала, это измерение не было определяющим, и далее использовали вязкую пачку. После этого были доступны три набора данных: данные дата-фрак (обработанные с помощью HFPM), глубина вязкой пачки, определенная по резкому повышению давления (стандартная технология вязкой пачки), и данные гидравлического удара в конце закачки вязкой пачки (обработанные с помощью технологии HFPM). Результаты представлены в табл. 1.- 9 040992 subsequent full-scale operation of hydraulic fracturing (hereinafter referred to as stimulation). Since there was no information about the tube wave velocities (except for physical limitations for the well fluid from 1300 to 1700 m/s), this measurement was not decisive, and then a viscous pack was used. Three sets of data were then available: data-frac data (processed with HFPM), viscous pack depth determined from pressure surge (standard viscous pack technology), and water hammer data at the end of viscous pack injection (processed with HFPM technology). ). The results are presented in table. 1.

Отмечается, что использование вязкой пачки позволяет предсказать стадии с вероятностями 28 и 72% для стадий 3 и 4. Если закачивание вязкой пачки является единственной используемой технологией, оператор не может полагаться на эти данные. В данном случае также применяли технологию HFPM, и она позволила предсказать 30 и 70% для тех же стадий в стволе скважины. Таким образом, их комбинация (комбинация вероятностей из разных видов измерений) является более надежной. Основная стадия обработки представляет еще одну порцию информации (гидравлический удар в конце закачки, который обрабатывают с помощью технологии HFPM); результаты трех операций закачки приведены в табл. 2. Следует отметить, что данные по гидравлическим ударам даже в комбинации со всеми предыдущими данными не являются исчерпывающими для идентификации доминирующей стадии, способной принимать жидкость: вероятнее всего, принимать жидкость способна стадия 4 (с более низкой вероятностью для 3-й стадии). Это может означать, что обе стадии принимают жидкость одновременно с разными значениями расхода.It is noted that the use of a viscous pack allows to predict stages with probabilities of 28 and 72% for stages 3 and 4. If injection of a viscous pack is the only technology used, the operator cannot rely on this data. In this case, HFPM technology was also used, and it made it possible to predict 30 and 70% for the same stages in the wellbore. Thus, their combination (combination of probabilities from different types of measurements) is more reliable. The main processing stage presents another piece of information (water hammer at the end of injection, which is processed using HFPM technology); the results of three injection operations are given in table. 2. It should be noted that the water hammer data, even in combination with all previous data, is not exhaustive in identifying the dominant stage capable of receiving liquid: stage 4 is most likely to be able to accept liquid (with a lower probability for stage 3). This may mean that both stages receive liquid at the same time with different flow rates.

При закачке химического (растворимого) отклонителя (изолирующего агента) анализируют полученные данные по гидравлическим ударам, которые показывают, что предыдущие стадии (3 и 4) изолированы (табл. 3). Этой информации уже достаточно для проведения второй стимуляции, и в результате закачивание вязкой пачки на этой стадии не проводится. Однако качество гидравлического удара после закачивания отклонителя является низким. Это связано с тем, что при закачке отклонителя лучше всего принимающие жидкость стадии оказываются изолированными (заблокированными), и отражения трубных волн могут возникать от незначительных источников (т.е. почти закрытые трещины, которые не могут принимать жидкость).When pumping a chemical (soluble) diverter (insulating agent), the obtained data on hydraulic shocks are analyzed, which show that the previous stages (3 and 4) are isolated (Table 3). This information is already sufficient for the second stimulation, and as a result, the injection of a viscous pack is not carried out at this stage. However, the quality of water hammer after whipping is low. This is because when diverter is injected, the best receiving stages are isolated (blocked) and tubular wave reflections can occur from minor sources (i.e., near-closed fractures that cannot receive liquid).

Таблица 1. Результаты мониторинга повторного гидроразрыва пласта с помощью HFPM и технологии вязкой пачки. Выполняют две закачки жидкости (дата-фрак и вязкая пачка)Table 1—Results of refracturing monitoring with HFPM and viscous pack technology. Perform two injections of liquid (data-coat and viscous pack)

ОПЕРАЦИЯ OPERATION Стадии, подвергнутые стимуляции (ГРП) Stages subjected to stimulation (HF) 1 1 2 2 3 3 4 4 Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 11% eleven% 59% 59% 30% thirty% Вязкая пачка 1 (обработка HFPM) Viscous pack 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 30% thirty% 70% 70% Вязкая пачка 1 (ВП) Viscous pack 1 (VP) 0% 0% 0% 0% 28% 28% 72% 72%

Таблица 2. Результаты мониторинга повторного гидроразрыва пласта с помощью HFPM и ______технологии вязкой пачки. Добавлена основная операция (гидроразрыв)___________Table 2. Results of refracturing monitoring with HFPM and ______ viscous pack technology. Added main operation (hydraulic fracturing)___________

ОПЕРАЦИЯ OPERATION Стадии, подвергнутые стимуляции (ГРП) Stages subjected to stimulation (HF) 1 1 2 2 3 3 4 4 Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 11% eleven% 59% 59% 30% thirty% Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 0% 0% 30% thirty% 70% 70% Вязкая пачка 1 (обработка HFPM) Viscous pack 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 28% 28% 72% 72% Основная операция ГРП 1 (обработка HFPM) Main fracturing operation 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 42% 42% 58% 58%

Таблица 3. Результаты мониторинга повторного гидроразрыва пласта после закачивания химического (растворимого) отклонителяTable 3. Monitoring results of re-fracturing after injection of a chemical (soluble) diverter

ОПЕРАЦИЯ OPERATION Стадии, подвергнутые стимуляции (ГРП) Stages subjected to stimulation (HF) 1 1 2 2 3 3 4 4 Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 11% eleven% 59% 59% 30% thirty% Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 0% 0% 30% thirty% 70% 70% Вязкая пачка 1 (ВП) Viscous pack 1 (VP) 0% 0% 0% 0% 28% 28% 72% 72%

- 10 040992- 10 040992

Основная операция ГРП 1 (обработка HFPM) Main fracturing operation 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 42% 42% 58% 58% Закачка отклонителя (обработка HFPM) Whipstock Injection (HFPM Treatment) 71% 71% 24% 24% 4% 4% 0% 0%

Затем можно провести закачку второй основной стадии обработки. Результаты представлены ниже в табл. 4. В такой стадии закачивают вязкую пачку. В табл. 5 представлены результаты этой закачки. Однако закачку вязкой пачки можно не проводить из-за применения технологий вязкой пачки и HFPM при стимуляции предыдущей стадии. Результаты, представленные в табл. 5, идентичны результатам, полученным без закачивания второй вязкой пачки. Это позволяет сэкономить время и ресурсы и быстрее начать добычу нефти на конкретной скважине. В этом случае проанализировали две основных стадии обработки. Если проводили более двух последовательных обработок для стимуляции, можно принять во внимание результаты оценки ресурсов и времени.The second main processing stage can then be injected. The results are presented below in table. 4. At this stage, a viscous pack is pumped. In table. 5 shows the results of this injection. However, injection of a viscous pack may not be performed due to the use of viscous pack and HFPM technologies in the stimulation of the previous stage. The results presented in table. 5 are identical to the results obtained without pumping the second viscous pack. This allows you to save time and resources and start oil production at a particular well faster. In this case, two main processing steps were analyzed. If more than two consecutive stimulation treatments were performed, the results of resource and time evaluations can be taken into account.

Эти результаты можно представить, как показано на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 и 6 представлены глубина и точка входа жидкости для всех событий. Размер облака определяет неопределенность глубины, более одного облака на событие показывает вероятность стимуляции различных стадий. Как видно из примера на фиг. 5, облака расположены на расчетных глубинах, их размеры указывают неопределенности глубин (на этой фигуре показаны окончательные результаты). Хорошо видно, как изменяется глубина стимуляции на протяжении всей обработки: гидроразрыв пласта типа дата-фрак, закачивание первой вязкой пачки и основная стадия обработки (операция 1) показывают стимуляцию на стадиях 3 и 4. Анализ отклонителя показал, что, вероятнее всего, стадии 3 и 4 заблокированы, и наблюдается отражение от стадии 1; дополнительные измерения полностью это подтверждают.These results can be presented as shown in Fig. 5 and 6. In FIG. Figures 5 and 6 show the depth and fluid entry point for all events. Cloud size determines depth uncertainty, more than one cloud per event indicates the likelihood of different stages being stimulated. As can be seen from the example in Fig. 5, the clouds are located at the calculated depths, their sizes indicate depth uncertainties (this figure shows the final results). It is clearly seen how the stimulation depth changes throughout the treatment: data-frac fracturing, injection of the first viscous pack and the main stage of treatment (operation 1) show stimulation at stages 3 and 4. The diverter analysis showed that, most likely, stages 3 and 4 are blocked and a reflection from stage 1 is observed; additional measurements fully confirm this.

Таблица 4. Результаты мониторинга повторного гидроразрыва пласта без второй вязкой пачкиTable 4. Results of monitoring of repeated hydraulic fracturing without the second viscous pack

ОПЕРАЦИЯ OPERATION Стадии, подвергнутые стимуляции (ГРП) Stages subjected to stimulation (HF) 1 1 2 2 3 3 4 4 Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 11% eleven% 59% 59% 30% thirty% Вязкая пачка 1 (обработка HFPM) Viscous pack 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 30% thirty% 70% 70% Вязкая пачка 1 (ВП) Viscous pack 1 (VP) 0% 0% 0% 0% 28% 28% 72% 72% Основная операция ГРП 1 (обработка HFPM) Main fracturing operation 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 42% 42% 58% 58% Закачка отклонителя (обработка HFPM) Whipstock Injection (HFPM Treatment) 71% 71% 24% 24% 4% 4% 0% 0% Основная операция ГРП 2 (обработка HFPM) Main fracturing operation 2 (HFPM treatment) 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

Таблица 5. Результаты мониторинга повторного гидроразрыва пласта со второй вязкой пачкойTable 5. Results of monitoring of repeated hydraulic fracturing with the second viscous pack

ОПЕРАЦИЯ OPERATION Стади 1 Studi 1 и, подвергну 2 and I will submit 2 тые стимулящ 3 tee stimulating 3 1 и (ГРП) 4 1 and (frac) 4 Дата-фрак1 (обработка HFPM) Datafrak1 (HFPM processing) 0% 0% 11% eleven% 59% 59% 30% thirty% Вязкая пачка 1 (обработка HFPM) Viscous pack 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 30% thirty% 70% 70% Вязкая пачка 1 (ВП) Viscous pack 1 (VP) 0% 0% 0% 0% 28% 28% 72% 72% Основная операция ГРП 1 (обработка HFPM) Main fracturing operation 1 (HFPM treatment) 0% 0% 0% 0% 42% 42% 58% 58% Закачка отклонителя (обработка HFPM) Whipstock Injection (HFPM Treatment) 71% 71% 24% 24% 4% 4% 0% 0% Вязкая пачка 2 (обработка HFPM) Viscous bundle 2 (HFPM treatment) 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Вязкая пачка 2 (ВП) Viscous bundle 2 (VP) 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Основная операция ГРП 2 (обработка HFPM) Main fracturing operation 2 (HFPM treatment) 100% 100% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

Варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают способы мониторинга повторного гидроразрыва пласта, которые позволяют определить эффективность повторного гидроразрыва подземного пласта. В частности, было обнаружено, что такие способы позволяют определять глубину принимающей жидкости стадии по реагированию на изменение давления вязкой пачки в комбинации с высокочастотным мониторингом давления. Способ обеспечивает такие функциональные возможности, как калибровка скорости волны давления, нахождение точки входа жидкости, измерение глубин стимулированных стадий и предотвращение чрезмерной стимуляции уже стимулированных стадий. Способ в соответствии с описанием в настоящем документе можно применять для трещин любыхEmbodiments of the present disclosure provide methods for monitoring re-fracturing that determine the effectiveness of re-fracturing a subterranean formation. In particular, it has been found that such methods allow determination of the depth of the receiving fluid stage by responding to pressure changes in a viscous pack in combination with high frequency pressure monitoring. The method provides functionality such as calibrating the pressure wave velocity, finding the fluid entry point, measuring the depths of stimulated stages, and preventing overstimulation of already stimulated stages. The method as described in this document can be applied to cracks of any

- 11 040992 размеров, а также для любого расстояния между трещинами. Кроме того, способ мониторинга эффективности повторного гидроразрыва пласта в соответствии с описанием в настоящем документе может обеспечить калибровку скорости волны давления в процессе обработки.- 11 040992 sizes, as well as for any distance between cracks. In addition, the method for monitoring the effectiveness of re-fracturing as described herein can provide calibration of the pressure wave velocity during the treatment.

Хотя выше было подробно описано несколько примеров осуществления, специалисты в данной области легко поймут, что возможны многие модификации примеров осуществления без существенного отклонения от настоящего раскрытия. Соответственно, предполагается, что все такие модификации должны быть включены в объем настоящего раскрытия, как определено в следующей формуле изобретения. В формуле изобретения пункты средство плюс функция представляют структуры, которые представлены в настоящем документе как выполняющие описываемую функцию, и не только как структурные эквиваленты, но и как эквивалентные структуры. Следовательно, хотя гвоздь и винт не могут быть структурными эквивалентами, поскольку гвоздь использует цилиндрическую поверхность для скрепления деревянных деталей, тогда как винт использует спиральную поверхность, в среде крепления деревянных деталей гвоздь и винт могут быть эквивалентными структурами.Although several exemplary embodiments have been described in detail above, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications to the exemplary embodiments are possible without substantially departing from the present disclosure. Accordingly, all such modifications are intended to be included within the scope of the present disclosure as defined in the following claims. In the claims, the means plus function clauses represent structures that are presented herein as performing the described function, and not only as structural equivalents, but also as equivalent structures. Therefore, although a nail and a screw cannot be structural equivalents, since a nail uses a cylindrical surface to hold wood together while a screw uses a helical surface, in a wood fixing environment, a nail and a screw can be equivalent structures.

Claims (11)

1. Способ обработки подземного пласта, через который проходит ствол скважины, причем скважина имеет множество ранее стимулированных интервалов, при этом способ содержит:1. A method for treating a subterranean formation through which a wellbore passes, wherein the well has a plurality of previously stimulated intervals, the method comprising: a) закачивание в скважину вязкой пачки с регистрацией кривой давления датчиком давления на устье скважины;a) injection of a viscous pack into the well with the registration of the pressure curve by the pressure sensor at the wellhead; b) определение глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL);b) determining the depth (L) of the treatment fluid entry point and depth uncertainties (ΔL); c) обеспечение гидроудара на устье скважины, который возбуждает трубные волны;c) providing a water hammer at the wellhead that induces tube waves; d) определение глубины (L) точки входа жидкости для обработки и неопределенностей глубины (ΔL) путем обработки гидроудара методом высокочастотного мониторинга давления;d) determining the depth (L) of the treatment fluid entry point and the depth uncertainties (ΔL) by processing the water hammer by high frequency pressure monitoring; e) определение скорости трубной волны из комбинации данных (b)-(d);e) determining the tube wave velocity from the combination of data (b)-(d); f) выполнение гидроразрыва пласта иf) performing hydraulic fracturing; and g) генерация гидроудара на устье скважины в конце операции (f) с уточненной глубиной точки входа жидкости для обработки и с меньшей неопределенностью.g) generation of water hammer at the wellhead at the end of operation (f) with an updated depth of the entry point of the treatment fluid and with less uncertainty. 2. Способ по п.1, в котором осуществляют множество операций стимулирования.2. The method of claim 1, wherein a plurality of stimulation operations are performed. 3. Способ по п.1, в котором проводят гидроразрыв пласта типа дата-фрак перед закачиванием вязкой пачки.3. The method of claim 1, wherein the data fracturing is performed prior to pumping the viscous pack. 4. Способ по п.1, в котором вязкая пачка входит в состав жидкости, вязкость которой по меньшей мере в 100 раз превышает вязкость скважинного флюида.4. The method of claim 1, wherein the viscous pack is included in a fluid whose viscosity is at least 100 times that of the well fluid. 5. Способ по п.1, в котором гидроудар обеспечивают путем остановки насосов на поверхности.5. The method of claim 1 wherein the water hammer is provided by stopping the pumps at the surface. 6. Способ по п.1, в котором способ высокочастотного мониторинга давления содержит обработку сигнала давления.6. The method of claim 1, wherein the high frequency pressure monitoring method comprises pressure signal processing. 7. Способ по п.6, в котором обработка сигнала давления содержит предварительную фильтрацию сигнала.7. The method of claim 6, wherein the processing of the pressure signal comprises pre-filtering the signal. 8. Способ по п.6, в котором обработка сигнала давления дополнительно содержит обработку с помощью кепстрального анализа.8. The method of claim 6, wherein the pressure signal processing further comprises cepstral analysis processing. 9. Способ по п.1, в котором в ствол скважины дополнительно закачивают отклонитель после (g).9. The method of claim 1, wherein the diverter is further pumped into the wellbore after (g). 10. Способ по п.1, в котором определение глубины (L) имеет разрешение по меньшей мере 30,48 м (100 футов).10. The method of claim 1, wherein the depth determination (L) has a resolution of at least 30.48 m (100 ft). 11. Способ по п.1, дополнительно содержащий операцию заканчивания, причем операцию заканчивания выбирают из группы заканчиваний с установкой мостовой пробки в зоне перфорации или заканчиваний с применением скользящих муфт.11. The method of claim 1, further comprising a completion operation, wherein the completion operation is selected from the group of completions with the installation of a bridge plug in the perforation zone or completions using sliding sleeves.
EA202191640 2018-12-12 MONITORING THE EFFICIENCY OF REPEATED HYDRAULIC FRACTURING USING VISCOUS PACK TECHNOLOGY AND HIGH-FREQUENCY PRESSURE MONITORING EA040992B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040992B1 true EA040992B1 (en) 2022-08-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11299980B2 (en) Method for fracture activity monitoring and pressure wave resonance analyses for estimating geophysical parameters of hydraulic fractures using fracture waves
US11753918B2 (en) Method for multilayer hydraulic fracturing treatment with real-time adjusting
Cramer et al. Diagnostic fracture injection testing tactics in unconventional reservoirs
US11415716B2 (en) System and method of locating downhole objects in a wellbore
US9790788B2 (en) Apparatus and method for predicting properties of earth formations
US20190249542A1 (en) Real-Time Model for Diverter Drop Decision using DAS and Step Down Analysis
US20190310386A1 (en) Fracture wave depth, borehole bottom condition, and conductivity estimation method
US20110130966A1 (en) Method for well testing
US11702931B2 (en) Real-time well bashing decision
US20240151870A1 (en) Tube Wave Analysis of Well Communication
US11879317B2 (en) Flow rate optimization during simultaneous multi-well stimulation treatments
US20220056793A1 (en) Refrac efficiency monitoring
US12006819B2 (en) Hydraulic integrity analysis
US20220307371A1 (en) Automated initial shut-in pressure estimation
US11674389B2 (en) Monitoring and targeted re-fracturing design based on acoustic fracture measurements
US20230399940A1 (en) Formation fracture characterization from post shut-in acoustics and pressure decay using a 3 segment model
WO2021126963A1 (en) Method of predicting and preventing an event of fracture hit
US20230009947A1 (en) Detection and prediction of screen outs during downhole fracturing operations
EA040992B1 (en) MONITORING THE EFFICIENCY OF REPEATED HYDRAULIC FRACTURING USING VISCOUS PACK TECHNOLOGY AND HIGH-FREQUENCY PRESSURE MONITORING
US11753923B2 (en) Using pre-fracturing hydraulic conductivity measurements to avoid fracture treatment problems
EA042125B1 (en) MULTI-STAGE HYDRAULIC FRACTURING TREATMENT WITH REAL-TIME ADJUSTMENT