RU2447278C2 - Method of hydraulic fracturing of bed - Google Patents
Method of hydraulic fracturing of bed Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447278C2 RU2447278C2 RU2010101521/03A RU2010101521A RU2447278C2 RU 2447278 C2 RU2447278 C2 RU 2447278C2 RU 2010101521/03 A RU2010101521/03 A RU 2010101521/03A RU 2010101521 A RU2010101521 A RU 2010101521A RU 2447278 C2 RU2447278 C2 RU 2447278C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- hydraulic
- fracturing
- hydraulic fracturing
- fluid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к способам гидроразрыва нефтяного или угольного пласта, и может быть использовано, например, в области добычи жидких и газообразных полезных ископаемых, в угольной промышленности при дегазации пластов угля и т.п.The invention relates to the mining industry, and in particular to methods of hydraulic fracturing of an oil or coal seam, and can be used, for example, in the production of liquid and gaseous minerals, in the coal industry for the degassing of coal seams, etc.
Известны различные способы гидроразрыва пласта. Для анализа современного состояния способов гидроразрыва нефтяных или угольных пластов необходимо уточнить используемую терминологию, поскольку упрощенное применение (понимание) термина гидроудар как резкое изменение давления жидкости не позволяет проводить сравнительный анализ различных технических решений.Various methods of hydraulic fracturing are known. To analyze the current state of hydraulic fracturing methods for oil or coal seams, it is necessary to clarify the terminology used, since the simplified application (understanding) of the term hydraulic shock as a sharp change in fluid pressure does not allow a comparative analysis of various technical solutions.
Распространение упругих деформаций стенок и давления в жидкости с разрывом основных параметров называется ударной волной или гидравлическим ударом - классическое определение понятия гидроудара (см. Жуковский Н.Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах, М. - Л., 1949 [1]). Далее эта волна будет называться гидравлическим ударом или сокращенно гидроударом. Существенным отличием этой волны от ударной волны в газе является то, что могут существовать гидроупругие ударные волны как с повышением давления, так и с понижением давления за фронтом волны. Следует отметить, что появление разрывов давления и смещение стенок канала при распространении гидроупругих волн является сильно нелинейным явлением.The propagation of elastic wall deformations and pressure in a fluid with a break in the basic parameters is called a shock wave or hydraulic shock — a classic definition of the concept of hydroblow (see Zhukovsky NE On hydraulic shock in water pipes, M. - L., 1949 [1]). Further, this wave will be called a water hammer or abbreviated as water hammer. A significant difference between this wave and a shock wave in a gas is that hydroelastic shock waves can exist both with increasing pressure and with decreasing pressure behind the wave front. It should be noted that the appearance of pressure discontinuities and the displacement of the channel walls during the propagation of hydroelastic waves is a strongly nonlinear phenomenon.
Известен способ гидравлического разрыва пласта по заявке на изобретение №97114642 (1999 г.) РФ [2], включающий закачку в пласт жидкости разрыва с пропантом при одновременном воздействии на пласт упругими колебаниями. Одновременно с акустическим воздействием на пласт осуществляют акустическое воздействие на жидкость разрыва путем прокачки жидкости разрыва через гидродинамический излучатель, установленный в башмаке спущенной в скважину колонны насосно-компрессорных труб. При этом воздействие на пласт и жидкость только акустическое.A known method of hydraulic fracturing according to the application for the invention No. 97114642 (1999) of the Russian Federation [2], which includes injecting fracturing fluid with proppant into the formation while simultaneously applying elastic vibrations to the formation. Simultaneously with the acoustic impact on the formation, the acoustic impact on the fracturing fluid is carried out by pumping the fracturing fluid through a hydrodynamic emitter installed in the shoe of the tubing string lowered into the well. In this case, the effect on the reservoir and fluid is only acoustic.
Согласно способу по патенту РФ №2211920 (2003 г.) [3], после проведения гидроразрыва пласта для повышения проницаемости горных пород пласта предлагается воздействовать ударными волнами с помощью гидроударного устройства с передачей их по жидкому волноводу в скважине с последующим поворотом волны отражения в пласт. В этом способе гидравлические ударные волны создаются в самой скважине.According to the method according to the patent of the Russian Federation No. 2211920 (2003) [3], after hydraulic fracturing to increase the permeability of rocks, it is proposed to impact by shock waves using a hydropercussion device with their transmission through a liquid waveguide in the well with subsequent rotation of the reflection wave into the formation. In this method, hydraulic shock waves are generated in the well itself.
В способе по патенту РФ №2219335 (2003 г.) [4] гидроудар понимается как повышение давления в жидкости и используется для осуществления гидроразрыва пласта.In the method according to the patent of the Russian Federation No. 2219335 (2003) [4], hydraulic shock is understood as an increase in pressure in the fluid and is used to carry out hydraulic fracturing.
В патенте РФ №2196888 (2003 г.) [5] предложен способ волнового воздействия на залежь при помощи станка-качалки.In the patent of the Russian Federation No. 2196888 (2003) [5] a method of wave action on a deposit using a rocking machine is proposed.
Однако данные способы недостаточно эффективны.However, these methods are not effective enough.
В способах по патенту РФ №2325504 (2008 г.) [6] и по заявке на изобретение №2005123675 (2005 г.) РФ [7] существенным недостатком является то, что генерируемая в устье скважины упругая ударная волна затухает по глубине и может привести к разрушению обсадной колонны, например, в зоне пучности давления.In the methods according to the patent of the Russian Federation No. 2325504 (2008) [6] and according to the application for the invention No. 2005123675 (2005) of the Russian Federation [7], a significant disadvantage is that the elastic shock wave generated at the wellhead damps in depth and can lead to to the destruction of the casing, for example, in the area of pressure antinode.
Известны способы для гидроимпульсного и гидроударного воздействия на призабойную зону пласта см., например, заявку РФ №94003491 (1994 г.) [8], пат.№2072039 (1997 г.) [9], патент РФ №2299306 (2007 г.) [10] и патент РФ №2190762 (2002 г.) [11]. Однако гидроимпульсное и гидроударное воздействие на призабойную зону пласта может привести к существенным разрушениям ствола скважины.Known methods for hydroimpulse and hydropercussion effects on the bottomhole formation zone see, for example, RF application No. 94003491 (1994) [8], Pat. No. 2072039 (1997) [9], RF patent No. 2299306 (2007 ) [10] and RF patent No. 2190762 (2002) [11]. However, hydroimpulse and hydropercussion effects on the bottomhole formation zone can lead to significant damage to the wellbore.
Из патента РФ №2298650 (2003 г.) [12] известен способ гидравлической обработки для дегазации угольного пласта. Однако гидравлические удары создаются в устье скважины и поэтому быстро затухают по глубине, зона воздействия гидроударов ограничена окрестностью ствола скважины, кроме того, гидроудары могут привести к разрушениям ствола скважины.From the patent of the Russian Federation No. 2298650 (2003) [12] a method of hydraulic treatment for degassing a coal seam is known. However, hydraulic shocks are created at the wellhead and therefore quickly decay in depth, the impact zone of water hammer is limited to the vicinity of the wellbore, in addition, water hammer can lead to destruction of the wellbore.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ по патенту РФ №2203412 (2003 г.) [13], выбранный в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed technical solution is the method according to the patent of the Russian Federation No. 2203412 (2003) [13], selected as a prototype.
Известный способ включает изоляцию продуктивного интервала, заполнение насосно-компрессорных труб жидкостью и создание гидроударов посредством нагнетания и сброса давления жидкости в насосно-компрессорных трубах. При этом производят откачку жидкости из скважины гидронасосом до заполнения насосно-компрессорных труб, затем изолируют интервал гидроразрыва пакером ниже динамического уровня в скважине, но выше продуктивного интервала, закрывают задвижку и нагнетают гидронасосом в насосно-компресорных трубах избыточное давление, сбрасывая его в подпакерную зону при достижении заданной величины посредством клапана. После этого периодически открывают скважину и замеряют дебит из скважины, причем создание гидроразрывов прекращают после стабилизации дебита.The known method includes isolating the production interval, filling the tubing with liquid and creating water hammer by pumping and depressurizing the fluid in the tubing. In this case, fluid is pumped out of the well by the hydraulic pump until the tubing is filled, then the hydraulic fracturing interval is isolated with a packer below the dynamic level in the well, but above the productive interval, the valve is closed and the hydraulic pump in the tubing is pressurized, dumping it into the under-packer zone at reaching the set value through the valve. After this, the well is periodically opened and the flow rate from the well is measured, and the creation of hydraulic fractures is stopped after the flow rate is stabilized.
Известный способ недостаточно эффективен, а также характеризуется недостаточной экономичностью.The known method is not effective enough, and is also characterized by insufficient efficiency.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности и экономичности.The problem to which the invention is directed, is to increase efficiency and profitability.
Для решения поставленной задачи сущность изобретения состоит в том, что, в отличие от известного способа, включающего изоляцию продуктивного интервала, заполнение насосно-компрессорных труб жидкостью, создание гидроудара с последующей изоляцией интервала гидроразрыва пакером ниже динамического уровня в скважине, но выше продуктивного интервала, с образованием каналов гидроразрыва и каналов перфорации, согласно изобретению создают (осуществляют, производят) гидравлические ударные волны (гидравлические удары, гидроудары) повышения или понижения давления в канале гидроразрыва и/или в каналах перфорации, причем осуществляют управляемые (прогнозируемые) гидроудары.To solve this problem, the essence of the invention is that, in contrast to the known method, including isolating the production interval, filling tubing with liquid, creating a water hammer, followed by isolating the fracturing interval with a packer below the dynamic level in the well, but above the production interval, s the formation of fracturing channels and perforation channels, according to the invention create (carry out, produce) hydraulic shock waves (hydraulic shock, hydraulic shock) increase sludge and lowering the pressure in the fracturing channel and / or in the perforation channels, moreover, controlled (predicted) hydroblows are carried out.
В изолированном пакерами стволе скважины на интервале гидроразрыва и/или каналах перфорации при помощи (путем) управляемого повышения или понижения давления и расхода жидкости создают условия образования гидроудара (осуществляют гидроудары) в заданном расчетном месте канала гидроразрыва и/или канала перфорации. Параметры повышения давления и расходных характеристик основного потока жидкости определяются для каждого конкретного случая отдельно.In a borehole isolated by packers at a fracturing interval and / or perforation channels, using (by) a controlled increase or decrease in pressure and fluid flow, conditions for the formation of hydraulic shock are created (hydraulic shock) at the specified design location of the hydraulic fracture channel and / or perforation channel. The parameters for increasing the pressure and flow characteristics of the main fluid flow are determined separately for each specific case.
Управление гидравлическими ударными волнами повышения или понижения давления в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации, нелинейными волнами давления, разрежения осуществляют, например, за счет (путем) подбора характеристик флюидов гидроразрыва и параметров закачки в процессе проведения гидроразрыва пласта на стимулируемой скважине с учетом свойств упругости стенок каналов. Динамические параметры для создания управляемых нелинейных гидравлических ударных волн давления или разрежения в канале гидроразрыва и/или каналах перфорации определяют в конкретных условиях в каждом конкретном случае.The control of hydraulic shock waves of increasing or decreasing the pressure in the fracturing channels and / or perforation channels, non-linear pressure and rarefaction waves is carried out, for example, by (by) selecting the characteristics of the hydraulic fracturing fluids and injection parameters during hydraulic fracturing of the stimulated well taking into account the elastic properties the walls of the channels. Dynamic parameters for creating controlled non-linear hydraulic shock waves of pressure or rarefaction in the fracturing channel and / or perforation channels are determined in specific conditions in each case.
Давление заданной (требуемой, необходимой для данного конкретного случая) интенсивности нагнетают в подпакерную зону, например, через насосно-компрессорные трубы.The pressure of a given (required, necessary for this particular case) intensity is pumped into the sub-packer zone, for example, through tubing.
Посредством нагнетания с разной интенсивностью создают гидроудары, многократно (но не менее двух раз), до установления приемистости гидроразрыва.By pumping with different intensities, hydroblows are created repeatedly (but not less than two times) until the hydraulic fracturing response is established.
Управление нелинейными гидроупругими волнами давления, разрежения и гидроударом осуществляют за счет подбора характеристик флюидов гидроразрыва и параметров закачки в процессе проведения гидроразрыва пласта на стимулируемой скважине.Nonlinear hydroelastic pressure, rarefaction, and hydraulic shock waves are controlled by selecting characteristics of hydraulic fracturing fluids and injection parameters during hydraulic fracturing of a stimulated well.
Также возможно создавать управляемые гидроудары в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации за счет создания импульса давления в стволе скважины посредством каких-либо дополнительных устройств.It is also possible to create controlled water hammer in the fracturing channels and / or perforation channels by creating a pressure pulse in the wellbore through any additional devices.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении эффективности и экономичности способа.The technical result that can be obtained using the invention is to increase the efficiency and economy of the method.
Проведенные теоретические, численно-аналитические, а также экспериментальные исследования и натурные испытания в производственных условиях доказали возможность создания управляемого гидроудара в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации и показали его высокую эффективность для улучшения характеристик гидроразрыва и/или каналов перфорации.Conducted theoretical, numerical and analytical, as well as experimental studies and full-scale tests in production conditions proved the possibility of creating a controlled hydraulic shock in hydraulic fracturing channels and / or perforation channels and showed its high efficiency for improving hydraulic fracturing characteristics and / or perforation channels.
В процессе осуществления способа создают управляемые (прогнозируемые) гидроудары в канале гидроразрыва и/или в каналах перфорации. Упомянутое воздействие производят неоднократно (не менее двух раз) или многократно, например до 10-12 или даже 25 и более раз, в зависимости от конкретной ситуации, до установления приемистости гидроразрыва.During the implementation of the method create controlled (predicted) water hammer in the fracturing channel and / or in the perforation channels. The mentioned impact is produced repeatedly (at least two times) or repeatedly, for example, up to 10-12 or even 25 or more times, depending on the specific situation, until the hydraulic fracturing response is established.
Эффект гидроудара является сильно нелинейным и проявляется как скачок давления и локального увеличения/уменьшения площади сечения канала гидроразрыва и/или каналов перфорации на определенном удалении от ствола скважины.The effect of water hammer is highly non-linear and manifests itself as a jump in pressure and a local increase / decrease in the cross-sectional area of the fracturing channel and / or perforation channels at a certain distance from the wellbore.
Подбором параметров закачиваемого флюида и режима закачки, которые определяются для каждого конкретного случая, за счет нелинейного роста создается соответствующий скачок градиента давления на нужном удалении от ствола скважины. Задавая область и параметры скачка можно получить разрыв стенок каналов в необходимой области или увеличить глубину канала.By selecting the parameters of the injected fluid and the injection regime, which are determined for each specific case, due to non-linear growth, a corresponding jump in the pressure gradient is created at the desired distance from the wellbore. By setting the region and parameters of the jump, it is possible to obtain a gap in the walls of the channels in the required region or to increase the depth of the channel.
Таким образом, управляемый гидроудар в существующей трещине гидроразрыва и/или каналов перфорации позволит увеличить длину и/или высоту трещины и/или создать дополнительные трещины в стенках основного канала гидроразрыва и/или каналов перфорации, что увеличит эффективный радиус скважины и обеспечит большую ее продуктивность в заданных условиях. Например, можно добиться большей длины трещины или ее высоты в зависимости от требований эффективной добычи полезных ископаемых или создать дополнительные разрывы в стенках скважины.Thus, a controlled hydraulic shock in an existing hydraulic fracture and / or perforation channel will increase the length and / or height of the crack and / or create additional cracks in the walls of the main hydraulic fracture channel and / or perforation channels, which will increase the effective radius of the well and ensure its greater productivity in given conditions. For example, it is possible to achieve a greater length of the fracture or its height depending on the requirements of efficient mining of minerals or create additional gaps in the walls of the well.
Заявляемый способ позволяет создавать прогнозируемые и управляемые гидравлические ударные волны или управляемые гидроудары в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации. Таким образом создают вторичные гидроразрывы в канале гидроразрыва и/или в каналах перфорации.The inventive method allows you to create predictable and controlled hydraulic shock waves or controlled hydraulic shock in the channels of hydraulic fracturing and / or perforation channels. In this way, secondary fractures are created in the fracture channel and / or in the perforation channels.
Реализация способа позволяет повысить стимулирование скважин за счет улучшения параметров трещины гидроразрыва путем создания управляемого гидроудара в канале гидроразрыва. В предлагаемом способе существенно используются нелинейные эффекты распространения волн возмущения давления в канале гидроразрыва с упругими стенками.The implementation of the method allows to increase the stimulation of wells by improving the parameters of the fracture by creating a controlled hydraulic shock in the fracturing channel. In the proposed method, nonlinear effects of the propagation of pressure disturbance waves in a fracturing channel with elastic walls are substantially used.
Наличие гидроупругих нелинейных волн повышения давления или разрежения и гидравлических ударных волн в существующей трещине гидроразрыва и/или канала перфорации дают возможность увеличить длину и/или высоту трещины и/или создать дополнительные трещины в стенках основного (первичного) канала гидроразрыва и/или каналах перфорации, что увеличивает эффективный радиус скважины и обеспечивает большую ее продуктивность в конкретных условиях в каждом конкретном случае. Т.е. увеличивают эффективный радиус скважин за счет улучшения параметров гидроразрыва при помощи создания нелинейных упругих волн давления или волн разрежения с заданными параметрами в канале гидроразрыва и/или в каналах перфорации.The presence of hydroelastic nonlinear waves of increasing pressure or rarefaction and hydraulic shock waves in an existing fracture and / or perforation channel make it possible to increase the length and / or height of the crack and / or create additional cracks in the walls of the main (primary) fracture channel and / or perforation channels, which increases the effective radius of the well and ensures greater productivity in specific conditions in each case. Those. increase the effective radius of the wells by improving the fracturing parameters by creating non-linear elastic pressure waves or rarefaction waves with specified parameters in the fracturing channel and / or in the perforation channels.
Управление гидравлическими ударными волнами повышения или понижения давления в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации, нелинейными волнами давления, разрежения может осуществляться, например, путем подбора характеристик флюидов гидроразрыва и параметров закачки в процессе проведения гидроразрыва пласта на стимулируемой скважине с учетом свойств упругости стенок каналов. Динамические параметры для создания нелинейных управляемых нелинейных гидравлических ударных волн давления или разрежения в канале гидроразрыва и/или каналах перфорации можно определять, например, при помощи формул теории распространения нелинейных гидроупругих волн в неоднородных каналах в конкретных условиях в каждом конкретном случае.Hydraulic shock waves of increasing or decreasing pressure in hydraulic fracturing channels and / or perforation channels, nonlinear pressure and rarefaction waves can be controlled, for example, by selecting characteristics of hydraulic fracturing fluids and injection parameters during hydraulic fracturing of a stimulated well taking into account the elasticity properties of the channel walls. Dynamic parameters for creating nonlinear controlled nonlinear hydraulic shock waves of pressure or rarefaction in the fracturing channel and / or perforation channels can be determined, for example, using formulas of the theory of propagation of nonlinear hydroelastic waves in inhomogeneous channels in specific conditions in each case.
Возможно также создание (осуществление) гидроударов за счет создания импульса давления в стволе скважины посредством каких-либо дополнительных устройств.It is also possible the creation (implementation) of water hammer due to the creation of a pressure pulse in the wellbore through any additional devices.
При производстве гидроразрыва пласта используются различные жидкости или гомогенные и гетерогенные смеси, которые обычно называются флюидами. Примерами этих жидкостей являются: вода с растворенными в ней специальными солями; вода с песком, специальные растворы с полимерными добавками, некоторые виды нефти и т.п. Физико-химические свойства этих флюидов определены или заданы условиями и целями производства гидроразрыва (увеличение эффективной проницаемости нефтяного, газового или угольного пласта). В предлагаемом способе при расчете гидроразрыва пласта эти характеристики считаются заданными.In the production of hydraulic fracturing, various fluids or homogeneous and heterogeneous mixtures, which are usually called fluids, are used. Examples of these liquids are: water with special salts dissolved in it; water with sand, special solutions with polymer additives, some types of oil, etc. The physicochemical properties of these fluids are determined or specified by the conditions and goals of fracturing production (increasing the effective permeability of an oil, gas or coal seam). In the proposed method, when calculating hydraulic fracturing, these characteristics are considered specified.
Этапы реализации способаThe stages of the method
1. Начальные динамические процессы производства гидроразрыва пласта. На этом этапе энергия, накопленная в жидкости, находящейся в подпакерной зоне, используется для разрушения пласта - создание гидроразрыва.1. Initial dynamic fracturing production processes. At this stage, the energy accumulated in the fluid located in the sub-packer zone is used to destroy the formation - the creation of hydraulic fracturing.
2. Стабилизация процесса. На этом этапе происходит падение давления в подпакерной зоне и в канале гидроразрыва до перового давления в пласте.2. Stabilization of the process. At this stage, a pressure drop occurs in the sub-packer zone and in the fracturing channel to the first pressure in the reservoir.
3. Последующие динамические воздействия. Гидроударные волны в канале гидроразрыва. Во флюиде, находящемся в подпакерной зоне, различными импульсными способами создается давление, превышающее давление разрушения пласта. На этом этапе по каналу гидроразрыва распространяется гидроупругая волна, обычно называемая гидроударом. Амплитуда этой волны повышается за счет сужения канала гидроразрыва пропорционально к обратной величине расстояния до конца разрыва и понижается за счет трения пропорционально пройденному расстоянию. Прохождение гидроударной волны приводит к увеличению глубины гидроразрыва и/или высоты этих каналов или образованию вторичных гидроразрывов в этих каналах.3. Subsequent dynamic effects. Water shock waves in the fracturing channel. In the fluid located in the sub-packer zone, various pulsed methods create a pressure exceeding the fracture pressure of the formation. At this stage, a hydroelastic wave, usually called a water hammer, propagates through the fracturing channel. The amplitude of this wave increases due to the narrowing of the fracturing channel in proportion to the reciprocal of the distance to the end of the fracture and decreases due to friction in proportion to the distance traveled. The passage of the shock wave leads to an increase in the depth of hydraulic fracturing and / or the height of these channels or the formation of secondary hydraulic fractures in these channels.
Экспериментальная проверка способаExperimental verification of the method
Авторами была проведена экспериментальная проверка эффективности предлагаемого способа в натурных условиях. Для производства гидроразрыва и последующего создания гидроударных волн было использовано одно и то же техническое устройство. В результате проведенных опытов было установлено: гидроударные волны существенно повышают эффективность гидроразрыва; эффективность динамических воздействий существенно понижается при их повторении. В проведенных опытах наиболее эффективной была 1-я гидроупругая волна (гидроудар в канале гидроразрыва), эффективность 2-й волны была существенно меньше (в опытах на порядок), эффективность 3-й волны была незаметной (в пределах точности используемых в опытах приборов измерения эффективности гидроразрыва).The authors conducted an experimental verification of the effectiveness of the proposed method in natural conditions. For the production of fracturing and the subsequent creation of shock waves, the same technical device was used. As a result of the experiments, it was found: hydraulic shock waves significantly increase the efficiency of hydraulic fracturing; the effectiveness of dynamic effects is significantly reduced when they are repeated. In the experiments conducted, the first hydroelastic wave (hydroblow in the fracturing channel) was most effective, the efficiency of the 2nd wave was significantly lower (by an order of magnitude in experiments), the efficiency of the 3rd wave was imperceptible (within the accuracy of the efficiency measuring instruments used in the experiments) fracturing).
Расчетная оценка параметров применения способаEstimated estimate of the application parameters of the method
Скорость распространения гидроупругих волн. Для расчетных оценок параметров применения способа используется линейное приближение, которое описывает распространение гидроупругих (гидроударных) волн в канале гидроразрыва (канале переменного сечения).The propagation velocity of hydroelastic waves. For the estimated estimates of the application parameters of the method, a linear approximation is used, which describes the propagation of hydroelastic (hydroshock) waves in the fracturing channel (channel of variable cross section).
Наиболее важной характеристикой гидроударных явлений является скорость распространения. Если считать, что площадь сечения канала гидроразрыва зависит только от локального давления, то скорость ñ распространения гидроударных волн в канале гидроразрыва не зависит от площади сечения канала, является постоянной и выражается через упругие параметры продуктивного пласта и флюида по формуле:The most important characteristic of hydroshock phenomena is the speed of propagation. If we assume that the cross-sectional area of the fracturing channel depends only on local pressure, then the velocity распространения of the propagation of shock waves in the fracturing channel does not depend on the cross-sectional area of the channel, is constant and is expressed through the elastic parameters of the reservoir and fluid according to the formula:
Величины сfluid - скорость распространения малых возмущений по флюиду, сsurf - скорость распространения малых возмущений по границе - упругого полупространства (стенка гидроразрыва) и флюида - являются эмпирическими константами, которые характеризуют упругие свойства стенок канала гидроразрыва и упругие свойства флюида (рабочей жидкости). Существенным является то, что скорость распространения гидроударных волн в канале гидроразрыва существенно ниже скорости звука во флюиде и поверхностных волн на стенках гидроразрыва. Для широкого класса пластов и флюидов (характерных, например, для Сибири) величина скорости распространения гидравлического удара в канале гидроразрыва сравнима со скоростью звука в воздухе и находится в диапазоне - 300 м/сек<с<500 м/сек. Это означает, что физические явления при распространении волн в воздухе (ударные волны, усиление волн и т.п.) имеют аналоги при распространении гидроупругих волн в канале гидроразрыва.The cfluid values are the velocity of propagation of small perturbations along the fluid, and csurf is the velocity of propagation of small perturbations along the boundary - the elastic half-space (fracture wall) and fluid - are empirical constants that characterize the elastic properties of the walls of the fracturing channel and the elastic properties of the fluid (working fluid). It is significant that the velocity of propagation of hydroshock waves in the fracturing channel is significantly lower than the speed of sound in the fluid and surface waves on the walls of the fracturing. For a wide class of formations and fluids (typical, for example, for Siberia), the magnitude of the velocity of the hydraulic shock in the fracturing channel is comparable to the speed of sound in air and is in the range - 300 m / s <s <500 m / s. This means that physical phenomena during the propagation of waves in the air (shock waves, wave amplification, etc.) have analogs during the propagation of hydroelastic waves in a fracturing channel.
Пример расчета. Пусть целью создания управляемых гидроупругих волн является создание давления на середине канала гидроразрыва, в 2 раза превышающее некоторое заданное давление (например, давление разрушения пласта). Решение этой задачи имеет следующие этапы.Calculation example. Suppose that the goal of creating controlled hydroelastic waves is to create pressure in the middle of the fracturing channel, which is 2 times higher than some predetermined pressure (for example, the pressure of fracture). The solution to this problem has the following steps.
1. На входе в канал (устье канала) создается заданное давление.1. At the entrance to the channel (channel mouth), a predetermined pressure is created.
2. Время T., за которое давление на устье повышается до заданного, должно быть меньше, чем половина времени пробега гидроупругой волны по всей длине канал L от устья до конца канала гидроразрыва. 
3. Для L=100i 
Способ позволяет увеличить эффективный радиус скважин за счет улучшения параметров канала гидроразрыва и/или каналов перфорации при помощи создания нелинейных гидроупругих волн давления или волн разрежения с заданными параметрами в канале гидроразрыва, образования гидравлических ударных волн или управляемого гидроудара в канале гидроразрыва и/или каналах перфорации.The method allows to increase the effective radius of the wells by improving the parameters of the fracturing channel and / or perforation channels by creating nonlinear hydroelastic pressure waves or rarefaction waves with specified parameters in the fracturing channel, the formation of hydraulic shock waves or controlled hydraulic shock in the fracturing channel and / or perforation channels.
Гидроупругие нелинейные волны повышенного давления, разрежения, гидравлические ударные волны или гидроудар в каналах гидроразрыва и/или каналах перфорации позволяют увеличить длину и/или высоту трещины и/или создать дополнительные трещины в стенках каналов гидроразрыва и/или каналов перфорации. Это увеличит эффективный радиус скважины и обеспечит большую ее продуктивность в заданных условиях.Hydroelastic nonlinear waves of elevated pressure, rarefaction, hydraulic shock waves or hydraulic shock in hydraulic fracturing channels and / or perforation channels allow increasing the length and / or height of the crack and / or creating additional cracks in the walls of hydraulic fracturing channels and / or perforation channels. This will increase the effective radius of the well and provide greater productivity in the given conditions.
Применение способа позволит значительно повысить эффективность способа и получить больший эффект прироста продуктивности скважины при меньших мощностях используемого оборудования гидроразрыва пласта и повысить эффективность перфорационных каналов (повысить эффективный проницаемый радиус скважины).The application of the method will significantly increase the efficiency of the method and obtain a greater effect of increasing productivity of the well at lower capacities of the used hydraulic fracturing equipment and increase the efficiency of perforation channels (increase the effective permeable radius of the well).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101521/03A RU2447278C2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Method of hydraulic fracturing of bed |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010101521/03A RU2447278C2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Method of hydraulic fracturing of bed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010101521A RU2010101521A (en) | 2011-07-27 |
| RU2447278C2 true RU2447278C2 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=44753138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010101521/03A RU2447278C2 (en) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | Method of hydraulic fracturing of bed |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2447278C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513805C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Method to increase permeability of coal bed via wells drilled from mines |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1602977A1 (en) * | 1988-11-11 | 1990-10-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Method of hydraulic fracturing of formation in geo-technical mining of minerals |
| SU1827007A3 (en) * | 1990-06-28 | 1993-07-07 | Бakулиh Ahдpeй Bиktopobич | Method for hydraulic fracturing of a rock block |
| US5295545A (en) * | 1992-04-14 | 1994-03-22 | University Of Colorado Foundation Inc. | Method of fracturing wells using propellants |
| RU2203412C2 (en) * | 2001-02-12 | 2003-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" | Method and facility for hydraulic fracturing of bed |
| RU2004122454A (en) * | 2004-07-22 | 2006-01-20 | Волго-Уральский Центр Научно-Технических Услуг "Нейтрон" (Ru) | METHOD AND DEVICE FOR CUMULATIVE PERFORATION OF OIL AND GAS WELLS (OPTIONS) |
| RU2351751C2 (en) * | 2007-06-09 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Method of improving hydro-dynamic connection of borehole with pay-out bed |
-
2010
- 2010-01-18 RU RU2010101521/03A patent/RU2447278C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1602977A1 (en) * | 1988-11-11 | 1990-10-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по взрывным методам геофизической разведки | Method of hydraulic fracturing of formation in geo-technical mining of minerals |
| SU1827007A3 (en) * | 1990-06-28 | 1993-07-07 | Бakулиh Ahдpeй Bиktopobич | Method for hydraulic fracturing of a rock block |
| US5295545A (en) * | 1992-04-14 | 1994-03-22 | University Of Colorado Foundation Inc. | Method of fracturing wells using propellants |
| RU2203412C2 (en) * | 2001-02-12 | 2003-04-27 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" | Method and facility for hydraulic fracturing of bed |
| RU2004122454A (en) * | 2004-07-22 | 2006-01-20 | Волго-Уральский Центр Научно-Технических Услуг "Нейтрон" (Ru) | METHOD AND DEVICE FOR CUMULATIVE PERFORATION OF OIL AND GAS WELLS (OPTIONS) |
| RU2351751C2 (en) * | 2007-06-09 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") | Method of improving hydro-dynamic connection of borehole with pay-out bed |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513805C1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Method to increase permeability of coal bed via wells drilled from mines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010101521A (en) | 2011-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2566348C2 (en) | Method of multilayer hydraulic fracturing down hole | |
| RU2366806C1 (en) | Physical effect method used during development of hydrocarbon deposit, and bore-hole plant for method's realisation | |
| RU2540709C1 (en) | Method of shock wave destruction of coal seam through wells drilled from excavation | |
| US10087737B2 (en) | Enhanced secondary recovery of oil and gas in tight hydrocarbon reservoirs | |
| US9903170B2 (en) | Method employing pressure transients in hydrocarbon recovery operations | |
| RU2327027C2 (en) | Processing method of bottomhole zone | |
| RU2515651C1 (en) | Method for multiple hydraulic fracturing of formation in horizontal shaft of well | |
| RU2682409C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| US9611724B2 (en) | Damping pressure pulses in a well system | |
| RU2681796C1 (en) | Method for developing super-viscous oil reservoir with clay bridge | |
| Agharazi et al. | A geomechanical study of refracturing based on microseismic observations-case study of Haynesville and eagle ford wells | |
| RU2737632C1 (en) | Pulsed hydraulic fracturing method | |
| RU2511329C1 (en) | Method of action on coal bed | |
| RU2666845C1 (en) | Impulsive hydraulic fracturing method | |
| RU2447278C2 (en) | Method of hydraulic fracturing of bed | |
| RU2510456C2 (en) | Formation method of vertically directed fracture at hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2627345C1 (en) | Development method of high-viscosity oil or bitumen deposit with application of hydraulic fracture | |
| RU2258803C1 (en) | Production bed treatment method | |
| RU2620099C1 (en) | Method of increasing productivity of development wells and injection capacity of injection wells | |
| RU2604247C1 (en) | Method of determining efficiency of formation hydraulic fracturing of well | |
| RU2584191C2 (en) | Method for hydraulic fracturing of productive formation | |
| RU2526922C2 (en) | Oil deposit development method | |
| RU2707825C1 (en) | Coal bed degassing intensification method | |
| RU2750978C2 (en) | Method for hydraulic pulse implosion processing of wells | |
| RU2726685C1 (en) | Pulsed hydraulic fracturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210119 |