RU2178071C1 - Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment - Google Patents

Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2178071C1
RU2178071C1 RU2001105071A RU2001105071A RU2178071C1 RU 2178071 C1 RU2178071 C1 RU 2178071C1 RU 2001105071 A RU2001105071 A RU 2001105071A RU 2001105071 A RU2001105071 A RU 2001105071A RU 2178071 C1 RU2178071 C1 RU 2178071C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
formation
perforation
hydraulic
holes
Prior art date
Application number
RU2001105071A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Р. Мавлютов
Н.И. Крысин
С.В. Матяшов
В.А. Опалев
Е.Т. Струговец
А.М. Мавлютов
С.В. Соломенников
Н.П. Туровский
Т.И. Соболева
Т.Н. Крапивина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕНСИФИКАЦИЯ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕНСИФИКАЦИЯ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕНСИФИКАЦИЯ"
Priority to RU2001105071A priority Critical patent/RU2178071C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2178071C1 publication Critical patent/RU2178071C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: oil producing industry. SUBSTANCE: method includes determination under stand conditions of working fluid pressure required for provision of minimum permissible rate of deepening of perforation channel in formation during hydraulic perforation; determination of rock strength for single-axis compression; setting of depth of channel perforation and time for channel formation; cutting the first holes in casing string with partial opening of cement stone by high-pressure jets of working fluid; cutting near the first holes next holes in casing string, cement stone and formation rock to preset depth; formation of perforation channels in formation rock by making deep slots with use of working fluid supplied until free coming of reflected flow to wellbore through the first or previous holes. Outlet edges of giant nozzles are kept at a distance of 3-4 diameters of giant nozzle outlet channel from internal surface of casing string during perforation. Device for method embodiment includes pipe string with hydroperforator at its lower end. Device body lower part is plugged. Installed in side walls are giant nozzles with through channels. Through channel of each giant nozzle is made of three joining with one another parts: inlet, middle and outlet. Outlet part is cylindrical in shape with length equaling its diameter. Channel middle part is made in the form of cone with its taper angle of 5 to 10 deg and length equaling 2 to 2.5 diameters of cylindrical channel of its outlet part. Inlet part is made in the form of cone with taper angle exceeding that of middle part at least by 1.5 times. EFFECT: higher efficiency of formation hydraulic fracturing at low pressures of hydrofrac fluid, reduced cost of operations and increased service life of equipment. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно - к способам гидравлического разрыва пласта обсаженных скважин и предназначается для повышения производительности добывающих и приемистости нагнетательных скважин. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to methods for hydraulic fracturing cased wells and is intended to increase production productivity and injectivity of injection wells.

По патенту РФ 2007552, М. Кл. 5 Е 21 В 43/26 от 06.12.91 известно изобретение под названием "Способ гидроразрыва пласта и устройство для его осуществления", которое принимаем за аналог.According to the patent of the Russian Federation 2007552, M. Cl. 5 E 21 In 43/26 dated 12/06/91 the invention is known under the name "Method of hydraulic fracturing and device for its implementation", which is taken as an analogue.

Способ гидроразрыва пласта по аналогу включает в себя спуск в скважину колонны труб с перфоратором, имеющим перфорационные отверстия, проведение щелевой перфорации, промывку скважины с последующим подъемом колонны труб с перфоратором, спуском ее с пакером и закачкой под давлением жидкостей разрыва и песконосителя. При этом щелевую перфорацию скважины проводят в азимутально ориентированном направлении. The method of hydraulic fracturing, by analogy, includes lowering a pipe string into the well with a perforator having perforations, conducting slotted perforation, flushing the well, followed by lifting the pipe string with a perforator, lowering it with a packer and injecting fracturing and sand-carrying liquids under pressure. In this case, slotted perforation of the well is carried out in an azimuthally oriented direction.

Устройство для осуществления способа по аналогу включает в себя колонну труб и установленный на ней перфоратор с перфорационными отверстиями. Устройство снабжено якорным узлом, а колонна труб выполнена с меткой, расположенной в одной плоскости с перфорационными отверстиями перфоратора. A device for implementing the method by analogy includes a pipe string and a perforator with perforations mounted on it. The device is equipped with an anchor assembly, and the pipe string is made with a mark located in the same plane with the perforation holes of the perforator.

Недостатком известных по аналогу способа и устройства является то, что они не в полной мере обеспечивают повышение эффективности гидроразрыва пласта. Вместе с тем, способ по аналогу для своей реализации требует использования дорогостоящего оборудования высокого давления, что повышает себестоимость работ. A disadvantage of the known method and device by analogy is that they do not fully provide increased hydraulic fracturing efficiency. However, the analogous method for its implementation requires the use of expensive high-pressure equipment, which increases the cost of work.

Наиболее близким (прототипом) к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков из числа известных аналогов является техническое решение, изложенное в реферате заявки на изобретение "Способ создания трещины гидроразрыва в заданном интервале пласта и устройство для его осуществления" по М. Кл. 6 Е 21 В 43/26, 43/114; заявка на изобретение 97108745/03, дата подачи - 02.06.1997.The closest (prototype) to the claimed invention in terms of essential features from among the known analogues is the technical solution set forth in the abstract of the application for the invention "Method for creating hydraulic fractures in a given interval of the reservoir and device for its implementation" by M. C. 6 E 21 B 43/26, 43/114; application for invention 97108745/03, filing date - 06/02/1997.

При реализации известного по прототипу способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины производят спуск в скважину на колонне труб гидроперфоратора с гидромониторными насадками, перфорацию обсадной колонны скважины и ее цементного камня, формирование перфорационных каналов в горной породе пласта путем подачи рабочей жидкости через гидромониторные насадки и гидравлический разрыв пласта путем закачки в перфорационные каналы жидкости гидроразрыва. Корпус гидроперфоратора в нижней его части для проведения перфорации заглушают путем спуска клапанного шара. После прорезания перфорационных каналов клапанный шар извлекают, спускают в скважину пакер, производят его посадку над пластом и затем производят гидроразрыв пласта. При этом спуск в скважину перфоратора и пакера осуществляют одновременно. When implementing the well-known prototype method for cased hole hydraulic fracturing, a hydroperforator pipe with hydraulic monitor nozzles is lowered into the well, the casing of the well and its cement stone are perforated, formation of perforation channels in the rock of the formation by supplying working fluid through hydraulic nozzles and hydraulic fracturing by pumping fracturing fluid into the perforation channels. The case of the hydraulic perforator in its lower part for perforation is drowned out by lowering the valve ball. After cutting through the perforation channels, the valve ball is removed, the packer is lowered into the well, it is planted above the formation and then hydraulic fracturing is performed. In this case, the perforator and packer are lowered into the well at the same time.

Устройство для осуществления способа по прототипу включает в себя колонну труб с установленным на ее нижнем конце гидроперфоратором, корпус которого в нижней части заглушен, а в боковых его стенках установлены гидромониторные насадки со сквозными каналами. В полости корпуса размещена втулка со сквозным осевым каналом и седлом под клапанный шар. При этом втулка выполнена с хвостовиком, выступающим за пределы корпуса и соединенным с пакером. A device for implementing the prototype method includes a pipe string with a hydraulic perforator installed on its lower end, the casing of which is plugged in the lower part, and hydraulic monitor nozzles with through channels are installed in its side walls. A sleeve with a through axial channel and a seat under the valve ball is placed in the body cavity. In this case, the sleeve is made with a shank protruding beyond the housing and connected to the packer.

Недостатком известных по прототипу способа и устройства является то, что они, как и техническое решение по аналогу, далеко не в полной мере используют резервы повышения эффективности способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины. При этом снижение себестоимости таких работ и увеличение срока службы используемого оборудования по прототипу достигается незначительное. A disadvantage of the method and device known by the prototype is that they, like the technical solution by analogy, do not fully use the reserves of increasing the efficiency of the method of hydraulic fracturing of a cased well. At the same time, a reduction in the cost of such work and an increase in the service life of the equipment used in the prototype are negligible.

Основной целью изобретения является достижение нового технического результата, а именно - повышение эффективности способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины с одновременным снижением себестоимости работ гидравлического разрыва пласта и увеличением срока службы используемого оборудования за счет создания условий проведения разрыва пласта при низких рабочих давлениях. The main objective of the invention is to achieve a new technical result, namely, increasing the efficiency of the method of hydraulic fracturing of a cased well while reducing the cost of hydraulic fracturing and increasing the life of the equipment used by creating conditions for fracturing at low operating pressures.

Указанная цель изобретения достигается тем, что в известный способ гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, включающий спуск в скважину на колонне труб гидроперфоратора с гидромониторными насадками, перфорацию обсадной колонны скважины и ее цементного камня, формирование перфорационных каналов в горной породе пласта путем подачи рабочей жидкости через гидромониторные насадки и гидравлический разрыв пласта путем закачки в перфорационные каналы жидкости гидроразрыва, согласно заявляемому изобретению нами предложено ввести новую совокупность существенных признаков (действий, порядок их выполнения во времени и условий выполнения), а именно: вначале в стендовых условиях для намечаемой к использованию рабочей жидкости определяют величину давления, достаточную и необходимую для обеспечения минимально допустимой скорости углубления перфорационного канала в горной породе пласта при гидравлической перфорации, определяют прочность на одноосное сжатие породы, устанавливают глубину перфорационного канала в породе пласта и время его формирования, после чего высоконапорными струями рабочей жидкости из гидромониторных насадок производят прорезание первых отверстий в обсадной колонне с частичным вскрытием цементного камня, затем вблизи первых отверстий производят прорезание последующих отверстий в обсадной колонне и углубление через них перфорационных каналов в цементном камне и горной породе пласта до установленной глубины, а формирование перфорационных каналов в горной породе пласта производят путем образования глубоких щелей за счет подачи рабочей жидкости при прорезании последующих за первыми отверстий до свободного выхода отраженного потока рабочей жидкости в ствол скважины через первые или предшествующие отверстия, при этом выходные срезы гидромониторных насадок от внутренней поверхности обсадной колонны в скважине при перфорации поддерживают на расстоянии 3-4 диаметров выходного канала гидромониторной насадки. При этом прорезание последующих отверстий в обсадной колонне скважины и углубление через них перфорационных каналов в цементном камне и горной породе пласта производят со смещением выше или ниже первых отверстий, или со смещением от них в горизонтальной плоскости, а смещение места прорезания последующих отверстий в обсадной колонне для углубления через них перфорационных каналов производят по отношению к первым отверстиям на расстоянии 5-10 диаметров выходного канала гидромониторной насадки. The specified objective of the invention is achieved by the fact that in the known method of hydraulic fracturing of a cased well, including the descent into the well on a pipe string of a hydraulic perforator with hydraulic nozzles, perforation of the casing of the well and its cement stone, the formation of perforation channels in the rock of the formation by supplying a working fluid through a hydraulic monitor nozzles and hydraulic fracturing by injection into the perforation channels of the hydraulic fracturing fluid, according to the claimed invention, we proposed weight a new set of essential features (actions, the order of their execution in time and execution conditions), namely: first, in bench conditions for the intended working fluid to be used, the pressure value is sufficient and necessary to ensure the minimum permissible rate of deepening of the perforation channel in the rock of the formation when hydraulic perforation, determine the uniaxial compression strength of the rock, set the depth of the perforation channel in the rock of the reservoir and the time of its formation, after which Using high-pressure jets of working fluid from hydraulic nozzles, the first holes in the casing are cut with a partial opening of cement, then next holes are cut in the casing near the first holes and the perforation channels in the cement stone and rock of the formation are deepened to a specified depth, and the formation perforation channels in the rock formation are produced by the formation of deep gaps due to the supply of working fluid when cutting subsequent of the first openings to the free exit of the reflected flow of hydraulic fluid into the wellbore through the first or preceding hole, and the output sections jetting nozzle from the inner surface of the casing in the wellbore with perforation maintained at a distance of 3-4 outlet diameters of the jet nozzle. In this case, the subsequent holes in the casing of the well are cut and the perforation channels in the cement stone and rock of the formation are deepened through them with a displacement above or below the first holes, or with a horizontal displacement from them, and a shift of the place for cutting the subsequent holes in the casing for recesses through them of perforation channels are produced with respect to the first holes at a distance of 5-10 diameters of the outlet channel of the hydraulic nozzle.

Указанные выше новые существенные признаки заявляемого способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины являются отличительными признаками от известного по прототипу способа. The above new significant features of the proposed method for hydraulic fracturing of a cased well are distinguishing features from the known prototype method.

Указанная цель изобретения достигается также и тем, что в известное устройство для гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, включающее колонну труб с установленным на ее нижнем конце гидроперфоратором, корпус которого в нижней части заглушен, а в боковых его стенках установлены гидромониторные насадки со сквозными каналами, согласно заявляемому изобретению нами введены новые существенные конструктивные признаки, а именно - сквозной канал каждой гидромониторной насадки по длине выполнен из трех смыкающихся между собой частей: входной, средней и выходной, из которых выходная часть сквозного канала выполнена цилиндрической формы длиной, равной его диаметру; средняя часть канала выполнена в виде конуса с углом его раскрытия 5 - 10o и длиной, равной 2 - 2,5 диаметра цилиндрического канала его выходной части, а входная часть канала выполнена в виде конуса, угол раскрытия которого превышает конусность канала средней части не менее чем в 1,5 раза.This objective of the invention is also achieved by the fact that in a known device for hydraulic fracturing of a cased well, comprising a pipe string with a hydraulic perforator installed at its lower end, the casing of which is plugged in the lower part and hydraulic monitor nozzles with through channels are installed in its side walls, according to to the claimed invention, we introduced new significant structural features, namely, the through channel of each hydraulic nozzle along the length is made of three interlocking parts her: input, middle and output, of which the output part of the through channel is made of cylindrical shape with a length equal to its diameter; the middle part of the channel is made in the form of a cone with an opening angle of 5-10 ° and a length equal to 2 - 2.5 of the diameter of the cylindrical channel of its output part, and the inlet part of the channel is made in the form of a cone, the opening angle of which exceeds the taper of the channel of the middle part at least than 1.5 times.

Указанные выше новые существенные конструктивные признаки заявляемого устройства для осуществления способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины являются отличительными признаками от известного по прототипу устройства. The above new significant structural features of the claimed device for implementing the method of hydraulic fracturing of a cased well are distinguishing features from the prior art device.

В настоящее время из общедоступных источников научно-технической и патентной информации нам не известны способы гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины и устройства для их осуществления, которые вместе с известными существенными признаками содержали бы в себе предложенную нами новую совокупность существенных признаков в заявляемом способе и новые существенные конструктивные признаки в заявляемом устройстве для реализации указанного способа, которые указанны выше. Currently, from publicly available sources of scientific, technical and patent information, we are not aware of methods for hydraulic fracturing of a cased hole and devices for their implementation, which, together with the known essential features, would contain the new set of essential features proposed by us in the claimed method and new significant structural signs in the inventive device for implementing the specified method, which are listed above.

В совокупности известные и новые отличительные существенные признаки способа и устройства для его осуществления обеспечивают заявляемому изобретению достижение нового технического результата при его реализации. Together, the known and new distinctive essential features of the method and device for its implementation provide the claimed invention the achievement of a new technical result in its implementation.

Так, предложенная в заявляемом способе совокупность операций: определение в стендовых условиях величины давления, достаточной и необходимой для обеспечения минимально допустимой скорости углубления перфорационного канала в породе пласта для намечаемой к использованию рабочей жидкости, определение прочности на одноосное сжатие породы, определение достигаемой при этом глубины перфорационного канала в породе пласта и времени его формирования, достигаемых в зависимости от величины давления рабочей жидкости, позволяют заранее составить достоверный прогноз влияния основных факторов гидромониторного разрушения применительно к условиям этого процесса, что позволяет выбрать тип рабочей жидкости, использовать при проведении перфорационных работ самые низкие давления рабочей жидкости, точно знать время формирования перфорационных каналов на заданную глубину. So, the set of operations proposed in the claimed method: determining in bench conditions the pressure value sufficient and necessary to ensure the minimum permissible rate of deepening of the perforation channel in the formation rock for the working fluid intended for use, determining the uniaxial compression strength of the rock, determining the perforation depth achieved channel in the rock of the reservoir and the time of its formation, achieved depending on the magnitude of the pressure of the working fluid, allow in advance to be l a reliable forecast of the influence of the main factors of hydro-monitor destruction in relation to the conditions of this process, which allows you to choose the type of working fluid, use the lowest pressures of the working fluid during punching, and know the time of formation of the punching channels to a given depth.

Предложенная в заявляемом способе операция прорезания первых отверстий в обсадной колонне с частичным вскрытием цементного камня высоконапорными струями при формировании первых отверстий в обсадной колонне обеспечивает целостность заколонного цементного камня на большой площади, т. к. за малое время воздействия высоконапорных струй для прорезания первых отверстий, как показали опыты, разрушение заколонного цементного камня на большой площади не успевает произойти. The operation of cutting the first holes in the casing with partial opening of the cement stone with high-pressure jets proposed in the claimed method ensures the integrity of the annular cement stone over a large area, since for a short time the high-pressure jets act to cut the first holes, as experiments have shown that the destruction of the annular cement stone over a large area does not have time to happen.

Предложенная в заявляемом способе операция - прорезать в обсадной колонне последующие (вслед за первыми) отверстия вблизи первых отверстий, вместе с операцией - углублять через них перфорационные каналы в цементном камне и горной породе пласта до установленной глубины, обеспечивают при последующей подаче рабочей жидкости формирование перфорационных каналов в горной породе пласта в виде глубоких щелей без создания высоких давлений закачки рабочей жидкости. Это стало возможным (как показали опыты) благодаря тому, что отраженный поток рабочей жидкости под давлением закачки прорывается в расположенные близко первоначально (или предшествующие) прорезанные перфорационные отверстия и каналы в цементном камне и обсадной колонне и получает беспрепятственный выход через них в ствол скважины, исключая вероятность подъема давления в заколонном пространстве. Это сокращает время гидроразрыва пласта, а исключение необходимости использовать дорогостоящее оборудование высокого давления для создания глубоких щелей в породе пласта и сохранение заколонного цементного камня на большой площади способствуют снижению себестоимости работ гидравлического разрыва пласта и увеличивают срок службы используемого оборудования. The operation proposed in the claimed method — to cut through the subsequent (after the first) holes in the casing near the first holes, together with the operation — to deepen through them the perforation channels in the cement stone and rock of the formation to a specified depth, ensure the formation of perforation channels during subsequent supply of the working fluid in the rock of the formation in the form of deep gaps without creating high pressures for pumping the working fluid. This became possible (as experiments have shown) due to the fact that the reflected flow of the working fluid under injection pressure breaks into the perforations and channels in the cement stone and casing located close to the initially (or previous) holes and gets unhindered exit through them into the wellbore, excluding the likelihood of a rise in pressure in the annulus. This reduces the time for hydraulic fracturing, and eliminating the need to use expensive high-pressure equipment to create deep gaps in the rock of the formation and maintaining annular cement stone over a large area help reduce the cost of hydraulic fracturing and increase the service life of the equipment used.

Благодаря предложенному в заявляемом изобретении соотношению элементов сквозных каналов гидромониторных насадок гидроперфоратора, спускаемого в скважину на колонне труб для гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, и благодаря тому, что выходные срезы гидромониторных насадок от внутренней поверхности обсадной колонны в скважине предложено поддерживать при перфорации на расстоянии 3-4 диаметров выходного канала гидромониторной насадки, обеспечиваются те гидродинамические характеристики, которые необходимы для достижения в совокупности всех характеристик поставленной цели предлагаемого изобретения. Due to the ratio of the elements of the through channels of the hydraulic nozzles of the hydraulic perforator, lowered into the well on the pipe string for hydraulic fracturing of the cased well, proposed in the claimed invention, and due to the fact that the output sections of the hydraulic nozzles from the inner surface of the casing string in the well are proposed to be maintained at a perforation distance of 3- 4 diameters of the outlet channel of the hydraulic nozzle, the hydrodynamic characteristics that are necessary to achieve I, in the aggregate of all the characteristics of the goal of the invention.

На чертежах представлено устройство для реализации способа гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, где на фиг. 1 дан продольный разрез гидроперфоратора, а на фиг. 2 изображена гидромониторная насадка гидроперфоратора в разрезе по ее продольной оси - узел А на фиг. 1. The drawings show a device for implementing a method of hydraulic fracturing a cased hole, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of a hydraulic perforator, and in FIG. 2 shows a hydraulic nozzle of a hydroperforator in a section along its longitudinal axis — assembly A in FIG. 1.

Устройство содержит колонну труб 1, на нижнем конце которой установлен гидроперфоратор 2. В боковых стенках полого корпуса гидроперфоратора 2 установлены гидромониторные насадки 3 со сквозными каналами 4. Корпус гидроперфоратора 2 в нижней части заглушен, например, с помощью клапанного шара 5. На нижнем конце корпуса гидроперфоратора соосно установлена полая втулка 6 с косым срезом 7 на ее конце для проведения вспомогательных операций при подготовке гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины. Сквозной канал 4 каждой гидромониторной насадки по его длине выполнен из трех смыкающихся между собой частей: входной - а, средней - б и выходной - в. При этом выходная часть в сквозного канала выполнена цилиндрической формы с длиной, равной его диаметру d. Средняя часть б канала выполнена в виде конуса с углом его раскрытия 5 - 10o и длиной 2 - 2,5 диаметра d цилиндрического канала в его выходной части. Входная часть а канала выполнена в виде конуса, угол раскрытия которого превышает конусность канала средней части б не менее чем в 1,5 раза.The device comprises a pipe string 1, at the lower end of which a hydroperforator 2 is installed. In the side walls of the hollow body of the hydroperforator 2 there are installed hydraulic nozzles 3 with through channels 4. The case of the hydroperforator 2 is closed off, for example, using a valve ball 5. At the lower end of the case a hydraulic perforator coaxially installed a hollow sleeve 6 with an oblique cut 7 at its end for auxiliary operations in the preparation of hydraulic fracturing of a cased well. The through channel 4 of each hydraulic nozzle along its length is made of three interconnected parts: input - a, middle - b and output - c. Moreover, the output part in the through channel is made of cylindrical shape with a length equal to its diameter d. The middle part of the channel b is made in the form of a cone with an opening angle of 5-10 ° and a length of 2-2.5 diameter d of the cylindrical channel in its output part. The input part a of the channel is made in the form of a cone, the opening angle of which exceeds the conicity of the channel of the middle part no less than 1.5 times.

Осуществляют заявляемый способ следующим образом. Carry out the inventive method as follows.

Вначале в стендовых условиях для намечаемой к использованию рабочей жидкости определяют величину давления, которая была бы достаточной и необходимой для обеспечения минимально допустимой скорости углубления перфорационного канала в горной породе пласта, подлежащей гидравлической перфорации. При этом, применительно к условиям гидроразрыва, принимают скорость углубления, равную диаметру d выходной части в сквозного канала 4 насадки за 5 минут воздействия высоконапорной струи. Из сопоставления этого давления с прочностью на одноосное сжатие породы находят коэффициент гидромониторного разрушения для данной жидкости. Из равенства, устанавливающего темп уменьшения давления струи на преграду, по мере удаления выходного среза 8 насадки 3 от преграды определяют глубину перфорационного канала в породе пласта в зависимости от давления струи на выходе из насадки Рo. Находят осевое давление Рoc затопленной струи на удаленную преграду. Находят длину начального участка струи, в пределах которой Рос = Ро. Контролируют расстояние от выходного среза насадки до преграды, определяют коэффициент, характеризующий темп расширения струи. Для определения глубины перфорационного канала и времени его формирования используют: коэффициент расхода насадки, угол отражения струи от преграды, перепад давления в насадке, прочность на одноосное сжатие породы и коэффициент гидромониторного разрушения.First, in bench conditions for the intended fluid to be used, the pressure is determined that would be sufficient and necessary to ensure the minimum permissible rate of deepening of the perforation channel in the rock of the formation to be hydraulically perforated. In this case, in relation to the conditions of hydraulic fracturing, take the speed of the recess, equal to the diameter d of the output part in the through channel 4 of the nozzle in 5 minutes of exposure to a high-pressure jet. From a comparison of this pressure with the uniaxial compressive strength of the rock, the hydromonitor fracture coefficient for a given liquid is found. From the equality that establishes the rate of decrease in the pressure of the jet on the barrier, as the exit slice 8 of the nozzle 3 moves away from the obstacle, the depth of the perforation channel in the formation rock is determined depending on the pressure of the jet at the outlet of the nozzle P o . The axial pressure P oc of the flooded jet is found on a remote obstruction. Find the length of the initial section of the jet, within which P OS = P about . The distance from the nozzle exit cut to the obstacle is controlled, and a coefficient characterizing the jet expansion rate is determined. To determine the depth of the perforation channel and the time of its formation, use is made of the nozzle flow coefficient, the angle of reflection of the jet from the obstacle, the pressure drop in the nozzle, the uniaxial compression strength of the rock, and the hydro-monitor fracture coefficient.

Гидроперфоратор с насадками, размеры которых определены с учетом вышеуказанных параметров в стендовых условиях, устанавливают на нижнем конце колонны труб и спускают в заданный интервал скважины. В скважине гидроперфоратор устанавливают так (см. фиг. 2), чтобы между выходными срезами 8 насадок и внутренней поверхностью обсадной колонны 9 был обеспечен зазор L от 3 до 4 диаметров d выходного канала в насадки. С поверхности сбрасывают клапанный шар 5 и в колонну труб 1 подают рабочую жидкость под давлением, чем производят прорезание первых отверстий в обсадной колонне с частичным вскрытием цементного камня. Количество первых отверстий при этом соответствует числу насадок, установленных по периметру боковых стенок корпуса гидроперфоратора. После этого давление в колонне труб сбрасывают, колонну труб с гидроперфоратором смещают от первых отверстий выше или ниже, или в горизонтальной плоскости на расстояние от 5 до 10 диаметров d выходного канала в насадки. Создают давление рабочей жидкости в колонне труб 1 и производят прорезание последующих отверстий в обсадной колонне (вблизи первых отверстий) и осуществляют через них углубление перфорационных каналов в цементном камне и горной породе пласта до установленной глубины. Если намечено в интервале таких последующих отверстий и образованных в пласте каналов иметь каналы в пласте в виде глубоких щелей, то после прорезания последующих отверстий в обсадной колонне и углубления каналов в пласте до установленной глубины продолжают поддерживать в колонне труб давление рабочей жидкости, в результате чего отраженный поток рабочей жидкости под давлением закачки прорывается в расположенные поблизости первоначально углубленные каналы в пласте и цементном камне и через первоначально прорезанные отверстия в обсадной колонне получает беспрепятственный выход в ствол скважины, оставляя в пласте глубокие щели. При этом отпадает необходимость создавать давление рабочей жидкости повышенной величины. A hydraulic perforator with nozzles, the dimensions of which are determined taking into account the above parameters in bench conditions, are installed on the lower end of the pipe string and lowered into the specified interval of the well. A hydroperforator is installed in the well so that (see Fig. 2) so that between the output sections 8 of the nozzles and the inner surface of the casing 9 a gap L of 3 to 4 diameters d of the output channel into the nozzles is provided. A valve ball 5 is dropped from the surface and a working fluid is fed into the pipe string 1 under pressure, thereby cutting the first holes in the casing with a partial opening of the cement stone. The number of first holes in this case corresponds to the number of nozzles installed around the perimeter of the side walls of the hydroperforator case. After that, the pressure in the pipe string is relieved, the pipe string with hydroperforator is displaced from the first holes higher or lower, or in a horizontal plane, to a distance of 5 to 10 diameters d of the outlet channel into the nozzles. Create the pressure of the working fluid in the pipe string 1 and cut the subsequent holes in the casing (near the first holes) and deepen the perforation channels in the cement stone and rock of the formation through them to a specified depth. If it is planned to have channels in the formation in the form of deep slots in the interval of such subsequent holes and channels formed in the formation, then after cutting the subsequent holes in the casing and deepening the channels in the formation to a specified depth, the pressure of the working fluid is maintained in the pipe string, as a result of which reflected the flow of the working fluid under injection pressure breaks into the initially deepened channels located nearby, in the reservoir and cement stone and through the initially cut holes in the casing a well will receive unhindered access to the wellbore, leaving deep gaps in the formation. In this case, there is no need to create an increased working fluid pressure.

Количество операций по прорезанию последующих, вслед за первыми, отверстий в обсадной колонне и углубление через них каналов в цементном камне и пласте, а также образование глубоких щелей в породе пласта через последующие отверстия и каналы может быть многократным и зависит от геологического строения пластов и их характеристик. The number of operations for cutting subsequent holes following the first holes in the casing and deepening channels in the cement stone and formation through them, as well as the formation of deep gaps in the formation rock through subsequent holes and channels, can be multiple and depends on the geological structure of the layers and their characteristics .

Claims (4)

1. Способ гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, включающий спуск в скважину на колонне труб гидроперфоратора с гидромониторными насадками, перфорацию обсадной колоны скважины и ее цементного камня, формирование перфорационных каналов в горной породе пласта путем подачи рабочей жидкости через гидромониторные насадки и гидравлический разрыв пласта путем закачки в перфорационные каналы жидкости гидроразрыва, отличающийся тем, что вначале в стендовых условиях для намечаемой к использованию рабочей жидкости определяют величину давления, достаточную и необходимую для обеспечения минимально допустимой скорости углубления перфорационного канала в горной породе пласта при гидравлической перфорации, определяют прочность на одноосное сжатие породы, устанавливают глубину перфорационного канала в породе пласта и время его формирования, после чего высоконапорными струями рабочей жидкости из гидромониторных насадок производят прорезание первых отверстий в обсадной колонне с частичным вскрытием цементного камня, затем вблизи первых отверстий производят прорезание последующих отверстий в обсадной колонне и углубление через них перфорационных каналов в цементном камне и горной породе пласта до установленной глубины, а формирование перфорационных каналов в горной породе пласта производят путем образования глубоких щелей за счет подачи рабочей жидкости при прорезании последующих за первыми отверстий до свободного выхода отраженного потока рабочей жидкости в ствол скважины через первые или предшествующие отверстия, при этом выходные срезы гидромониторных насадок от внутренней поверхности обсадной колонны в скважине при перфорации поддерживают на расстоянии 3-4 диаметров выходного канала гидромониторной насадки. 1. The method of hydraulic fracturing of a cased well, including the descent into the well on a pipe string of a hydraulic perforator with hydraulic nozzles, perforation of the casing of the well and its cement stone, the formation of perforation channels in the rock of the formation by supplying the working fluid through the hydraulic nozzles and hydraulic fracturing by injection into the perforation channels of the fracturing fluid, characterized in that first, in the bench conditions for the intended working fluid to be used, the lead The reason for the pressure, sufficient and necessary to ensure the minimum permissible rate of deepening of the perforation channel in the formation rock during hydraulic perforation, determine the uniaxial compression strength of the rock, establish the depth of the perforation channel in the formation rock and the time of its formation, after which high-pressure jets of the working fluid from the hydraulic nozzles cutting the first holes in the casing with a partial opening of cement stone, then near the first holes make cutting the subsequent holes in the casing and deepening through them the perforation channels in the cement stone and rock of the formation to a specified depth, and the formation of perforation channels in the rock of the formation is carried out by forming deep gaps due to the supply of working fluid when cutting the subsequent after the first holes to a free exit the reflected flow of the working fluid into the wellbore through the first or previous holes, while the output sections of the hydraulic nozzles from the inner surface and a casing in the wellbore during the perforation is maintained at a distance of 3-4 outlet diameters of the jet nozzle. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прорезание последующих отверстий в обсадной колонне скважины и углубление через них перфорационных каналов в цементном камне и горной породе пласта производят со смещением выше или ниже первых отверстий или со смещением от них в горизонтальной плоскости. 2. The method according to p. 1, characterized in that the cutting of subsequent holes in the casing of the well and deepening through them the perforation channels in the cement stone and rock of the formation is performed with an offset above or below the first holes or with an offset from them in the horizontal plane. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смещение места прорезания последующих отверстий в обсадной колонне для углубления через них перфорационных каналов производят по отношению к первым отверстиям на расстоянии 5-10 диаметров выходного канала гидромониторной насадки. 3. The method according to p. 2, characterized in that the displacement of the place of cutting of the subsequent holes in the casing to deepen the perforation channels through them is made with respect to the first holes at a distance of 5-10 diameters of the outlet channel of the nozzle. 4. Устройство для гидравлического разрыва пласта обсаженной скважины, включающее колонну труб с установленным на ее нижнем конце гидроперфоратором, корпус которого в нижней части заглушен, а в боковых его стенках установлены гидромониторные насадки со сквозными каналами, отличающееся тем, что сквозной канал каждой гидромониторной насадки по длине выполнен из трех смыкающихся между собой входной, средней и выходной частей, из которых выходная часть сквозного канала выполнена цилиндрической формы длиной, равной его диаметру, средняя часть канала - в виде конуса с углом его раскрытия 5 - 10o и длиной 2 - 2,5 диаметра цилиндрического канала его выходной части, а входная часть канала - в виде конуса, угол раскрытия которого превышает конусность канала средней части не менее чем в 1,5 раза.4. A device for hydraulic fracturing of a cased hole, including a pipe string with a hydraulic perforator installed at its lower end, the casing of which is plugged in the lower part, and hydraulic monitor nozzles with through channels are installed in its side walls, characterized in that the through channel of each hydraulic monitor nozzle is the length is made of three input, middle and output parts that are interconnected, of which the output part of the through channel is made of a cylindrical shape with a length equal to its diameter, the average hour v channel - in the form of a cone with its opening angle is 5 - 10 o and a length of 2 - 2.5 diameter of the cylindrical channel of its output portion and the input portion of the channel - in the form of a cone whose opening angle is greater than the taper of the channel middle portion not less than 1 5 times.
RU2001105071A 2001-02-21 2001-02-21 Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment RU2178071C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105071A RU2178071C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001105071A RU2178071C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2178071C1 true RU2178071C1 (en) 2002-01-10

Family

ID=20246406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001105071A RU2178071C1 (en) 2001-02-21 2001-02-21 Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2178071C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173432U1 (en) * 2016-08-22 2017-08-28 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" DEVICE FOR PERFORATION OF WELLS AND RELATED TECHNOLOGICAL OPERATIONS
RU173482U1 (en) * 2016-12-23 2017-08-29 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" DEVICE FOR PERFORATION OF WELLS AND RELATED TECHNOLOGICAL OPERATIONS
RU2637349C1 (en) * 2016-08-22 2017-12-04 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" Complex method and device for performing perforation of wells and associated technological operations (versions)
CN114439450A (en) * 2022-01-12 2022-05-06 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 Acid fracturing production increasing process for deep geothermal water reservoir of carbonate rock
CN115341901A (en) * 2022-07-08 2022-11-15 天地科技股份有限公司 Method for combined treatment of thick hard layered top plate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173432U1 (en) * 2016-08-22 2017-08-28 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" DEVICE FOR PERFORATION OF WELLS AND RELATED TECHNOLOGICAL OPERATIONS
RU2637349C1 (en) * 2016-08-22 2017-12-04 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" Complex method and device for performing perforation of wells and associated technological operations (versions)
RU173482U1 (en) * 2016-12-23 2017-08-29 Общество с ограниченной ответственностью "НЕККО" DEVICE FOR PERFORATION OF WELLS AND RELATED TECHNOLOGICAL OPERATIONS
CN114439450A (en) * 2022-01-12 2022-05-06 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 Acid fracturing production increasing process for deep geothermal water reservoir of carbonate rock
CN114439450B (en) * 2022-01-12 2024-05-14 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 Acid fracturing yield increasing technology for carbonate deep geothermal water reservoir
CN115341901A (en) * 2022-07-08 2022-11-15 天地科技股份有限公司 Method for combined treatment of thick hard layered top plate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0851094B1 (en) Method of fracturing subterranean formation
RU2375561C2 (en) Method of well completion in underground formation (versions)
US7159660B2 (en) Hydrajet perforation and fracturing tool
US5499678A (en) Coplanar angular jetting head for well perforating
RU2432451C1 (en) Device and procedure for transfer of tool for reservoir treatment for inflow intensification by means of ratchet gear
US6457525B1 (en) Method and apparatus for completing multiple production zones from a single wellbore
US5325923A (en) Well completions with expandable casing portions
RU2318116C2 (en) Method and device for fissure creation in uncased wells
US7918279B2 (en) System and method for forming cavities in a well
US20110061869A1 (en) Formation of Fractures Within Horizontal Well
EP0590805A1 (en) Well completion by fracturing
US20060070740A1 (en) System and method for fracturing a hydrocarbon producing formation
EA010189B1 (en) Performing gun assembly and method for enhancing perforation depth
CN102979497A (en) Device and method for immovable-string type packer-free sliding-sleeve hydraulic-jet pulsed acid fracturing
US8985209B2 (en) High pressure jet perforation system
US20090032306A1 (en) Method of Drilling a Stable Borehole
RU2178071C1 (en) Method of formation hydraulic fracturing from cased well and device for method embodiment
RU2176021C2 (en) Method of forming directed vertical or horizontal fracture in formation fracturing
RU2282714C1 (en) Method for secondary productive formation exposing by slot hydraulic jet perforation and well putting in operation
RU2455467C1 (en) Method of borehole perforation
RU2170340C1 (en) Process of exploitation of oil field
EP1687508B1 (en) Method of reducing sand production from a wellbore
RU187392U1 (en) The arrangement of underground equipment for hydraulic fracturing
RU2473788C1 (en) Method of borehole perforation
RU2270331C2 (en) Method and device for secondary formation penetration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090222