RU2278960C2 - Method and device for drainage system forming in productive bed - Google Patents
Method and device for drainage system forming in productive bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278960C2 RU2278960C2 RU2004109824/03A RU2004109824A RU2278960C2 RU 2278960 C2 RU2278960 C2 RU 2278960C2 RU 2004109824/03 A RU2004109824/03 A RU 2004109824/03A RU 2004109824 A RU2004109824 A RU 2004109824A RU 2278960 C2 RU2278960 C2 RU 2278960C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pusher
- bulk material
- bore
- well
- filling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области нефтегазодобычи из буровых скважин, а именно к способам повышения производительности продуктивных пластов за счет их дренирования и создания каналов фильтрации пластовых флюидов.The present invention relates to the field of oil and gas production from boreholes, and in particular to methods of increasing the productivity of productive formations by draining them and creating channels for filtering formation fluids.
Известен способ гидроразрыва нефтегазовых пластов [1], который позволяет создавать в призабойной части пласта дренажные трещины, которые затем заполняются расклинивающим дисперсным материалом (например, песком). Как показывает широкая промысловая практика таким способом можно кратно увеличивать приточность продуктивного объекта.A known method of hydraulic fracturing of oil and gas reservoirs [1], which allows you to create drainage cracks in the bottom of the reservoir, which are then filled with proppant dispersed material (for example, sand). As shown by wide field practice in this way, one can multiply the inflow of a productive object.
Данный способ и его технология являются аналогом предлагаемому здесь решению.This method and its technology are similar to the solution proposed here.
К числу общих недостатков аналога можно отнести следующие:Among the common disadvantages of the analogue are the following:
1) обычный гидроразрыв пластов и его модификации нельзя применить в горизонтальных скважинах из-за возможности разрыва породы вкрест простирания пласта, что приведет к соединению газовой и водяной частей пласта с нефтяной ее частью;1) conventional hydraulic fracturing and its modifications cannot be applied in horizontal wells due to the possibility of rock fracture across the strike of the formation, which will lead to the connection of the gas and water parts of the formation with its oil part;
2) технология обычного гидроразрыва пластов является дорогостоящей операцией, требует, как правило, обсадки скважины и вскрытия его перфорацией, а также использования специальных жидкостей для разрыва породы, специальных материалов для заполнения трещин и специальных растворов для последующей очистки дренажных каналов;2) conventional fracturing technology is an expensive operation; it usually requires casing of the well and opening it with perforation, as well as the use of special fluids for fracturing the rock, special materials for filling cracks and special solutions for the subsequent cleaning of drainage channels;
3) для производства гидроразрыва пластов необходима специальная техника (гидроагрегаты высокого давления, смесительные машины и ряд других вспомогательных технических средств), что делает операцию сложной.3) for the production of hydraulic fracturing, special equipment is needed (high-pressure hydraulic units, mixing machines and a number of other auxiliary technical means), which makes the operation difficult.
Альтернативным способом дренирования продуктивных пластов является бурение горизонтальных скважин [2], которые вскрывают нефтяную или газовую залежь вдоль по простиранию пласта. Притоки нефти или газа увеличиваются в 2-70 раз за счет большого охвата пласта. Однако при этом гидроразрыв пласта по обычной технологии [1] с целью создания сети дренажных трещин здесь невозможен и даже вреден, т.к. глубокие трещины могут соединить стратифицированную систему залежи газ-нефть-вода, что приведет к катастрофическим последствиям.An alternative way to drain productive formations is to drill horizontal wells [2], which open up an oil or gas reservoir along the strike of the formation. Oil or gas inflows increase 2-70 times due to the large coverage of the reservoir. However, hydraulic fracturing using conventional technology [1] with the aim of creating a network of drainage cracks is impossible and even harmful, because deep cracks can connect the stratified gas-oil-water system, which will lead to disastrous consequences.
В Еропейском патенте [2] описан способ дренирования пласта в горизонтальной скважине с помощью высоконапорных струй, которые создают боковые трещины или расширяют их.The European Patent [2] describes a method for draining a formation in a horizontal well using high-pressure jets that create lateral cracks or expand them.
Основные недостатки известного решения:The main disadvantages of the known solution:
1) для реализации данного способа требуются гидроагрегаты высокого давления, чтобы создавать высоконапорные струи на забое скважины;1) to implement this method, high pressure hydraulic units are required to create high-pressure jets at the bottom of the well;
2) создать струей систему разветвленных трещин невозможно;2) it is impossible to create a system of branched cracks with a jet;
3) эффективность эрозионного действия струи не превышает 20 калибров (20×D - диаметр выходящей струи) и она не способна в большинстве случаев преодолеть напряжения от горного давления, чтобы расширять и углублять зачаточные трещины.3) the efficiency of the erosive action of the jet does not exceed 20 calibers (20 × D is the diameter of the outgoing jet) and it is not able in most cases to overcome stresses from rock pressure in order to expand and deepen the embryonic cracks.
Техническим результатом изобретения является создание дренажной системы в объеме продуктивного пласта, в частности нефтяного пласта, для увеличения производительности добычи углеводородного сырья и повышения коэффициента нефтегазоотдачи.The technical result of the invention is the creation of a drainage system in the volume of the reservoir, in particular the oil reservoir, to increase the productivity of hydrocarbon production and increase the coefficient of oil and gas recovery.
Необходимый технический результат достигают тем, что способ создания дренажной системы продуктивного пласта включает один, по меньшей мере, открытый горизонтальный ствол скважины или один открытый горизонтальный ствол скважины с одним, по меньшей мере, открытым боковым ответвлением этого ствола по простиранию пласта в его продуктивной части, которые заполняют гидрофобным сыпучим материалом, при этом заполнение ствола скважины и его ответвления осуществляют порционно с утрамбовыванием каждой порции сыпучего материала до просадки этого материала и вскрытия под действием утрамбовывания существующих естественных трещин пласта, после чего в стволе скважины устанавливают и жестко закрепляют фильтрующий узел.The required technical result is achieved in that the method for creating a drainage system of a productive formation includes one at least an open horizontal wellbore or one open horizontal wellbore with at least one open lateral branch of this wellbore along the strike of the formation in its productive part, which are filled with hydrophobic granular material, while filling the wellbore and its branches is carried out portionwise with ramming each portion of granular material until it subsides material and opening by tamping existing natural fractures in the formation, after which a filter assembly is installed and rigidly fixed in the wellbore.
Кроме того, в качестве гидрофобного сыпучего материала используют кварцевый песок, стеклянный или пластиковый бисер, проппант.In addition, quartz sand, glass or plastic beads, and proppant are used as a hydrophobic bulk material.
Гидрофобный сыпучий материал доставляют на забой скважины с помощью тиксотропного носителя, прокачку которого осуществляют непрерывно для обеспечения утрамбовывания сыпучего материала.Hydrophobic bulk material is delivered to the bottom of the well using a thixotropic carrier, the pumping of which is carried out continuously to ensure ramming of the bulk material.
Заявителем не выявлены из предшествующего уровня техники известные устройства, которые могли бы быть использованы в качестве прототипа к заявленному изобретению. При этом установлено, что в качестве основы устройства для трамбовки сыпучего материала в скважине может быть использован ясс-ударник для освобождения прихваченного бурильного инструмента в скважине [3].The applicant has not identified from the prior art known devices that could be used as a prototype of the claimed invention. It was found that as the basis of the device for tamping bulk material in the well, a striker can be used to release the stuck drilling tool in the well [3].
Недостатками известного устройства являются следующие:The disadvantages of the known device are the following:
1) невозможность его работы в автоколебательном режиме, что ведет к большим затратам гидравлической мощности;1) the impossibility of its operation in self-oscillating mode, which leads to high costs of hydraulic power;
2) отсутствие возможности дросселирования части жидкости в затрубье, что способствует вымыванию посылаемого на забой сыпучего материала;2) the inability to throttle part of the liquid in the annulus, which contributes to the leaching of bulk material sent to the bottom;
3) недостаточная для трамбовки сыпучего материала на забое частота ударов, что не обеспечивает эффект дилатансии.3) the frequency of impacts insufficient for ramming bulk material at the bottom, which does not provide the effect of dilatancy.
Необходимый технический результат достигают и тем, что устройство для набивки скважины и трамбовки сыпучего материала включает колонну труб, разъемную или непрерывную, корпус с конусным раструбом, жестко соединенный с колонной труб, внутри которого размещена система в виде толкателя с центральным проточным каналом и конусом, подвешенного в корпусе на цилиндрической пружине с возможностью движения в осевом направлении и осуществления автоколебаний, при этом конусный раструб корпуса и конус толкателя сочленены соосно и представляют собой вместе клапанную пару, а над пятой толкателя расположена ударная втулка с возможностью свободного скольжения.The required technical result is also achieved by the fact that a device for filling a well and ramming bulk material includes a pipe string, detachable or continuous, a body with a conical socket rigidly connected to the pipe string, inside of which there is a system in the form of a pusher with a central flow channel and a cone suspended in the housing on a coil spring with the possibility of movement in the axial direction and the implementation of self-oscillations, while the conical bell of the housing and the cone of the pusher are aligned coaxially and represent oh couple together the valve and the pusher located above the fifth impact sleeve to slide freely.
Простейшие варианты дренирования горизонтальной скважины и горизонтальной скважины с ответвлением показаны на фиг.1 и 2, где:The simplest options for drainage of a horizontal well and a horizontal well with a branch are shown in figures 1 and 2, where:
1 - продуктивный (нефтяной) пласт;1 - productive (oil) layer;
2 - горизонтальная скважина, пробуренная по простиранию пласта;2 - horizontal well drilled along the strike of the formation;
3 - ответвление горизонтального ствола скважины;3 - branch horizontal wellbore;
4 - трещины разрыва породы пласта;4 - fractures of fracturing rock formations;
5 - порционная набивка ствола скважины гидрофобным сыпучим материалом;5 - portioned borehole packing with hydrophobic bulk material;
6 - гидрофобный сыпучий материал;6 - hydrophobic bulk material;
7 - фильтрующий узел.7 - filter unit.
Устройство для набивки скважины и трамбовки сыпучего материала представлено на фиг.3 в разрезе. Оно состоит из корпуса 8, толкателя 9, соосно встроенного в корпус 8 и подвешенного на пружине 10. Над пятой 11 толкателя 9 расположена свободно скользящая ударная втулка 12. Устройство работает следующим образом: при прокачке вязкой и тиксотропной суспензии-носителя (например, глинистого раствора) корпус 8 и толкатель 9 действуют как клапанная пара в автоколебательном режиме. Движение суспензии-носителя показано стрелками. Ударная втулка 12 имеет свободный ход, входит в режим колебаний и наносит удары по пяте толкателя 11, что обеспечивает трамбовку поступающего на забой скважины сыпучего материала 13 и раскрытие боковых трещин.A device for filling a well and tamping bulk material is presented in figure 3 in section. It consists of a
Физический эффект, который используется для образования боковых дренажных трещин при трамбовке сыпучего материала (песок, бисер, проппилант) в скважине, носит название дилатансия. Его можно показать на простой схеме (фиг.4).The physical effect that is used to form lateral drainage cracks during tamping of bulk material (sand, beads, proppilant) in the well is called dilatancy. It can be shown in a simple diagram (figure 4).
Сыпучий материал не только производит расширение зачаточных трещин, но и, заполняя их, расклинивает и не дает затем смыкаться. При этом жидкость, находящаяся в скважине, под действием ударных нагрузок помогает разрыву трещин.Bulk material not only produces expansion of the embryonic cracks, but also, filling them, wedges and then does not close. In this case, the fluid located in the well, under the influence of shock loads, helps rupture cracks.
Пример практической реализации предлагаемого способа и устройстваAn example of the practical implementation of the proposed method and device
В пробуренную горизонтальную скважину спускают предлагаемое устройство и на малой производительности буровых насосов осуществляют прокачку промывочной жидкости. Периодически в циркуляционную систему вводят пачку сыпучего материала (например, проппант), замешанного на глинистом растворе или другом вязком и тиксотропном носителе, и доставляют ее на забой скважины, где она накапливается и подвергается трамбовке. По мере просадки трамбуемой пачки сыпучего материала, которая свидетельствует о внедрении его в боковые трещины, процесс трамбовки прекращают и устройство перемещают выше по стволу скважины. Затем вышеуказанные операции повторяют до полного заполнения горизонтальной части скважины гидрофобным сыпучим материалом. После этого в стволе скважины устанавливают и закрепляют съемный фильтрующий узел, который по существу выполняет функцию фильтрующей пробки.The proposed device is lowered into a drilled horizontal well and, at low productivity of the mud pumps, flushing fluid is pumped. From time to time, a pack of loose material (for example, proppant) mixed with clay or another viscous and thixotropic carrier is introduced into the circulation system and delivered to the bottom of the well, where it is accumulated and compacted. As the rammed pack of loose material subsides, which indicates its introduction into the lateral cracks, the ramming process is stopped and the device is moved higher up the wellbore. Then, the above operations are repeated until the horizontal part of the well is completely filled with hydrophobic bulk material. After that, a removable filter assembly, which essentially acts as a filter plug, is installed and fixed in the wellbore.
Промышленная полезностьIndustrial utility
Анализ дебитов в пробуренных горизонтальных скважинах на нефтеносных площадях РФ показывает, что если сеть тектонических трещин продуктивного пласта заложена вкрест простиранию, то притоки нефти возрастают в десятки и сотни раз по сравнению с вертикальными скважинами. Но если трещиноватость пласта ориентирована иначе, то притоки мало отличаются. Отсюда и возникает необходимость искусственно создавать систему боковых трещин предлагаемым способом, тем более, что обычный гидроразрыв пластов в горизонтальных скважинах не годится, т.к. магистральные трещины большой протяженности могут соединить газовую и водяную часть пласта с нефтяной и тем самым блокировать добычу нефти или вызвать ее катастрофическое обводнение.An analysis of flow rates in horizontal drilled wells in the oil fields of the Russian Federation shows that if the network of tectonic fractures in the reservoir is laid crosswise, then oil inflows increase by tens and hundreds of times compared to vertical wells. But if the fracturing of the formation is oriented differently, the tributaries differ little. Hence the need arises to artificially create a system of lateral cracks by the proposed method, especially since conventional hydraulic fracturing in horizontal wells is not suitable, because long-distance main cracks can connect the gas and water parts of the reservoir with the oil and thereby block oil production or cause its catastrophic flooding.
Заполнение ствола горизонтальной скважины гидрофобным сыпучим материалом с установкой фильтрующего узла позволит:Filling the horizontal wellbore with hydrophobic bulk material with the installation of a filter unit will allow:
- предотвратить вынос кольматантов (песчанистых и глинистых частиц) из коллектора;- prevent the removal of colmatants (sandy and clay particles) from the collector;
- предотвратить вынос в скважину расклинивающего сыпучего материала (песок, бисер, проппант);- to prevent the proppant from flowing loose material into the well (sand, beads, proppant);
- улучшить фазовую проницаемость для нефти и сдерживать воду;- improve phase permeability to oil and retain water;
- исключить крепление горизонтальной части скважины обсадной колонной труб, повторное вскрытие пласта или установку фильтров;- to exclude the fastening of the horizontal part of the well by the casing string, re-opening the formation or installing filters;
- получить максимальную приточность продуктивного объекта.- get the maximum inflow of a productive object.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Желтов Ю.П. Механика нефтегазового пласта. Москва, "Недра", 1975, с.159-170.1. Zheltov Yu.P. Mechanics of the oil and gas reservoir. Moscow, "Nedra", 1975, p. 159-170.
2. ЕР 0851094 А2, 01.07.1998.2. EP 0851094 A2, 07/01/1998.
3. Мищевич В.И. Справочник инженера по бурению. Т.2, Москва, Недра, 1973, с.80-82.3. Mishchevich V.I. Handbook of a drilling engineer. V.2, Moscow, Nedra, 1973, p. 80-82.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004109824/03A RU2278960C2 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Method and device for drainage system forming in productive bed |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004109824/03A RU2278960C2 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Method and device for drainage system forming in productive bed |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004109824A RU2004109824A (en) | 2005-10-10 |
RU2278960C2 true RU2278960C2 (en) | 2006-06-27 |
Family
ID=35850762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004109824/03A RU2278960C2 (en) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | Method and device for drainage system forming in productive bed |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278960C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499134C2 (en) * | 2012-01-13 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of development of oil pool located above gas pool and separated therefrom by impermeable parting |
RU2604100C1 (en) * | 2015-11-11 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Method of reducing sand production of oil wells |
RU2634134C1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-10-24 | Артур Фаатович Гимаев | Method of interval multistage hydraulic fracturing of formation in oil and gas wells |
RU2730689C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-08-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of hydraulic fracturing of coal bed |
CN111577235A (en) * | 2020-06-30 | 2020-08-25 | 重庆地质矿产研究院 | Self-excited oscillation type pulse hydraulic fracturing tool and method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486330C1 (en) * | 2012-02-24 | 2013-06-27 | Николай Митрофанович Панин | Hydraulic calibrator |
-
2004
- 2004-04-01 RU RU2004109824/03A patent/RU2278960C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЖЕЛТОВ Ю.П. Механика нефтегазового пласта. М.: Недра, 1975, с.159-170. МИЩЕВИЧ В.И. Справочник инженера по бурению. Т.2. М.: Недра, 1973, с.80-82. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499134C2 (en) * | 2012-01-13 | 2013-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method of development of oil pool located above gas pool and separated therefrom by impermeable parting |
RU2604100C1 (en) * | 2015-11-11 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Method of reducing sand production of oil wells |
RU2634134C1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-10-24 | Артур Фаатович Гимаев | Method of interval multistage hydraulic fracturing of formation in oil and gas wells |
RU2730689C1 (en) * | 2019-12-09 | 2020-08-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Method of hydraulic fracturing of coal bed |
CN111577235A (en) * | 2020-06-30 | 2020-08-25 | 重庆地质矿产研究院 | Self-excited oscillation type pulse hydraulic fracturing tool and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004109824A (en) | 2005-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2587197C2 (en) | Method for well treatment of (versions) | |
RU2359115C2 (en) | Control by several azimuths by vertical cracks, appearing at hydraulic fracturing in friable or slightly cemented sediments | |
EP0426427B1 (en) | Well completion method | |
US6675893B2 (en) | Single placement well completion system | |
US5964289A (en) | Multiple zone well completion method and apparatus | |
US20070284106A1 (en) | Method and apparatus for well drilling and completion | |
EP1350921A2 (en) | Methods and apparatus for completing and gravel packing wells | |
US3814187A (en) | Subsurface formation plugging | |
CA2970650C (en) | Establishing control of oil and gas producing well bore through application of self-degrading particulates | |
CN101253306A (en) | Methods and apparatus for completing a well | |
RU2291284C2 (en) | Method for construction and completion of force wells | |
RU2393320C1 (en) | Slim hole well construction method | |
RU2320849C2 (en) | Well construction and operation method | |
RU2278960C2 (en) | Method and device for drainage system forming in productive bed | |
US3534816A (en) | Method and apparatus for completing a well in vertically spaced porous strata | |
US3743021A (en) | Method for cleaning well perforations | |
SU1709076A1 (en) | Method of filtration well completion | |
RU2510456C2 (en) | Formation method of vertically directed fracture at hydraulic fracturing of productive formation | |
RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
Rodvelt | Vertical well construction and hydraulic fracturing for CBM completions | |
Boonstra et al. | Well design and construction | |
CN108868726B (en) | Assembly for fracturing horizontal section reservoir and fracturing method of infinite-stage full-drift diameter of assembly | |
RU2317404C1 (en) | Method to create gravel filter in horizontal bore | |
RU2386776C1 (en) | Method of opening of waterbearing stratum in unstable rocks by upward borehole and device for its implementation | |
RU2509875C2 (en) | Well construction finishing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090402 |