RU2416025C1 - Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами - Google Patents
Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416025C1 RU2416025C1 RU2010114811/03A RU2010114811A RU2416025C1 RU 2416025 C1 RU2416025 C1 RU 2416025C1 RU 2010114811/03 A RU2010114811/03 A RU 2010114811/03A RU 2010114811 A RU2010114811 A RU 2010114811A RU 2416025 C1 RU2416025 C1 RU 2416025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- formation
- solution
- rocks
- fluid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения дебитов добычных скважин и приемистости нагнетательных скважин способом ГРП в коллекторах, сложенных рыхлыми несцементированными породами. Технический результат - повышение продуктивности скважин за счет создания больших поверхностей фильтрации путем ГРП с одновременным предупреждением смыкания образованных в ходе этого процесса трещин в продуктивных пластах, сложенных слабосцементированными рыхлыми породами. В способе гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами, в продуктивный пласт через насосно-компресорные трубы осуществляют закачку жидкости разрыва, содержащей водный раствор среднемодульного жидкого стекла состава, мас.%: силикат натрия 17-20, вода 80-83, и ацетоно-спиртовый раствор, состоящий из безводных ацетона и метилового спирта в объемном соотношении 0,4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный раствор жидкого стекла 75-85, указанный ацетоно-спиртовый раствор 15-25, при достижении гидравлического разрыва пласта в жидкость разрыва дополнительно вводят проппант в количестве 100-150 кг на 1 м3 жидкости для крепления рыхлых, несцементированных пород коллектора в призабойной зоне продуктивного горизонта после завершения закачки расчетного количества жидкости разрыва с проппантом в пласт закачивают водно-спиртовый раствор хлорида кальция состава, мас.%: хлорид кальция 17,0-19,0, этиловый спирт 25,0-45,0, вода 36,0-58,0. Причем закачку жидкости разрыва в пласт осуществляют через 30-40 минут после ее приготовления. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения дебитов добычных скважин и приемистости нагнетательных скважин способом гидравлического разрыва пласта (ГРП) в коллекторах, сложенных рыхлыми несцементированными породами.
Известен способ повышения продуктивности скважин путем ГРП (Усачев П.М. Гидравлический разрыв пласта. - М.: Недра, 1986, с.105-112). Давление разрыва достигается закачкой в скважину жидкости, в качестве которой в проницаемых пластах используются гельобразующие жидкости. При закачке этих жидкостей под действием перепада давления в продуктивном пласте открываются существующие трещины, расширяются микротрещины или создаются новые, которые существенно улучшают гидродинамическую связь скважины с пластом. После снятия давления гидравлического разрыва пласта трещины могут сомкнуться. Для предупреждения «смыкания трещины» разрыва в жидкость для ГРП вводятся расклинивающие агенты - проппанты (кварцевый песок, скорлупа грецких орехов, стеклянные шарики и т.п.). После проведения технологической операции ГРП жидкость-носитель разлагается на месте и/или вымывается из трещины добываемым флюидом («очистка трещины»), а проппант остается в пласте, сохраняя в дальнейшем трещину в раскрытом состоянии.
Способ имеет определенные недостатки в случае выполнения гидравлического разрыва пласта в пластах, представленных рыхлыми несцементированными породами. В этих условиях из-за многообразия влияющих факторов невозможно предсказать величину раскрытия трещин. Часто не удается подобрать тип расклинивающего агента или его фракционные характеристики. В результате большая часть трещин, а также участки отдельных трещин после снятия давления гидравлического разрыва пласта могут закрыться. Смыкание стенок трещины и ее закрытие происходит также в результате внедрения проппанта в рыхлую породу.
Известен способ крепления призабойной зоны пласта, когда через перфорационные отверстия эксплуатационной колонны в призабойную зону пласта (ПЗП) закачивают силикат щелочного металла (натрия, калия и др.) и спиртовой раствор соли кальция (гидрат хлорида кальция, хелатный кальций и другие соли кальция, растворимые в спирте). При взаимодействии этих компонентов в пласте образуется цементирующий материал (патент США 5101901 А от 03.12.1990, кл. Е21В 33/13, 43/04, 43/12, дата публикации 07.04.1992).
Недостатком указанного способа является недостаточная эффективность из-за невысокой прочности сформированного закрепленного слоя и снижение емкостных и фильтрационных характеристик коллекторов в ПЗП. Обусловлено это тем, что при закачке водный раствор силиката щелочного металла, двигаясь по пути наименьшего сопротивления, заполняет в первую очередь крупные поры. При этом остаются незаполненными капиллярные зоны с незамещенной пленкой, связанной с поверхностью песка воды из-за их прочной связи. При закачивании в песчаный барьер спиртового раствора хлорида кальция происходит его быстрое взаимодействие с находящимся в порах водным раствором силиката натрия/калия, в результате чего образуется высоковязкий экран, который не позволяет проникнуть закрепляющему составу далеко в пласт, закупоривает часть перового пространства, ухудшает его емкостные и фильтрационные характеристики. Эти недостатки особенно усугубляются, если продуктивный пласт сложен рыхлой мелкозернистой породой.
В итоге техническим результатом известного способа является лишь закрепление пород призабойной зоны продуктивного пласта в небольшом радиусе с одновременным снижением фильтрационных и емкостных свойств коллектора.
Известен способ ГРП, предусматривающий использование натриевого среднемодульного жидкого стекла, концентрированной соляной кислоты и воды в качестве жидкости разрыва при следующем соотношении компонентов, об.%: указанное жидкое стекло - 8-17; 20-23%-ная указанная кислота - 0,05-3,6; вода - остальное (патент RU 2190093 С2 от 20.06.2000, кл. Е21В 43/26, дата публикации 27.09.2002).
Недостатком данного способа является невозможность его использования для закрепления рыхлых слабосцементированных пород призабойной зоны продуктивного пласта. Способ можно использовать только для гидравлического разрыва пласта с образованием трещин, заполнением их проппантом и последующей деструкцией используемой жидкости водным раствором NaOH. При указанном по способу концентрационном соотношении используемых компонентов образуется очень прочный гель с низким показателем фильтруемости, а среднее время гелеобразования составляет приблизительно 30 мин. Эти факторы не позволяют применяемой жидкости проникать в породу пласта на достаточное расстояние. Последующая деструкция и удаление жидкости разрыва оставляет проппант в трещине с незакрепленной породой пласта, что в последующем приводит к его внедрению в рыхлую породу и смыканию стенок трещины.
Целью настоящего изобретения является повышение продуктивности скважин за счет создания больших поверхностей фильтрации путем ГРП с одновременным предупреждением смыкания образованных в ходе этого процесса трещин в продуктивных пластах, сложенных слабосцементированными рыхлыми породами.
Поставленная цель достигается тем, что для гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами, через насосно-компресорные трубы в продуктивный пласт осуществляют закачку жидкости разрыва, содержащей водный раствор среднемодульного жидкого стекла состава, мас.%: силикат натрия 17-20, вода 80-83, и ацетоно-спиртовый раствор, состоящий из безводных ацетона и метилового спирта в объемном соотношении 0,4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный раствор жидкого стекла - 75-85 и указанный ацетоно-спиртовый раствор - 15-25. При достижении гидравлического разрыва пласта в жидкость разрыва дополнительно вводят проппант в количестве 100-150 кг на 1 м3 жидкости для крепления рыхлых, несцементированных пород коллектора в призабойной зоне продуктивного горизонта, после завершения закачки расчетного количества жидкости разрыва с проппантом в пласт закачивают водно-спиртовый раствор хлорида кальция состава, мас.%; хлорид кальция - 17,0-19,0; этиловый спирт - 25,0-45,0; остальное - вода. Предпочтительно, что закачку жидкости разрыва в пласт осуществляют через 30-40 минут после ее приготовления.
Известно, что при взаимодействии силиката натрия с агентом-сшивателем выделяется кремниевая кислота, которая образует золь, переходящий со временем в ге-леобразное состояние. Если золь представляет собой водный высокодисперсный текучий раствор, то гелеобразное состояние системы характеризуется образованием прочной пространственной сетки из частиц дисперсной фазы, в петлях которой находится дисперсионная среда, и практически полным отсутствием текучести. Скорость процесса гелеобразования и физико-химические характеристики геля во многом зависят от концентрационных соотношений компонентов. Так, экспериментально доказано (Горбунов А.Т., Старковский А.В., Рогова Т.С. Физико-химические и фильтрационные исследования силикатно-полимерных гелей и их применение для изоляции высокопроницаемых зон пласта в нагнетательных и добывающих скважинах // пос.Новоспасское, Материалы научно-практической конференции, 2000 г., с.124-137), что при введении в 6% водный раствор силиката натрия в качестве агента-сшивателя 0,9 или 0,8%-ного раствора соляной кислоты время начала гелеобразования составляет 1, 2 и 5 часов соответственно. Вязкость геля спустя 40 минут после начала процесса возрастает с 2 до 60 мПа×с, а динамика роста вязкости имеет параболический характер. Поэтому для обеспечения одновременного протекания процессов ГРП и закрепления породы пласта очень важным и необходимым условием является оптимизация выбора компонентного состава жидкости разрыва и последовательности поэтапного проведения операций.
Сущность заявляемого способа описывается следующими примерами.
Пример 1(промысловый)
Проведен гидравлический разрыв пласта в призабойной зоне продуктивного пласта скважины, дренирующей хадумские отложения газового месторождения. Скважина сильно обводнена, и в связи с этим запланировано использовать ее как экспериментальную для проведения исследований по совместной добыче остаточных углеводородов и пластовой воды. Продуктивный пласт мощностью 40 м сложен алевритами, местами содержит прослои глинистых алевролитов. Эксплуатационная колонна скважины диаметром 168 мм спущена на глубину 690 м, интервал перфорации 646-656 м. Пластовое давление 4,2 МПа. Последовательность проведения процесса следующая.
1. Проводят весь стандартный набор операций подготовки процесса ГРП.
2. Спускают НКТ на глубину 641 м с установкой пакера на глубине 637 м.
3. Пескосмесительную установку и цементировочный агрегат обвязывают жесткой линией со скважиной.
4. Приготавливают жидкость разрыва из расчета заполнения ею перового заколонного продуктивного пласта, а также трещин разрыва на расстоянии до 0,5 м от плоскости внедрения. Жидкость разрыва, включает: водный раствор среднемодудьного жидкого стекла состава, мас.%: силикат натрия 20, вода 80, и ацетоно-спиртовый раствор, состоящий из безводных ацетона и метилового спирта в объемном соотношении 0,4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный раствор жидкого стекла - 80 и указанный ацетоно-спиртовый раствор - 20.
5. В пескосмесительной установке проводят смешивание указанных компонентов. При этом образуется гель по физико-химическим характеристикам близкий к гелям, получающимся при использовании в качестве агента-сшивателя соляной кислоты, но обладающий низкой коррозионной активностью.
6. В начальный момент гелеобразования, когда вязкость геля еще невысокая, начинается процесс закачки полученного раствора цементировочным агрегатом через НКТ в продуктивный пласт. Невысокое начальное значение вязкости обеспечивает проникновение геля в пласт на достаточные расстояния.
7. При достижении гидравлического разрыва пласта в жидкость разрыва дополнительно вводят проппант в количестве 100 кг на 1 м3 жидкости и продолжают закачку жидкости-песконосителя в пласт. К этому времени вязкость силикатного геля повышается до степени, при которой обеспечивается достаточная удерживающая способность для жидкости-песконосителя.
8. После завершения закачки расчетного количества жидкости разрыва с проппантом в пласт, всасывающий манифольд агрегата закачки переключают на выход гидратационной установки, в которой предварительно был подготовлен водно-спиртовый раствор хлорида кальция. Используя этиловый спирт и хлорид кальция осуществляют приготовление водно-спиртового раствора хлорида кальция следующего состава, мас.%: хлорид кальция - 18,0; этиловый спирт - 35,0; остальное - вода.
9. Производят закачку водно-спиртового раствора хлорида кальция, который на первом этапе выполняет роль продавочной жидкости для жидкости-песконосителя, а при поступлении его в поровое пространство продуктивного пласта и в межзерновой объем гравийного заполнения трещин разрыва он становится жидкостью закрепления. Известно, что адгезионная способность вещества к гидрофильным поверхностям песка обусловливается присутствием в его структуре высокоактивных и реакционноспособных гидроксильных групп. Такая группа содержится в структуре этилового спирта, поэтому он хорошо смачивает поверхность песка и отнимает воду от силикатного геля, что приводит к его коагуляции и быстрому закреплению на поверхности песка.
10. После завершения прокачки расчетного количества водно-спиртового раствора хлорида кальция закрывают скважину на время полного взаимодействия компонентов - около 48 часов. Образовавшийся гидросиликат кальция обеспечивает высокую прочность закрепленной породы и гравийного заполнения трещин разрыва с одновременным сохранением проницаемости породы в пределах не менее 65% исходной.
11. После завершения ГРП по предлагаемому способу вызывают приток пластового флюида по стандартным технологиям, которые легко вымывают из пласта оставшийся и не прореагировавший водно-спиртовый раствор хлорида кальция. После этого скважина сдается в эксплуатацию.
12. Проведенные гидродинамические исследования показали, что, несмотря на небольшое снижение проницаемости породы продуктивного пласта в зоне проведения ГРП, продуктивность скважины увеличилась в 1,5 раза, кроме этого наблюдается полное отсутствие суффозии в экспериментальный период эксплуатации скважины.
Пример 2 (лабораторный)
Для выявления эффективности закрепления породы пласта предлагаемым составом жидкости ГРП в кернодержатель установки испытания проницаемости кернов помещают заранее приготовленный в пресс-форме из песка фракции 0,05-0,1 (крупный алеврит) и порошка глины в соотношении 97% и 3% соответственно образец, моделирующий продуктивный пласт, и определяют исходную газопроницаемость. Приготавливают гельобразующую жидкость на основе водного раствора среднемодульного жидкого стекла состава, мас.%: силикат натрия - 20, вода - 80, и ацетоно-спиртового раствора, состоящий из безводных ацетона и метилового спирта в объемном соотношении 0,4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный раствор жидкого стекла - 80 и указанный ацетоно-спиртовый раствор - 20.
По истечении 30 минут продавливают приготовленную жидкость в модельный образец до полного его прохождения. Приготавливают водно-спиртовый раствор хлорида кальция следующего состава, мас.%: хлорид кальция - 18,0; этиловый спирт - 35; вода - остальное, который также продавливают через образец до полного его прохождения.
После 24 часов выдержки образец извлекают из кернодержателя и проводят испытания. Определяют прочность на сжатие и проницаемость образцов после обработки. Полученные результаты представлены в таблице.
Результаты испытаний | ||||
Наименование | Проницаемость образца до обработки, 10-13 м2 | Проницаемость образца после обработки, 10-13 м2 | Процент сохранения проницаемости, % | Прочность на сжатие после обработки, кг/см2 |
Модельный образец из песка фракции 0,05-0,1 и порошка бентонитовой глины | 11 | 7,8 | 71 | 31 |
Claims (2)
1. Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами, характеризующийся тем, что в продуктивный пласт через насосно-компресорные трубы осуществляют закачку жидкости разрыва, содержащей водный раствор среднемодульного жидкого стекла состава, мас.%: силикат натрия 17-20, вода 80-83, и ацетоно-спиртовый раствор, состоящий из безводных ацетона и метилового спирта в объемном соотношении 0,4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный раствор жидкого стекла 75-85
Указанный ацетоно-спиртовый раствор 15-25,
при достижении гидравлического разрыва пласта в жидкость разрыва дополнительно вводят проппант в количестве 100-150 кг на 1 м3 жидкости для крепления рыхлых несцементированных пород коллектора в призабойной зоне продуктивного горизонта, после завершения закачки расчетного количества жидкости разрыва с проппантом в пласт закачивают водно-спиртовый раствор хлорида кальция состава, мас.%:
Хлорид кальция 17,0-19,0
Этиловый спирт 25,0-45,0
Вода 36,0-58,0
при достижении гидравлического разрыва пласта в жидкость разрыва дополнительно вводят проппант в количестве 100-150 кг на 1 м3 жидкости для крепления рыхлых несцементированных пород коллектора в призабойной зоне продуктивного горизонта, после завершения закачки расчетного количества жидкости разрыва с проппантом в пласт закачивают водно-спиртовый раствор хлорида кальция состава, мас.%:
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закачку жидкости разрыва в пласт осуществляют через 30-40 мин после ее приготовления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114811/03A RU2416025C1 (ru) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010114811/03A RU2416025C1 (ru) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2416025C1 true RU2416025C1 (ru) | 2011-04-10 |
Family
ID=44052185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010114811/03A RU2416025C1 (ru) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416025C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485306C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ гидравлического разрыва пласта в скважине |
RU2534374C1 (ru) * | 2013-08-07 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов |
EP3310993A4 (en) * | 2015-06-17 | 2019-01-23 | Baker Hughes, a GE company, LLC | BOHRLOCHSTRUKTUREN WITH SOLUBLE GLASS |
CN110603370A (zh) * | 2017-03-06 | 2019-12-20 | 沙特阿拉伯石油公司 | 确定岩层含量 |
RU2737455C1 (ru) * | 2019-10-03 | 2020-11-30 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Способ гидроразрыва пласта в условиях высокорасчлененного высокопроводимого коллектора с низким контрастом напряжений перемычек |
RU2744536C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2021-03-11 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов |
-
2010
- 2010-04-13 RU RU2010114811/03A patent/RU2416025C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2485306C1 (ru) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ гидравлического разрыва пласта в скважине |
RU2534374C1 (ru) * | 2013-08-07 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов |
EP3310993A4 (en) * | 2015-06-17 | 2019-01-23 | Baker Hughes, a GE company, LLC | BOHRLOCHSTRUKTUREN WITH SOLUBLE GLASS |
CN110603370A (zh) * | 2017-03-06 | 2019-12-20 | 沙特阿拉伯石油公司 | 确定岩层含量 |
RU2737455C1 (ru) * | 2019-10-03 | 2020-11-30 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Способ гидроразрыва пласта в условиях высокорасчлененного высокопроводимого коллектора с низким контрастом напряжений перемычек |
RU2744536C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2021-03-11 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2416025C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов, сложенных рыхлыми несцементированными породами | |
USRE32302E (en) | Fracturing method for stimulation of wells utilizing carbon dioxide based fluids | |
US7975764B2 (en) | Emulsion system for sand consolidation | |
MX2012013299A (es) | Método de fracturación hidráulica. | |
CN110552656B (zh) | 一种水淹井低渗层定点起裂的方法 | |
US10414972B2 (en) | Peroxide containing formation conditioning and pressure generating composition and method | |
CN106337676A (zh) | 一种煤层气储层的压裂方法 | |
RU2566357C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва пласта | |
RU2540713C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи | |
RU2457323C1 (ru) | Способ гидроразрыва низкопроницаемого пласта с глинистыми прослоями | |
RU2368769C2 (ru) | Способ обработки призабойной зоны пласта | |
RU2314331C1 (ru) | Жидкость для глушения скважин без твердой фазы | |
RU2737455C1 (ru) | Способ гидроразрыва пласта в условиях высокорасчлененного высокопроводимого коллектора с низким контрастом напряжений перемычек | |
RU2744536C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов | |
RU2534374C1 (ru) | Способ гидравлического разрыва и крепления пластов | |
RU2483093C1 (ru) | Состав для изоляции водопритока и поглощающих зон в скважине и способ его применения | |
RU2597596C1 (ru) | Способ равномерной выработки слоистого коллектора | |
CA2999255C (en) | Use of food grade particulates to form fractures having increased porosity and conductivity | |
RU2733561C2 (ru) | Способ гидравлического разрыва пласта на поздней стадии выработки | |
RU2528805C1 (ru) | Способ повышения нефтеотдачи в неоднородных, высокообводненных, пористых и трещиновато-пористых, низко- и высокотемпературных продуктивных пластах | |
US11920446B2 (en) | Methods for foam and gel injections into a well and enhanced foaming and gelations techniques | |
RU2261981C1 (ru) | Способ ликвидации заколонных перетоков газа в нефтедобывающей скважине | |
SU1710698A1 (ru) | Способ изол ции вод в карбонатных или карбонизированных пластах | |
AU2014299302B2 (en) | Inhibiting salting out of diutan or scleroglucan in well treatment | |
IVANOVA et al. | WATER PRODUCTION ISOLATION TECHNIQUES FOR OIL-WELLS WITH HIGH RESERVOIR TEMPERATURE. |