RU1781419C - Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it - Google Patents

Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it

Info

Publication number
RU1781419C
RU1781419C SU904813837A SU4813837A RU1781419C RU 1781419 C RU1781419 C RU 1781419C SU 904813837 A SU904813837 A SU 904813837A SU 4813837 A SU4813837 A SU 4813837A RU 1781419 C RU1781419 C RU 1781419C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
cracks
zone
packer
foam
Prior art date
Application number
SU904813837A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Дмитриевич Дядькин
Николай Иванович Слюсарев
Леонид Анатольевич Кукуй
Original Assignee
Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова filed Critical Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова
Priority to SU904813837A priority Critical patent/RU1781419C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1781419C publication Critical patent/RU1781419C/en

Links

Landscapes

  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей пром-ти. Цель - повышение эффективности способа за счет возможности формировани  трещин большой прот женности . Скважину заполн ют пенообра-зую- щим раствором. Спускают в скважину пороховой зар д и подрывают его. В процессе горени  зар да в призабойной зоне создают герметичную рабочую зону ее отделением от вышележащего столба жидкости, Горение зар да сопровождаетс  образованием трещин в пласте и пены высокого давлени , котора  залавливаетс  в трещины. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the oil and gas industry. The goal is to increase the efficiency of the method due to the possibility of forming long cracks. The well is filled with a foaming solution. The powder charge is lowered into the well and undermined. During the combustion of the charge in the bottomhole zone, a sealed working zone is created by separating it from the overlying column of liquid. The combustion of the charge is accompanied by the formation of cracks in the formation and high-pressure foam, which is trapped in the cracks. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к средствам освоени  геотермальных, нефт ных месторождений дл  повышени  приемистости, дебита скважин и, в частности, при разработке циркул ционной технологии добычи геотермальной энергии из сухих горных пород.The invention relates to means for developing geothermal and oil fields to increase injectivity, production rate of wells and, in particular, in developing a circulation technology for extracting geothermal energy from dry rocks.

Способ по сн етс  устройством.The method is illustrated by the apparatus.

На фиг. 1 представлено устройство в транспортном положении; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении.In FIG. 1 shows a device in a transport position; in FIG. 2 - the same in working position.

Устройство состоит из сосуда 1, в нижней части которого секционно размещаютс  зар ды 2 из состава смеси, способной после инициировани ,- например, электровоспламенителем или термитной шапкой к самоокислению . Количество зар дов 2 и их состав определ етс  типом пород и величиной проектируемой трещины гидроразрыва. Зар ды раздел ютс  между собой электровоспламенител ми замедленного действи  3 (или термитными шашками), которые соедин ютс  проводом 4 е кабель-тросом 14, В зависимости от требуемого давлени , состав смеси на основе углерода подбираетс  в определенных весовых част х. Например, соотношение компонентов: селитра 30%; сера 10%; углерод 60% при реакции развивают давление в замкнутом объеме до 10 МПа; селитра 50%; сера 10%; углерод 40% - давление до 75 МПа; селитра 80%; сера 10%; углерод 10% - давление 200 МПа.The device consists of a vessel 1, in the lower part of which charges 2 are placed sectionally from a mixture capable of self-oxidation, for example, by means of an electric igniter or a termite cap. The number of charges 2 and their composition is determined by the type of rock and the size of the projected hydraulic fracture. The charges are separated by delayed-action electric igniters 3 (or termite blocks), which are connected by a wire 4-th cable cable 14, Depending on the required pressure, the composition of the mixture based on carbon is selected in certain weight parts. For example, the ratio of components: nitrate 30%; sulfur 10%; carbon 60% during the reaction develop pressure in a closed volume up to 10 MPa; nitrate 50%; sulfur 10%; carbon 40% - pressure up to 75 MPa; nitrate 80%; sulfur 10%; carbon 10% - pressure 200 MPa.

Регулировать давление можно как изменением отношени  объемов смеси и пор, так и процентным соотношением различных видов окислител  (NH4N03. ШОз, NaNOa, Са(МОз)2). Кальциева  селитра  вл етс  наиболее сильным окислителем, т.к. содержит на 1 г моль вещества 6 молекул кислорода.Pressure can be controlled both by changing the ratio of the volumes of the mixture and the pores, and by the percentage of different types of oxidizing agents (NH4N03. ШОз, NaNOa, Са (МОз) 2). Calcium nitrate is the most powerful oxidizing agent since contains 1 g mol of substance 6 oxygen molecules.

со Ј юso Ј y

Внутри сосуда над пороховыми зар дами 2 размещен поршень 5, который в нижнем положении удерживаетс  пружиной 6. Дл  ограничени  перемещени  имеютс  фиксаторы 7.A piston 5 is placed inside the vessel above the powder charges 2, which is held in the lower position by the spring 6. To limit the movement, there are locks 7.

По наружной поверхности сосуда 1 кон- центрично расположен запорный орган 8, заполненный в виде эластичного рукава, который в верхней части жестко крепитс  к сосуду 1 нижней части герметично закрепл етс  к подвижной (относительно оси сосуда) муфте 9. В сосуде 1 между поршнем 5 и секци ми пороховых зар дов 2 расположены по окружности газопропускные отверсти  10, которые в транспортном положении герметично перекрываютс  подвижной муфтой 9. Полость, образованна  запорным органом 8 и наружной поверхностью сосуда 1, соединена с внутренней над- поршневой частью сосуда дроссельными отверсти ми 11. Эти полости заполнены несжимаемой жидкостью 12. утечки которой предотвращаютс  в нижней части поршнем 5 и герметичной подвижной муфтой 9, а в верхней жестким креплением запо рного органа 8 к сосуду 1 и герметичным замком кабель-троса 14.On the outer surface of the vessel 1, a locking element 8 is concentrically located, filled in the form of an elastic sleeve, which in the upper part is rigidly attached to the vessel 1 of the lower part and is tightly fixed to the movable (relative to the axis of the vessel) coupling 9. In the vessel 1 between the piston 5 and sections of powder charges 2 are located around the circumference of the gas inlet holes 10, which in the transport position are hermetically sealed by the movable sleeve 9. The cavity formed by the locking member 8 and the outer surface of the vessel 1 is connected to the inner surface rshnevoy receptacle part throttle openings 11. These cavities 12 are filled with an incompressible fluid which leaks are prevented in the bottom of the piston 5 and the hermetic movable clutch 9 and the upper stiffening commandments polar body 8 of the hermetic vessel 1 and the lock cable 14 cable.

Устройство работает следующим образом . V, ,The device operates as follows. V,

Скважину предварительно заполн ют на всю глубину раствором пенообразовател  (0,5-0,8% по активному веществу). В интервал планируемой зоны гидроразрыва на кабель-тросе опускают устройство. Электровоспламенитель подключаетс  к источнику питани , под действием которого происходит инициаци  самоокислени  углеродной смеси первой секции зар да 2. Образовавшийс  газ, расшир  сь, передает давление поршню 5, который, перемеща сь в осевом направлении вверх, вытесн ет жидкость 18 из внутренней полости сосуда 1 через дроссельные отверсти  11, передава  давление запорному органу. Под действием равномерного давлени  эластичный рукав запорного органа 8 перемещаетс  в радиальном направлении, благодар  чему обеспечиваетс  его плотное прижатие к стенкам скважины и создаетс  рабоча  зона с герметичным отделением части пенообра- зующего раствора в стволе скважины. При радиальном расширении запорного органа 8 его механическое повреждение предотвращаетс  соединением в нижней части к подвижной муфте 9, котора , перемеща сь вверх по наружнЪ й поверхнйсти сосуда, открывает газопропускные отверсти  10, формирующие радиальное направление потока газообразных веществ в скважине, где под действием диспергации раствора ПАВ происходит образование пены высокого давлени . Установлено, что при радиальном потоке газа обеспечиваетс  наиболее эффективное пенообразование. По этомуThe well is pre-filled to the entire depth with a foaming agent solution (0.5-0.8% by active substance). In the interval of the planned fracturing zone on the cable, lower the device. The electric igniter is connected to a power source, under the influence of which the self-oxidation of the carbon mixture of the first section of charge 2 is initiated. The resulting gas, expanding, transfers pressure to the piston 5, which, moving axially upward, displaces the liquid 18 from the inner cavity of the vessel 1 through throttle holes 11, transmitting pressure to the locking element. Under the action of uniform pressure, the elastic sleeve of the shut-off element 8 moves in the radial direction, due to which it is tightly pressed against the walls of the well and a working zone is created with hermetic separation of a part of the foaming solution in the well bore. When the locking member 8 is radially expanded, its mechanical damage is prevented by connecting in the lower part to the movable sleeve 9, which, moving up the outer surface of the vessel, opens gas passages 10, forming a radial direction of the flow of gaseous substances in the well, where, under the action of dispersion of the surfactant solution high pressure foam forms. It has been found that with a radial gas flow, the most effective foaming is provided. Therefore

принципу устроены как отечественные так и зарубежные пеногенераторы. Благодар  эффективному формированию пены в локальной рабочей зоне мгновенно достигаетс  высокое давление, превышающееthe principle of both domestic and foreign foam generators. Thanks to the efficient formation of foam in the local working area, high pressures are instantly reached, exceeding

0 сопротивление горной породы разрушению , и происходит инициаци  трещин гидроразрыва . Эффективность гидроразрыва повышаетс  за счет низкой фильтрации пены, обладающей высокой эффективной0 rock resistance to fracture, and fracturing is initiated. Fracturing performance is enhanced by low foam filtration with high effective

5 в зкостью, даже в высокопроницаемом массиве и вс  энерги  затрачиваетс  на развитие трещины гидроразрыва. После отработки первой секции порохового зар да давление в сосуде 1 снижаетс , поршень 55 in viscosity, even in a highly permeable massif and all the energy is expended on the development of a fracture. After working off the first section of the powder charge, the pressure in the vessel 1 decreases, the piston 5

0 под действием пружины б перемещаетс  вниз, несжимаема  жидкость перетекает через дроссельные отверсти  11 во внутреннюю надпоршневую полость сосуда 1, давление на запорный орган снижаетс  и0 under the action of the spring b moves down, incompressible fluid flows through the throttle holes 11 into the internal nadporshne cavity of the vessel 1, the pressure on the locking element is reduced and

5 эластичный рукав перемещаетс  радиально к оси, герметична  муфта 9 перемещаетс  вниз и перекрывает газопропускные отверсти  10. Происходит разгерметизаци  рабочей зоны. При этом раствор ПАВ 13 под5, the elastic sleeve moves radially to the axis, the airtight sleeve 9 moves downward and closes the gas inlet openings 10. Depressurization of the working area occurs. In this case, a surfactant solution 13 under

0 действием гидростатического давлени  устремл етс  по кольцевому каналу между стенками скважины и запорным рукавом 8 и вновь заполн ет рабочую зону, частично проника  в образовавшиес  трещины гид5 роразрыва, раскрытость которых сохран етс  благодар  особым свойствам пены.0 by the action of hydrostatic pressure rushes along the annular channel between the walls of the borehole and the shutoff sleeve 8 and again fills the working zone, partially penetrating into the formed hydraulic fractures, the opening of which is maintained due to the special properties of the foam.

За это врем  под действием термитной шашки или следующим электровоспламенителём инициируетс  к самоокислению очереднойDuring this time, under the action of a termite block or the next electric igniter, another

0 пороховой зар д. Цикл повтор етс  и вновь сформированна  пена в рабочей зоне последовательно усиливает эффект гидроразрыва , поскольку энерги  затрачиваетс  на развитие уже образовавшейс  трещины под0 powder charge. The cycle repeats and the newly formed foam in the working area sequentially enhances the hydraulic fracturing effect, since the energy is spent on the development of an already formed crack under

5 воздействием первого зар да. Эффективность предложенного способа гидроразрыва многократно повышаетс  благодар  генерации пены не только в рабочей зоне, но и непосредственно в образованных тре0 щинах, в которые подаетс  раствор ПАВ из рабочей зоны при ее разгерметизации, а газообразные вещества при последующей инициации зар да. При этом создают направленное давление на берега трещины,5 by the effect of the first charge. The effectiveness of the proposed hydraulic fracturing method is greatly enhanced by the generation of foam not only in the working zone, but also directly in the formed cracks, into which the surfactant solution is supplied from the working zone when it is depressurized, and gaseous substances during subsequent charge initiation. This creates directional pressure on the crack banks,

5 что обеспечивает интенсивность ее развити .5 which ensures the intensity of its development.

Благодар  размещению нескольких последовательных секционных пороховых зар дов с измен ющейс  интенсивностью развиваемого давлени  предложенный способ и устройство обеспечивают высокоэффективный гидроразрыв горных пород пеной с образованием трещин гидроразрыва практически любой заданной прот женности с большой площадью берегов, что очень важно при создании циркул ционных систем при использовании тепла Земли . Предлагаемый способ и устройство дл  гидроразрыва горных пород имеет р д преимуществ перед известными. Прежде всего Обеспечиваетс  высока  эффективность и больша  прот женность гидроразрыва за счет интенсивного формировани  пены в рабочей зоне, где задаетс  резкий рост давлени  и мгновенна  инициаци  трещин, прот женность которых задаетс  многоцикличной генерацией пены высокого давлени  непосредственно в трещинах, где действует направленное давление на их берега.Thanks to the placement of several consecutive sectional powder charges with varying intensity of the developed pressure, the proposed method and device provide highly effective hydraulic fracturing of rocks with foam with the formation of hydraulic fractures of virtually any given length with a large coastal area, which is very important when creating circulation systems using the heat of the Earth . The proposed method and apparatus for fracturing rocks has a number of advantages over the known ones. First of all, high efficiency and long hydraulic fracturing are ensured due to the intensive formation of foam in the working zone, where a sharp increase in pressure and instantaneous initiation of cracks are specified, the length of which is determined by the multi-cyclic generation of high pressure foam directly in the cracks where directed pressure is applied to their banks.

При использовании предлагаемого способа и устройства можно производить несколько гидроразрывов в стволе скважины, дл  этого необходимо перемещать устройство на заданный интервал перед каждой инициацией самоокислени  последующей порохового зар да.When using the proposed method and device, several hydraulic fractures can be made in the wellbore, for this it is necessary to move the device to a predetermined interval before each self-oxidation initiation of the subsequent powder charge.

Claims (2)

Формула изобретени  1. Способ гидроразрыва горных пород, включающий заполнение продуктивной зоны пенообразующим раствором, создание высокого давлени  на стенки скважины путем воздействи  газообразными продуктами сгорани  с образованием в призабойной зоне пены высокого давлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности способа за счет возможности формировани  трещины большой прот женности , после заполнени  скважиныSUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of rock fracturing, comprising filling a productive zone with a foaming solution, generating high pressure on the walls of the well by exposing combustion gases to formation of high pressure foam in the bottomhole zone, characterized in that, in order to increase the efficiency of the method due to the possibility of forming long fractures after filling a well пенообразующим раствором в призабойной зоне создают герметичную рабочую зону ее отделением от вышележащего столба жидкости , а пену высокого давлени  создают после формировани  рабочей зоны непосредственно в трещинах, при этом пенообра- зующий раствор из рабочей зоны нагнетают в трещины после ее разгерметизации.a foaming solution in the bottomhole zone creates a sealed working zone by separating it from the overlying liquid column, and high-pressure foam is created after the formation of the working zone directly in the cracks, while the foam-forming solution is injected from the working zone into the cracks after its depressurization. 2. Устройство дл  гидроразрыва горных пород, включающее св занный с кабелем2. Device for fracturing rocks, including associated with a cable корпус, размещенные в корпусе пороховые зар ды, электровоспламенители замедленного действи  и пакер, отличающеес  тем. что, с целью повышени  эффективности работы устройства за счет формировани housing, powder charges placed in the housing, delayed action electric igniters, and a packer, characterized in that. that, in order to increase the efficiency of the device by forming трещин большой прот женности, оно снабжено подпружиненным поршнем и устаноЁ- ленной на корпусе муфтой, в корпусе выполнены дроссельные отверсти  дл  соединени  надпоршневой полости с внутренней полостью пакера, при этом пакер выполнен в виде размещенного на корпусе эластичного рукава, который жестко св зан одним концом с корпусом, а другим - с муфтой , герметично перекрывающей и открывающей при продольном перемещении газопропускные отверсти , выполненные в подпоршневой полости корпуса над пороховыми зар дами, при этом надпоршнева  полость корпуса и внутренн   полость пакера.long cracks, it is equipped with a spring-loaded piston and a clutch mounted on the housing, throttle holes are made in the housing for connecting the supra-piston cavity to the internal cavity of the packer, the packer being made in the form of an elastic sleeve placed on the housing, which is rigidly connected at one end to the casing, and the other with a clutch that seals and opens during longitudinal movement gas passage openings made in the under-piston cavity of the casing above the powder charges, while the over-piston body cavity and internal cavity of the packer. заполнены несжимаемой жидкостью.filled with incompressible fluid. Фив /Thebes /
SU904813837A 1990-04-16 1990-04-16 Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it RU1781419C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904813837A RU1781419C (en) 1990-04-16 1990-04-16 Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904813837A RU1781419C (en) 1990-04-16 1990-04-16 Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1781419C true RU1781419C (en) 1992-12-15

Family

ID=21508055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904813837A RU1781419C (en) 1990-04-16 1990-04-16 Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1781419C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US Ns 4617997, кл. Е 21 В 43/263, опублик. 1986. Авторское свидетельство СССР № 202822,кл. Е 21 В 43/117,1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7487827B2 (en) Propellant cartridge with restrictor plugs for fracturing wells
US4718493A (en) Well treating method and system for stimulating recovery of fluids
US9109438B2 (en) Device and method for well stimulation
US3422760A (en) Gas-generating device for stimulating the flow of well fluids
US4407365A (en) Method for preventing annular fluid flow
US4327805A (en) Method for producing viscous hydrocarbons
US4049056A (en) Oil and gas well stimulation
US2421528A (en) Underground oil recovery
US3727690A (en) Method of fracturing a natural gas bearing earth formation
US3674093A (en) Method and apparatus for stimulating the flow of oil wells
US3630281A (en) Explosive fracturing of petroleum bearing formations
US3848674A (en) Method and apparatus for fracturing oil and gas strata
RU1781419C (en) Process of hydraulic breakage of rocks and device to implement it
RU2211920C2 (en) Method of hydraulic fracturing of formation and increase of rock permeability and equipment for method embodiment (versions)
US3318393A (en) Formation treatment
RU2221141C1 (en) Process of treatment of critical area of formation
RU2075593C1 (en) Device for exposing and treatment of bottom face zone of well
RU2282026C1 (en) Thermogaschemical well stimulation method with the use of coiled tubing
US3391739A (en) Method and apparatus for well flow stimulation
DE3037807C2 (en) Method for expanding a mountain cavity
US2970647A (en) Firing head for formation treating apparatus
RU2090749C1 (en) Device for fracturing of formation
RU2261990C2 (en) Method for applying thermogas-dynamic action to bed and solid fuel charge for above method implementation
RU2278252C2 (en) Method for gas-hydraulic action application to formation
RU2119581C1 (en) Device for hydraulic-impact treatment of bed