RU2320865C1 - Method for well bottom zone treatment - Google Patents
Method for well bottom zone treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320865C1 RU2320865C1 RU2006122049/03A RU2006122049A RU2320865C1 RU 2320865 C1 RU2320865 C1 RU 2320865C1 RU 2006122049/03 A RU2006122049/03 A RU 2006122049/03A RU 2006122049 A RU2006122049 A RU 2006122049A RU 2320865 C1 RU2320865 C1 RU 2320865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- well
- formation
- reservoir
- zone
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 26
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
Abstract
Description
Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для обработки призабойной зоны пласта с целью повышения производительности скважин и увеличения проницаемости горной породы.The invention relates to the field of operation of oil and gas wells and can be used to treat the bottom-hole zone of the formation in order to increase the productivity of wells and increase the permeability of the rock.
Известны различные способы обработки призабойной зоны пласта, направленные на повышение коэффициента извлечения нефти. К ним относятся реагентные обработки продуктивных пластов, предусматривающие закачку в скважины различных технологических растворов, приготовленных на основе веществ органического и неорганического происхождения, импульсные способы обработки, сочетающие в себе механическое, тепловое и химическое воздействие, а также гидроразрыв пласта - хорошо известный способ интенсификации добычи углеводородов из скважины путем увеличения проницаемости призабойной зоны продуктивного пласта за счет образования трещин.There are various methods of processing the bottom-hole zone of the formation, aimed at increasing the recovery rate of oil. These include reagent treatments of productive formations, involving the injection into wells of various technological solutions prepared on the basis of substances of organic and inorganic origin, pulsed processing methods that combine mechanical, thermal and chemical effects, as well as hydraulic fracturing, a well-known way to intensify hydrocarbon production from the well by increasing the permeability of the bottom-hole zone of the reservoir due to the formation of cracks.
Способы обработки призабойной зоны пласта, предусматривающие воздействие импульсами давления, основаны на возбуждении упругой волны и/или волны гидроудара в пласте породы. Воздействие упругой волны было предложено более 40 лет назад как альтернативная методика, приводящая к большей эффективности традиционных способов. Несмотря на некоторые положительные результаты, полученные при эксплуатации (например, увеличение дебита и/или коэффициента извлечения нефти), данный способ не нашел широкого применения до сих пор. Основная трудность заключается в отсутствии надежных промысловых данных, а также в недостатке теоретического осмысления. В частности, не поддается прогнозированию и моделированию, какое влияние - положительное или отрицательное - на добычу окажут импульсы давления. Тем не менее, были разработаны некоторые виды оборудования, в том числе поверхностные вибраторы и скважинный инструмент (средства возбуждения импульса давления, электроискровые сейсмические источники, магнитострикционные и пьезокерамические излучатели), обеспечивающие широкий диапазон различных частот следования импульсов.Methods of treating the bottom-hole zone of the formation, involving exposure to pressure pulses, are based on the excitation of an elastic wave and / or water shock wave in the formation. The impact of an elastic wave was proposed more than 40 years ago as an alternative technique leading to greater efficiency of traditional methods. Despite some positive results obtained during operation (for example, an increase in flow rate and / or oil recovery ratio), this method has not been widely used so far. The main difficulty lies in the lack of reliable fishing data, as well as in the lack of theoretical understanding. In particular, it cannot be predicted and modeled which pressure impulses will have a positive or negative effect on production. Nevertheless, several types of equipment have been developed, including surface vibrators and downhole tools (pressure pulse excitation means, electrospark seismic sources, magnetostrictive and piezoceramic emitters), providing a wide range of different pulse repetition rates.
Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ обработки призабойной зоны пласта, включающий спуск в скважину генератора импульсов давления и последующую импульсную обработку пласта с генерированием отрицательных импульсов давления, описанный в патенте РФ 2055171, 1996.The closest analogue of the claimed method is a method of processing the bottom-hole zone of the formation, including the descent into the well of a pressure pulse generator and subsequent pulse treatment of the formation with the generation of negative pressure pulses, described in RF patent 2055171, 1996.
Техническим результатом изобретения является создание способа обработки призабойной зоны пласта скважин, обеспечивающего высокую интенсивность трещинообразования путем растрескивания насыщенной пластовым флюидом проницаемой горной породы вокруг ствола скважины. Данный способ не только повышает проницаемость породы в результате образования микротрещин пласта или регенерации ранее существовавших трещин, но, при сочетании с гидроразрывом, если трещины распространяются и достигают поверхности трещины гидроразрыва, то импульс давления образует куски породы, которые отделяются от поверхности трещины и сами становятся расклинивающим агентом.The technical result of the invention is to provide a method for processing the bottom-hole zone of a well formation, providing a high rate of crack formation by cracking a permeable rock saturated with a formation fluid around the wellbore. This method not only increases the permeability of the rock as a result of the formation of microcracks in the reservoir or the regeneration of previously existing fractures, but, in combination with hydraulic fracturing, if the cracks propagate and reach the surface of the hydraulic fracture, the pressure impulse forms pieces of rock that separate from the surface of the fracture and become proppant agent.
Технический результат достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны пласта, включающем спуск в скважину генератора импульсов давления и последующую импульсную обработку пласта, генерируют отрицательные импульсы давления с амплитудой, превышающей предел прочности пласта на растяжение.The technical result is achieved by the fact that in the method of processing the bottom-hole zone of the formation, including the descent into the well of a pressure pulse generator and subsequent pulse treatment of the formation, negative pressure pulses are generated with an amplitude exceeding the tensile strength of the formation in tension.
В случае проведения гидроразрыва пласта импульсы давления подаются в процессе роста трещины гидроразрыва.In the case of hydraulic fracturing, pressure pulses are supplied during the growth of hydraulic fractures.
Кроме того, предварительно перед импульсным воздействием в призабойной зоне скважины создают давление, превышающее поровое давление в дальней зоне для данного пласта, или, в случае проведения гидроразрыва, в зоне трещины гидроразрыва создают давление, превышающее главное максимальное напряжение в дальней зоне для данного пласта.In addition, prior to the pulse action, in the near-well zone of the well, a pressure is created that exceeds the pore pressure in the far zone for a given formation, or, in the case of hydraulic fracturing, a pressure is created in the zone of hydraulic fracture that exceeds the main maximum stress in the far zone for a given formation.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.
Генератор импульсов давления спускают в скважину и около нефтеносного пласта генерируют отрицательные импульсы давления с амплитудой, превышающей предел прочности пласта на растяжение. Короткий и мощный отрицательный импульс магнитудой несколько МПа в состоянии инициировать растрескивание вблизи ствола скважины и в трещине (в случае проведения гидроразрыва). Каждый последующий импульс отрицательного давления будет способствовать росту трещин в пласте. В случае проведения гидроразрыва пласта импульсы давления могут подаваться в процессе роста разрывной трещины. Для создания трещин отрыва предварительно перед импульсным воздействием в призабойной зоне скважины создают давление, превышающее поровое давление для данного пласта, или, в случае проведения гидроразрыва, в зоне трещины гидроразрыва создают давление, превышающее главное максимальное напряжение в дальней зоне для данного пласта.The pressure pulse generator is lowered into the well and negative pressure pulses with an amplitude exceeding the tensile strength of the formation in tension near the oil reservoir are generated. A short and powerful negative impulse with a magnitude of several MPa is able to initiate cracking near the wellbore and in the fracture (in the case of hydraulic fracturing). Each subsequent impulse of negative pressure will contribute to the growth of cracks in the reservoir. In the case of hydraulic fracturing, pressure pulses can be supplied during the growth of a fracture crack. To create separation cracks, prior to the pulse action in the bottomhole zone of the well, pressure is created that exceeds the pore pressure for a given formation, or, in the case of hydraulic fracturing, a pressure is created in the zone of hydraulic fracture that exceeds the main maximum stress in the far zone for a given formation.
В качестве примера рассмотрим осесимметричную скважину с радиусом R, пробуренную вертикально, а в проницаемом пласте горной породы осуществлен гидравлический разрыв - прямой и вертикальный, длиной L. Полость скважины и гидравлический разрыв заполнены флюидом при определенном давлении Рw. Для скважины Рw>p0, для разрыва Рw>- σ1 (f), где p0 - поровое давление в дальней зоне (например, 5 МПа), а σ1 (f) - главное максимальное напряжение в дальней зоне (например, 8 МПа) (принято, что напряжение при растяжении - положительное). Давление Рw было приложено в течение заданного времени для создания избыточного давления в пласте (т.е. диффундирование флюида). Упругое движение в насыщенной флюидом пористой среде описывается следующими уравнениями при векторе смещения среды u и векторе относительного смещения флюида w:As an example, we consider an axisymmetric well with a radius R drilled vertically, and a hydraulic fracture is carried out in a permeable rock formation - straight and vertical, length L. The well cavity and hydraulic fracture are filled with fluid at a certain pressure P w . For a well Р w > p0, for a fracture Р w > - σ 1 (f) , where p0 is the pore pressure in the far zone (for example, 5 MPa), and σ 1 (f) is the main maximum stress in the far zone (for example, 8 MPa) (it is assumed that the tensile stress is positive). Pressure P w was applied for a predetermined time to create overpressure in the formation (i.e., fluid diffusion). The elastic motion in a fluid-saturated porous medium is described by the following equations with a medium displacement vector u and a relative fluid displacement vector w:
где р - общая массовая плотность насыщенной породы, pf - массовая плотность порового флюида, G - модуль сдвига, К - объемный модуль упругости в условиях дренирования, М - модуль Био, α - коэффициент упругости пористой среды, φ - пористость, Tφ - коэффициент извилистости поровых каналов породы, μ - вязкость флюида, k - проницаемость породы, точка обозначает производную по времени. Компоненты тензора напряжений и поровое давление выражены в виде первой пространственной производной 
где 
На границе скважинного флюида и пористого коллектора удовлетворяются следующие условия:At the boundary of the well fluid and the porous reservoir, the following conditions are satisfied:
где в левой части уравнений - нормальное напряжение, напряжение при сдвиге и поровое давление соответственно, а Р=Рw.+P(t) - полное давление скважинного флюида. Решение задачи (1) с граничными условиями (3) для ствола скважины и гидравлического разрыва дает пространственное распределение напряжений и порового давления. С использованием нижеследующих известных критериев разрушения при растяжении и разрушения по теории Мора-Кулона возможно провести оценку разрушения породы при растяжении и разрушение трещинами скалывания:where on the left side of the equations is the normal stress, shear stress and pore pressure, respectively, and P = P w . + P (t) is the total pressure of the well fluid. The solution of problem (1) with boundary conditions (3) for the borehole and hydraulic fracture gives a spatial distribution of stresses and pore pressure. Using the following well-known criteria for tensile fracture and fracture according to the Mohr-Coulomb theory, it is possible to assess rock fracture in tension and fracture fracture cracking:
где gTC и gMC - функции текучести трещин для трещин отрыва и трещин скалывания соответственно, анализируемые с целью прогнозирования разрушения горной породы; T0 и σс - пределы прочности породы на растяжение и на одноосное сжатие соответственно.where gTC and gMC are the fracture yield functions for separation and cleavage cracks, respectively, analyzed to predict rock failure; T 0 and σ s are the tensile and uniaxial compression strengths of the rock, respectively.
Прикладываемые динамические импульсы P(t) имеют отрицательную амплитуду, например, P(t)=-Р импульс 
В случае, если предел прочности пласта на растяжение Т0 составляет 1 МПа, амплитуда Р импульс достаточно мощная, например, 5 МПа, а длительность Т импульс - для проницаемости породы k, равной 10-3 Дарси, достаточно непродолжительная, например, 0,01 с, вокруг ствола скважины и трещины от гидроразрыва появляются трещины отрыва и скалывания.If the tensile strength of the formation T 0 is 1 MPa, the amplitude P pulse is quite powerful, for example, 5 MPa, and the duration T pulse is for the rock permeability k equal to 10 -3 Darcy, rather short, for example, 0.01 c, tearing and spalling cracks appear around the wellbore and hydraulic fractures.
Направление распространения трещин можно прогнозировать по характеру самих трещин, т.е. трещины отрыва или скалывания. В условиях снижения давления компонента максимального растяжения - радиальная - относительно стенки ствола скважины и нормальная к направлению трещины на поверхности разрыва. Следовательно, трещины отрыва распространяются параллельно границе ствола скважины или трещины гидроразрыва. Трещины скола, если они появляются, распространяются наклонно под углом ψc=π/4-φ/2 от направления минимального главного напряжения, где φ - угол внутреннего трения породы.The direction of propagation of cracks can be predicted by the nature of the cracks themselves, i.e. tearing or chipping cracks. Under conditions of pressure reduction, the component of maximum tension — radial — relative to the wall of the wellbore and normal to the direction of the crack on the fracture surface. Therefore, fracture tear propagates parallel to the boundary of the wellbore or fracture. Chipped cracks, if they appear, propagate obliquely at an angle ψ c = π / 4-φ / 2 from the direction of the minimum principal stress, where φ is the angle of internal friction of the rock.
Claims (2)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122049/03A RU2320865C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Method for well bottom zone treatment |
| CA002590734A CA2590734A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-06-05 | Method of treating bottom-hole formation zone |
| US11/762,392 US20070295500A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-06-13 | Method of treating bottom-hole formation zone |
| GB0711648A GB2439632B (en) | 2006-06-22 | 2007-06-15 | Method of treating a bottom-hole formation zone |
| MX2007007462A MX2007007462A (en) | 2006-06-22 | 2007-06-20 | Method of pulse treatment for a bottom-hole formation zone. |
| US12/906,557 US20110108268A1 (en) | 2006-06-22 | 2010-10-18 | Method of treating bottom-hole formation zone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006122049/03A RU2320865C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Method for well bottom zone treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006122049A RU2006122049A (en) | 2008-01-10 |
| RU2320865C1 true RU2320865C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=38332207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006122049/03A RU2320865C1 (en) | 2006-06-22 | 2006-06-22 | Method for well bottom zone treatment |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070295500A1 (en) |
| CA (1) | CA2590734A1 (en) |
| GB (1) | GB2439632B (en) |
| MX (1) | MX2007007462A (en) |
| RU (1) | RU2320865C1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA54998U (en) * | 2010-10-01 | 2010-11-25 | Анатолий Игнатьевич Бажал | Method for increase of permeability of rocks in place of bedding |
| US20120132416A1 (en) * | 2010-11-28 | 2012-05-31 | Technological Research, Ltd. | Method, system and apparatus for synergistically raising the potency of enhanced oil recovery applications |
| US9468932B2 (en) | 2013-12-13 | 2016-10-18 | Elwha Llc | Acoustic source fragmentation system for breaking ground material |
| US9670762B2 (en) * | 2015-02-20 | 2017-06-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fracturing tight subterranean formations with a cement composition |
| RU2682409C1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-03-19 | Александр Владимирович Шипулин | Impulsive hydraulic fracturing method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3255820A (en) * | 1959-11-16 | 1966-06-14 | N A Hardin | Method of treating wells by use of implosive reactions |
| US3923099A (en) * | 1973-04-30 | 1975-12-02 | Brandon Orpha B | Methods of well completion or workover of fluid containing subsurface formations |
| US4039030A (en) * | 1976-06-28 | 1977-08-02 | Physics International Company | Oil and gas well stimulation |
| US4633951A (en) * | 1984-12-27 | 1987-01-06 | Mt. Moriah Trust | Well treating method for stimulating recovery of fluids |
| US4903772A (en) * | 1987-11-16 | 1990-02-27 | Johnson James O | Method of fracturing a geological formation |
| US5050690A (en) * | 1990-04-18 | 1991-09-24 | Union Oil Company Of California | In-situ stress measurement method and device |
| US5295545A (en) * | 1992-04-14 | 1994-03-22 | University Of Colorado Foundation Inc. | Method of fracturing wells using propellants |
| US5265678A (en) * | 1992-06-10 | 1993-11-30 | Halliburton Company | Method for creating multiple radial fractures surrounding a wellbore |
| US7182138B2 (en) * | 2000-03-02 | 2007-02-27 | Schlumberger Technology Corporation | Reservoir communication by creating a local underbalance and using treatment fluid |
| US7073589B2 (en) * | 2002-01-22 | 2006-07-11 | Propellant Fracturing & Stimulation, Llc | System for fracturing wells using supplemental longer-burning propellants |
-
2006
- 2006-06-22 RU RU2006122049/03A patent/RU2320865C1/en not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-06-05 CA CA002590734A patent/CA2590734A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-13 US US11/762,392 patent/US20070295500A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-15 GB GB0711648A patent/GB2439632B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-06-20 MX MX2007007462A patent/MX2007007462A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0711648D0 (en) | 2007-07-25 |
| MX2007007462A (en) | 2008-01-07 |
| US20070295500A1 (en) | 2007-12-27 |
| GB2439632B (en) | 2010-11-24 |
| CA2590734A1 (en) | 2007-12-22 |
| GB2439632A (en) | 2008-01-02 |
| RU2006122049A (en) | 2008-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2343275C2 (en) | Method of intensification of natural gas extraction from coal beds | |
| RU2373387C1 (en) | Method for action at well bottom zone at development stage (versions) and device for its realisation | |
| US7770638B2 (en) | Method for completion, maintenance and stimulation of oil and gas wells | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| RU2320865C1 (en) | Method for well bottom zone treatment | |
| RU2373386C1 (en) | Method for action at well bottom zone and oil-saturated beds (versions) and device for its realisation | |
| US9903170B2 (en) | Method employing pressure transients in hydrocarbon recovery operations | |
| RU2682409C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| RU2566883C1 (en) | Method of hydraulic treatment of coal bed | |
| RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
| RU2383720C1 (en) | Procedure of well bottomhole zone treatment | |
| GB2571338A (en) | Extraction of hydrocarbons | |
| RU2477799C1 (en) | Method for hydraulic treatment of coal bed | |
| US20110108268A1 (en) | Method of treating bottom-hole formation zone | |
| RU2447278C2 (en) | Method of hydraulic fracturing of bed | |
| RU2355879C1 (en) | Procedure of treatment of well bottomhole zone | |
| RU2750978C2 (en) | Method for hydraulic pulse implosion processing of wells | |
| RU2291954C2 (en) | Method for extracting hydrocarbon deposits including complex physical bed stimulation | |
| Bazhaluk et al. | APPLICATION OF PULSE-WAVE TECHNOLOGY FOR OIL WELL COMPLETION. | |
| RU1838595C (en) | Method for extraction of fluids from wells | |
| RU1143150C (en) | Method of hydraulic fracture of seams | |
| RU2065035C1 (en) | Method for lowering strength of sandstone in oil producing strata | |
| RU2705676C1 (en) | Method of impulse treatment of productive formation at extraction of hydrocarbon raw material and control system, which carries out | |
| RU2044874C1 (en) | Method for thermal mine recovery of high-viscosity oil from formation | |
| RU2059801C1 (en) | Method for recovery of high-viscosity oil from formation by mining and heat-stimulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140623 |