RU177980U1

RU177980U1 - Fracturing Device

Info

Publication number: RU177980U1
Application number: RU2017145317U
Authority: RU
Inventors: Салават Анатольевич Кузяев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО"
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2018-03-19

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в процессе бурения газонефтяных скважин, а конкретно при проведении гидроразрыва пласта (ГРП).Устройство содержит трубы насосно-компрессорных труб (НКТ), на которых последовательно закреплены реперный патрубок 1, после которого закреплен гидроякорь 2, после которого установлен блок автономных манометров 3 и гидропескоструйный перфоратор 4, снабженный обратным клапаном 5, размещенный в нижней части конструкции.Технический результат – повышение эффективности процесса ГРП за счет сокращения времени на подготовку скважины к ГРП, предпочтительно к мини ГРП. Дополнительный технический результат – повышение производительности процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the oil industry and can be used in the process of drilling oil and gas wells, and in particular during hydraulic fracturing. The device contains tubing pipes, on which the reference pipe 1 is sequentially fixed, after which the hydraulic anchor 2 is fixed after which the stand-alone pressure gauges block 3 and the sandblasting hammer 4, equipped with a check valve 5, are installed at the bottom of the structure. The technical result is an increase in efficiency Nost fracturing process by reducing the time to prepare well for fracturing, preferably for mini hydraulic fracturing. An additional technical result is an increase in process productivity. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в процессе бурения газонефтяных скважин, а конкретно при проведении гидроразрыва пласта (ГРП).The utility model relates to the oil industry and can be used in the process of drilling gas and oil wells, and specifically during hydraulic fracturing.

Известен ряд устройств используемых при ГРП, описанных например в патентах РФ №№ 2358100, 2374437, 2592582, 2620818.There are a number of devices used in hydraulic fracturing, described for example in patents of the Russian Federation No. 2358100, 2374437, 2592582, 2620818.

Известно также устройство компоновки подземного оборудования для проведения гидроразрыва пласта (ГРП), содержащее лифт насосно-компрессорных труб (НКТ), клапан-отсекатель, гидравлический пакер, технологический пакер, хвостовик, воронку, при этом лифт НКТ соединяется с транспортным узлом, состоящим из переводника, верхним концом соединяющегося с НКТ, а нижним концом, имеющим левую резьбу, с левой отворотной муфтой, соединенной с дистанционным патрубком, присоединенным к специальному переводнику, соединенному со стволом присоединительной муфты, к муфте присоединительной лифта НКТ с гидравлическим якорем, а через дистанционный патрубок - с технологическим пакером, причем клапан-отсекатель, устанавливаемый в ствол присоединительной муфты перед гидравлическим якорем, опускается на свое посадочное место через трубы НКТ (патент на полезную модель РФ № 87452, опубл. 10.10.2009).There is also known a device for assembling underground equipment for hydraulic fracturing (hydraulic fracturing), comprising an elevator for tubing, a shut-off valve, a hydraulic packer, a process packer, a liner, a funnel, and the elevator for the tubing is connected to a transport unit consisting of an sub , the upper end connected to the tubing, and the lower end, having a left-hand thread, with a left flap coupling connected to a remote pipe connected to a special sub connected to the barrel couplings, to a tubing connecting elevator coupling with a hydraulic anchor, and through a remote pipe connection to a technological packer, the shutoff valve installed in the trunk of the connecting coupling in front of the hydraulic anchor is lowered to its seat through the tubing pipes (patent for utility model of the Russian Federation No. 87452 , publ. 10.10.2009).

Известно также устройство для гидроразрыва пласта, содержащее колонну насосно-компрессорных труб и установленный на ней перфоратор с расположенными в одной плоскости перфорационными отверстиями, при этом оно снабжено размещенным выше перфоратора на колонне насосно-компрессорных труб якорным узлом, выполненным в виде цилиндрического корпуса и установленных в нем перпендикулярно к его оси поршней с удлиненными по оси корпуса упорными элементами на концах, а колонна насосно-компрессорных труб выполнена с меткой на внутренней поверхности выше якорного узла, расположенной в одной плоскости с перфорационными отверстиями перфоратора (патент на изобретение РФ № 2007552, заявка № 915015826, конвенционный приоритет.06.12.1991).A device for hydraulic fracturing is also known, comprising a tubing string and a perforator mounted on it with perforations located in the same plane, while it is equipped with an anchor unit located above the rotary hammer on the tubing string made in the form of a cylindrical body and installed in perpendicular to its axis of the pistons with elongated axial elements of the body at the ends, and the tubing string is made with a mark on the inner surface above the anchor unit, located in the same plane with the perforation holes of the perforator (patent for the invention of the Russian Federation No. 2007552, application No. 915015826, convention priority 06/12/1991).

В результате патентных исследований выявлены следующие аналогичные технические решения в данной области техники: WO/2016/209085, CN 103527106, CN 205677593, CN 201574731.As a result of patent research, the following similar technical solutions in this technical field were identified: WO / 2016/209085, CN 103527106, CN 205677593, CN 201574731.

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является устройство гидравлического разрыва пласта, содержащее колонну насосно-компрессорных труб, оснащенную гидропескоструйным перфоратором, в нижней части которого установлен обратный клапан, обеспечивающий возможность пропускания через гидропескоструйный перфоратор пропанта из затрубного пространства (патент на полезную модель РФ № 20539, опубл. 10.11. 2001г.). The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is a hydraulic fracturing device containing a tubing string equipped with a sandblasting hammer, a check valve is installed at the bottom of which allows proppant to pass through the sandblasting hammer from the annulus (patent for useful RF model No. 20539, publ. 10.11. 2001).

Недостатком данной конструкции является то, что оно не обеспечивает высокую эффективность гидроразрыва пласта из-за отсутствия точного позиционирования в интервале, что увеличивает затраты времени на подготовку гидроразрыва пласта и не позволяет эффективно обрабатывать малообъемные участки.The disadvantage of this design is that it does not provide high hydraulic fracturing due to the lack of accurate positioning in the interval, which increases the time required for preparing hydraulic fracturing and does not allow efficient processing of small volumes.

Технической задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала эффективных средств для производства ГРП, в том числе мини ГРП. The technical task of the claimed utility model is to expand the arsenal of effective tools for the production of hydraulic fracturing, including mini hydraulic fracturing.

Технический результат – повышение эффективности процесса гидроразрыва пласта (ГРП) за счет сокращения времени на подготовку скважины к ГРП, предпочтительно к мини ГРП. Дополнительный технический результат – повышение производительности процесса.The technical result is an increase in the efficiency of the hydraulic fracturing process (Fracturing) by reducing the time for preparing the well for hydraulic fracturing, preferably mini fracturing. An additional technical result is an increase in process productivity.

Заявленный технический результат достигается тем, что заявляемое устройство содержит колонну насосно-компрессорных труб, оснащенную гидропескоструйным перфоратором, в нижней части которого установлен обратный клапан, обеспечивающий возможность пропускания через гидропескоструйный перфоратор рабочую жидкость с проппантом из затрубного пространства, причем на колонне насосно-компрессорных труб перед гидропескоструйным перфоратором дополнительно закреплены реперный патрубок и гидроякорь, соединенные друг с другом неподвижно, при этом реперный патрубок закреплен перед гидроякорем.The claimed technical result is achieved by the fact that the claimed device comprises a tubing string equipped with a sandblasting hammer, in the lower part of which a check valve is installed, which allows working fluid with proppant from the annulus to pass through the sandblasting hammer, and in front of the tubing string with a sandblasting perforator, a fixed branch pipe and a hydraulic anchor are connected to each other motionlessly, additionally This tube is attached to the fiducial gidroyakorem.

Заявляемое устройство может содержать блок автономных манометров, закрепленных на колонне насосно-компрессорных труб между гидроякорем и гидропескоструйным перфоратором.The inventive device may contain a block of autonomous pressure gauges mounted on a string of tubing between the hydraulic anchor and the sandblasting hammer.

В качестве реперного патрубка может быть использован любой стандартный реперный патрубок не ниже марки Е.As a standard branch pipe, any standard reference branch pipe not lower than grade E can be used.

В качестве блока автономных манометров может быть использованы любые стандартные глубинные манометры, например типа АЦМ-6 и их аналоги.As a block of autonomous pressure gauges, any standard depth gauges can be used, for example, the ACM-6 type and their analogues.

В качестве обратного клапана гидропескоструйного перфоратора могут быть использованы известные для этих целей шариковые или подшипниковые обратные клапаны типа ДУ, обеспечивающие прохождение рабочей жидкости с проппантом из затрубного пространства через гидропескоструйный перфоратор в направлении устья скважины, например ОКБ-105. Ball or bearing check valves DU type, known for these purposes, can be used as a non-return valve for a sandblasting perforator, ensuring the passage of working fluid with proppant from the annulus through a sandblasting perforator in the direction of the wellhead, for example, OKB-105.

В качестве гидропескоструйного перфоратора могут быть использованы перфораторы марок 102,114,140,146,168,178.As a sandblasting perforator, perforators of the grades 102,114,140,146,168,178 can be used.

Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that the claimed device is characterized by the following features:

- на колонне насосно-компрессорных труб перед гидропескоструйным перфоратором закреплен реперный патрубок;- on the string of tubing in front of the sandblasting perforator fixed reference pipe;

- на колонне насосно-компрессорных труб перед гидропескоструйным перфоратором закреплен гидроякорь;- a hydraulic anchor is fixed on the column of tubing in front of the sandblasting hammer;

- реперный патрубок и гидроякорь установлены последовательно;- a reference pipe and a hydraulic anchor are installed in series;

- реперный патрубок и гидроякорь соединены друг с другом неподвижно, т.е. обеспечивают жесткое соединение между собой и колонной насосно-компрессорных труб.- the reference pipe and the hydraulic anchor are connected to each other motionlessly, i.e. provide a rigid connection between itself and the tubing string.

Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость»The utility model can be manufactured on standard equipment, so it meets the criterion of "industrial applicability"

На рисунке схематично показано заявляемое устройство.The figure schematically shows the inventive device.

Устройство содержит трубы НКТ, на которых последовательно закреплены реперный патрубок 1, после которого закреплен гидроякорь 2, после которого установлен блок автономных манометров 3 и гидропескоструйный перфоратор 4, снабженный обратным клапаном 5, размещенный в нижней части конструкции.The device comprises tubing pipes on which a reference pipe 1 is sequentially fixed, after which a hydraulic anchor 2 is fixed, after which a block of autonomous pressure gauges 3 and a sandblasting hammer 4, equipped with a check valve 5, are located at the bottom of the structure.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Заявляемое устройство спускают на НКТ на глубину проведения работ на скважине. Посредством реперного патрубка 1 производят геофизическую привязку устройства к литологии геофизическим прибором и осуществляют позиционирование устройства посредством гидроякоря 2. Реперный патрубок 1, закрепленный перед гидроякорем 2, позволяет точно определить точку отсчета, сориентировав гидропескоструный перфоратор в месте залегания продуктивного пласта и начать вскрытие скважины путем закачивания рабочей жидкости с проппантом в колонну под давлением 100-400 атм. Под воздействием абразивной гидравлической струи гидропескоструйный перфоратор 4 прорезает отверстия в обсадной колонне, цементном камне и канала в породе, т.е. осуществляется гидропескоструйная перфорация (ГПП). После ГПП в затрубном пространстве задают расчетное противодавление, которое меньше давления в колонне, например, 100-150 атм, в результате чего рабочая жидкость с проппантом направляется в продуктивный пласт, формируя трещины гидроразрыва пласта (ГРП), намывая каверны и для очищения призабойного пространства (ПЗП) от кольматанта. После окончания цикла ГПП и ГРП посредством задания расчетного давления в затрубном пространстве, обратный клапан 5 гидропескоструйного перфоратора 4 открывается, пропуская рабочую жидкость с проппантом из затрубного пространства через гидропескоструйный перфоратор 4 вверх в направлении устья скважины, промывая устройство и обеспечивая проведение следующего цикла обработки без извлечения устройства из скважины. После чего заявляемое устройство на НКТ поднимают на следующий интервал перфорации, позиционируют его, проводят ГПП и ГРП, т.е. повторяют цикл. Таким образом, ГРП ведется за одну операцию и без предварительной подготовки скважины, сокращая время проведения ГРП.The inventive device is lowered onto the tubing to the depth of the work on the well. By means of a reference pipe 1, the device is geophysically linked to lithology by a geophysical device and the device is positioned by means of a hydraulic anchor 2. The reference pipe 1, mounted in front of the hydraulic anchor 2, allows you to accurately determine the reference point by orienting the sandblasting perforator in the place of occurrence of the reservoir and start opening the well by pumping the well liquid with proppant to the column under a pressure of 100-400 atm. Under the influence of an abrasive hydraulic jet, a sandblasting perforator 4 cuts holes in the casing, cement stone and channel in the rock, i.e. hydro sandblasting perforation (GPP) is carried out. After GLP in the annular space, a design backpressure is set that is less than the pressure in the column, for example, 100-150 atm, as a result of which the proppant fluid is directed into the reservoir, forming hydraulic fractures (hydraulic fracturing), washing cavities to clean the bottom hole ( PZP) from Kolmatant. After the completion of the GSP and hydraulic fracturing cycle by setting the design pressure in the annulus, the check valve 5 of the sandblasting perforator 4 opens, passing the working fluid with proppant from the annulus through the sandblasting perforator 4 upward in the direction of the wellhead, flushing the device and ensuring the next treatment cycle without extraction devices from the well. After that, the inventive device on the tubing is lifted to the next perforation interval, positioned, conduct GLP and hydraulic fracturing, i.e. repeat the cycle. Thus, hydraulic fracturing is carried out in one operation and without preliminary preparation of the well, reducing the time for hydraulic fracturing.

Наличие автономных манометров позволяет фиксировать режимы работы устройства (давление, температура) для обеспечения эффективного контроля всего процесса.The presence of autonomous pressure gauges allows you to record the operating modes of the device (pressure, temperature) to ensure effective control of the entire process.

Заявляемое устройство обеспечивает возможность проведения мини ГРП, может быть применено в горизонтальных скважинах и боковых стволах, имеющих не вовлеченные участки в разработку, а также в вертикальных и наклонно-направленных скважинах.The inventive device provides the ability to conduct mini fracturing, can be used in horizontal wells and sidetracks that have no areas involved in the development, as well as in vertical and directional wells.

Основные преимущества заявленного устройства, обеспечивающие возможность его эффективного промышленного использования: сокращение времени на подготовку скважины к ГРП, так как перфорация производится одновременно с последующим ГРП; фазировка формируемых отверстий составляет от 1º до 180º, а их количество от 1 до 60 штук; увеличение гидродинамического совершенства скважины путем очищения ПЗП от кольматанта посредством намыва каверн от 0,5 до 2 метров с диаметром каверн от 36 мм до 500 мм; отсутствие ударного (фугасного) воздействия на цементный камень, предотвращение обводнения и прорыва газа; увеличение производительности скважины. The main advantages of the claimed device, providing the possibility of its effective industrial use: reduction of time for well preparation for hydraulic fracturing, as perforation is performed simultaneously with subsequent hydraulic fracturing; phasing formed holes is from 1º to 180º, and their number is from 1 to 60 pieces; increasing the hydrodynamic perfection of the well by cleansing the bottomhole zone from the mud by means of washing cavities from 0.5 to 2 meters with a diameter of caverns from 36 mm to 500 mm; lack of shock (high-explosive) impact on cement stone, prevention of water flooding and gas breakthrough; increase in well productivity.

Claims

1. A device for hydraulic fracturing, containing a tubing string equipped with a sandblasting hammer, a check valve is installed at the bottom of which allows proppant to pass through the sandblasting hammer from the annulus, characterized in that on the tubing string in front of the sandblasting gun fixed reference pipe and hydraulic anchor, connected to each other motionlessly, while the reference pipe is fixed in front of the hydraulic anchor.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the column of tubing is additionally placed a block of autonomous pressure gauges mounted between the hydraulic anchor and the sandblasting hammer.