RU2664989C1 - Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion - Google Patents
Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664989C1 RU2664989C1 RU2017114496A RU2017114496A RU2664989C1 RU 2664989 C1 RU2664989 C1 RU 2664989C1 RU 2017114496 A RU2017114496 A RU 2017114496A RU 2017114496 A RU2017114496 A RU 2017114496A RU 2664989 C1 RU2664989 C1 RU 2664989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- zone
- proppant
- production
- perforations
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 138
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 94
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 123
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 57
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 28
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 claims description 24
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 23
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 86
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 80
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 47
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 41
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 28
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 28
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 28
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 21
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 5
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000169624 Casearia sylvestris Species 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- -1 cyclic terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002716 delivery method Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/063—Valve or closure with destructible element, e.g. frangible disc
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/119—Details, e.g. for locating perforating place or direction
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
- E21B34/102—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position
- E21B34/103—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position with a shear pin
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/116—Gun or shaped-charge perforators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РодственнЫЕ заявкИCROSS RELATION TO RELATED APPLICATIONS
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по временной патентной заявке U.S. Provisional Patent Application No. 62/059,517, зарегистрирована 3 октября 2014 г., под названием ʺMethod For Remediating A Screen-Out During Well Completionʺ и временной патентной заявке U.S. Provisional Patent Application No. 62/116,084, зарегистрирована 13 февраля 2015 г., под названием ʺ Method For Remediating A Screen-Out During Well Completionʺ, которые полностью включены в виде ссылки в данном документе. Данная заявка связана с патентной заявкой совместного рассмотрения U.S. Patent Appl. No. 13/989,728, зарегистрирована 24 мая 2013 г., под названием ʺAutonomous Downhole Conveyance Systemʺ которая опубликована, как публикация U.S. Patent Publ. No. 2013/0248174. Данная заявка также связана с патентной заявкой совместного рассмотрения U.S. Patent Appl. No. 13/697,769, зарегистрирована 13 ноября 2012, под названием ʺAssembly and Method for Multi-Zone Fracture Simulation of a Reservoir, Using Autonomous Tubular Unitsʺ, которая опубликована, как публикация U.S. Patent Publ. No. 2013/0062055. Обе заявки полностью включены в виде ссылки в данном документе. [0001] This application claims priority to the provisional patent application US Provisional Patent Application No. 62 / 059,517, filed October 3, 2014, entitled названием Method For Remediating A Screen-Out During Well Completion ’and US Provisional Patent Application No. 62 / 116,084, registered February 13, 2015, under the name ʺ Method For Remediating A Screen-Out During Well Completionʺ, which are fully incorporated by reference in this document. This application is related to the US Patent Appl. No. 13 / 989,728, registered May 24, 2013, under the name ʺ Autonomous Downhole Conveyance System ’which is published as US Patent Publ. No. 2013/0248174. This application is also related to the US Patent Appl co-pending patent application. No. 13 / 697,769, registered November 13, 2012, entitled emblyAssembly and Method for Multi-Zone Fracture Simulation of a Reservoir, Using Autonomous Tubular Units которая, which is published as US Patent Publ. No. 2013/0062055. Both applications are fully incorporated by reference in this document.
ПРЕДПОСЫЛКИ изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Данный раздел представляет различные аспекты техники, которые могут быть связаны с примерами вариантов осуществления настоящего изобретения. Данное рассмотрение может способствовать лучшему пониманию конкретных аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что данный раздел необходимо читать с учетом сказанного и не как признание известной техники. [0002] This section presents various aspects of the technique that may be associated with examples of embodiments of the present invention. This consideration may contribute to a better understanding of specific aspects of the present invention. Accordingly, it should be understood that this section must be read in the light of what has been said and not as an acknowledgment of a known technique.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION
[0003] Данное изобретение относится в общем к области работ в стволе скважины. Более конкретно, изобретение относится к способам заканчивания, в которых многочисленные зоны подземного пласта постадийно подвергаются гидроразрыву. [0003] This invention relates generally to the field of work in a wellbore. More specifically, the invention relates to completion methods in which multiple zones of a subterranean formation are fractured in stages.
ОБЩЕЕ РАССМОТРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИGENERAL REVIEW OF TECHNOLOGY
[0004] В бурении нефтяных и газовых скважин скважину выполняют, применяя буровое долото, которое подают вниз на нижнем конце бурильной колонны. После бурения до заданного местоположения забоя бурильную колонну и долото извлекают и выполняют крепление скважины колонной обсадных труб. При этом образуется кольцевое пространство между колонной обсадных труб и окружающими пластами. [0004] In the drilling of oil and gas wells, a well is performed using a drill bit that is fed down at the lower end of the drill string. After drilling to a predetermined bottom location, the drill string and bit are removed and the wells are cased with casing. In this case, an annular space is formed between the casing string and the surrounding formations.
[0005] Обычно проводят цементирование для заполнения или ʺнагнетания под давлениемʺ в кольцевое пространство столбов цемента. Комбинация цемента и обсадной колонны упрочняет скважину и обеспечивает разобщение пластов за обсадной колонной. [0005] Typically, cementing is performed to fill or “pressurize” the annular space of the cement pillars. The combination of cement and casing strengthens the well and provides separation of the layers behind the casing.
[0006] Обычной практикой является установка нескольких колонн обсадных труб с последовательно уменьшающимися наружными диаметрами в стволе скважины. Первую колонну могут называть направлением. Направление служит для изоляции и защиты расположенных на небольшой глубине водоносных коллекторов пресной воды от загрязнения скважинными текучими средами. Соответственно, данную обсадную колонну почти всегда цементируют полностью от низа до поверхности. [0006] It is common practice to install multiple casing strings with successively decreasing outer diameters in the wellbore. The first column may be called a direction. The direction is used to isolate and protect freshwater aquifers located at a shallow depth from contamination by borehole fluids. Accordingly, this casing is almost always cemented completely from the bottom to the surface.
[0007] Процесс бурения и следующего за ним цементирования колонн обсадных труб последовательно уменьшающегося диаметра повторяется несколько раз под направлением до достижения проектной глубины скважины. В некоторых случаях последней колонной обсадных труб является хвостовик, то есть, колонна обсадных труб, не имеющая части, проходящей до поверхности. Последнюю колонну обсадных труб, называемую эксплуатационной обсадной колонной, также обычно цементируют на месте установки. В некоторых вариантах заканчивания эксплуатационная обсадная колонна (или хвостовик) имеет набухающие пакеры или пакеры снаружи обсадной колонны, разнесенные по выбранным продуктивным интервалам. Данное создает отсеки между пакерами для разобщения зон и их целевой обработки для интенсификации притока. В данном случае кольцевое пространство можно просто заполнять песком. [0007] The drilling process and the subsequent cementing of casing strings of successively decreasing diameter is repeated several times under direction until the design depth of the well is reached. In some cases, the last casing string is a liner, that is, a casing string that does not have a part extending to the surface. The last casing string, called the production casing string, is also usually cemented at the installation site. In some completion options, the production casing (or liner) has swellable packers or packers outside the casing spaced at selected production intervals. This creates compartments between packers for separation of zones and their target processing for intensification of inflow. In this case, the annular space can simply be filled with sand.
[0008] Как часть процесса заканчивания, эксплуатационную обсадную колонну перфорируют на требуемой отметке. Данное означает, что простреливают поперечные отверстия, проходящие сквозь обсадную колонну и цементный столб, окружающий обсадную колонну. Перфорации обеспечивают проход текучих сред коллектора в скважину. В варианте набухающих пакеров или индивидуальных отсеков, стреляющий перфоратор пробивает обсадную колонну, обеспечивая приток текучих сред коллектора из пласта горной породы в скважину в соответствующей зоне. [0008] As part of the completion process, the production casing is perforated at the desired elevation. This means that the transverse holes are shot through the casing and the cement column surrounding the casing. Perforations allow the passage of reservoir fluids into the well. In an embodiment of swellable packers or individual compartments, a firing punch punches the casing, providing an influx of reservoir fluids from the rock formation into the well in the corresponding zone.
[0009] После перфорирования обычно проводят гидроразрыв пласта в соответствующей зоне. Гидравлический разрыв состоит из нагнетания воды с понизителями трения или вязких текучих сред (обычно разжижающихся при сдвиге неньютоновских гелей или эмульсий) в пласт при таких высоких давлениях и скоростях подачи, что горная порода коллектора разрывается и образует сеть трещин. Текучую среду гидроразрыва пласта обычно смешивают с проппантом, таким как песок, дробленый гранит, керамические шарики или другими гранулированными материалами. Проппант служит для удержания трещины (трещин) открытой после сброса гидравлического давления. В варианте, так называемых, ʺмалопроницаемыхʺ или необычных пластов комбинация трещин и нагнетаемого проппанта существенно увеличивает фильтрационную емкость обработанного коллектора. [0009] After perforation, fracturing is usually carried out in the corresponding zone. Hydraulic fracturing consists of pumping water with friction reducers or viscous fluids (usually liquefied by shear of non-Newtonian gels or emulsions) into the formation at such high pressures and feed rates that the reservoir rock breaks and forms a network of cracks. Hydraulic fracturing fluid is usually mixed with proppant, such as sand, crushed granite, ceramic balls or other granular materials. The proppant serves to hold the crack (s) open after the hydraulic pressure is released. In the variant of the so-called “low-permeable” or unusual formations, the combination of cracks and injected proppant significantly increases the filtration capacity of the treated reservoir.
[0010] Для дополнительной обработки пласта для интенсификации притока и для очистки приствольных зон на забое оператор может выбрать ʺкислотную обработкуʺ пластов. Обработка производится с помощью нагнетания раствора кислоты в забойную зону скважины и через перфорации. Применение раствора для кислотной обработки являетсся особенно предпочтительным, когда пласт содержит карбонатную горную породу. В работе производящая заканчивание компания нагнетает концентрированную муравьиную кислоту или другой кислотный состав в скважину и направляет текучую среду в выбранные продуктивные зоны. Кислота помогает растворению карбонатного материала, при этом открывая поровые каналы, через которые углеводородные текучие среды могут проходить в скважину. В дополнение, кислота помогает растворению бурового раствора, который мог войти в пласт. [0010] For additional processing of the formation to stimulate the inflow and to clean the near-stem zones at the bottom, the operator can select “Acid treatment” of the formations. Processing is performed by injecting an acid solution into the bottomhole zone of the well and through perforations. The use of an acid treatment solution is particularly preferred when the formation contains carbonate rock. In the work, the completion producing company pumps concentrated formic acid or other acidic composition into the well and directs the fluid to selected production zones. The acid helps dissolve the carbonate material, while opening up the pore channels through which hydrocarbon fluids can pass into the well. In addition, acid helps dissolve the drilling fluid that could enter the formation.
[0011] Применение гидравлического разрыва и кислотной обработки пласта для интенсификации притока, описанное выше, является рутинной частью работ в нефтяной промышленности, проводимых в индивидуальных нефтегазоносных продуктивных пластах (или ʺпродуктивных зонахʺ). Такие продуктивные зоны могут иметь до около 60 метров (100 футов) общей толщины по вертикали подземного пласта. В последнее время скважины завершаются с прохождением по горизонтали через нефтегазоносный продуктивный пласт, с возможным прохождением горизонтальным участком 5000, 10000 или даже 15000 футов (1525, 3050, 4575 м). [0011] The use of hydraulic fracturing and acid treatment of the formation to stimulate the flow described above is a routine part of the work in the oil industry, carried out in individual oil and gas bearing reservoirs (or "production zones"). Such productive zones can have up to about 60 meters (100 feet) of total vertical thickness in the subterranean formation. Recently, wells have been completed with horizontal passing through an oil and gas producing formation, with a possible horizontal passage of 5,000, 10,000, or even 15,000 feet (1525, 3050, 4575 m).
[0012] Когда имеются многочисленные или разделенные на слои пласты, подлежащие гидравлическому разрыву, или очень толcтый нефтегазоносный пласт (более около 40 метров или 131 фута), или в случае заканчивания горизонтальной скважины с большим отходом, требуются более сложные методики обработки для получение обработки в целом проектного пласта. В этой связи компания-оператор должна разобщать различные зоны или секции для обеспечeния не только перфорирования каждой отдельной зоны, но также ее адекватного гидроразрыва и обработки. При таком способе оператор уверен, что текучая среда гидроразрыва пласта и обработки для интенсификации притока нагнетаются через каждую оруппу перфораций и в каждой продуктивной зоне для эффективного увеличения фильтрационной емкости на каждом требуемом интервале глубин. [0012] When there are multiple or layered formations subject to hydraulic fracturing, or a very thick oil and gas bearing formation (more than about 40 meters or 131 feet), or in the case of completion of a horizontal well with large waste, more complex processing techniques are required to obtain processing in whole design reservoir. In this regard, the operator company must separate the various zones or sections to ensure not only the perforation of each individual zone, but also its adequate fracturing and processing. With this method, the operator is confident that the fracturing fluid and stimulation stimulation fluids are pumped through each group of perforations and in each productive zone to effectively increase the filtration capacity at each required depth interval.
[0013] Разобщение различных зон для предэксплуатационной обработки требует постадийной обработки интервалов. Указанное, в свою очередь, включает в себя применение так называемых способов отведения. В терминологии нефтяной промышленности, ʺотведениеʺ означает, что нагнетаемая текучая среда отводится от входа в одну группу перфораций так, что текучая среда в основном входит только в заданную продуктивную зону. В случае, если многочисленные продуктивные зоны подлежат перфорированию, указанное требует выполнения многочисленных стадий отведения. [0013] Separation of the various zones for pre-operational processing requires stepwise processing of the intervals. The indicated, in turn, includes the use of so-called abduction methods. In the terminology of the oil industry, “lead” means that the injected fluid is diverted from the entrance to one group of perforations so that the fluid mainly enters only a given productive zone. In the event that multiple productive zones are subject to perforation, this requires the implementation of numerous stages of abstraction.
[0014] Для разобщения выбранных продуктивных зон различные методики отведения могут быть задействованы в скважине. Во многих случаях применяютcя механические устройства, такие как мостовые пробки гидроразрыва пласта, забойную запорную арматуру, скользящие муфты (известные как ʺмуфты для гидроразрываʺ), и комбинации перегородка/пробка. [0014] To isolate selected production zones, various diversion techniques may be employed in the well. In many cases, mechanical devices are used, such as bridge frac plugs, downhole shutoff valves, sliding couplings (known as “frac couplings”), and baffle / plug combinations.
[0015] Проблемой, с которой в некоторых случаях сталкиваются в процессе ʺперфорирования и гидроразрываʺ является так называемое выпадение проппанта. Выпадение проппанта возникает, когда проппант, нагнетаемый, как часть текучей суспензии гидроразрыва пласта, плотно заполняет трещины и перфорационные стволы в приствольной зоне скважины. Указанное создает блокировку, так что продолжение нагнетания суспензии внутрь трещин требует давлений закачивания, превышающих безопасные пределы для скважинного оборудования или оборудования устья скважины. Функционально, данное вызывает прерывание в гидроразрыве пласта и требует прекращения закачивания и очистки скважины перед возобновлением работ. При гидроразрыве пласта в горизонтальной скважине выпадение проппанта прерывает строительство скважины и обуславливает перерасход средств. [0015] A problem encountered in some cases during “perforation and fracturing” is the so-called proppant loss. Proppant prolapse occurs when proppant injected as part of a hydraulic fracturing slurry densely fills cracks and perforations in the near-wellbore zone. This creates blockage, so that the continuation of the injection of the suspension into the cracks requires injection pressures that exceed safe limits for the downhole equipment or wellhead equipment. Functionally, this causes interruption in hydraulic fracturing and requires the cessation of pumping and well cleaning before resuming work. During hydraulic fracturing in a horizontal well, proppant loss interrupts well construction and causes cost overruns.
[0016] В случае, если оператор закачивает суспензию, сохраняя работоспособный стреляющий перфоратор в скважине, оператор имеет возможность устранить выпадение проппанта с помощью простреливания новой группы перфораций во время закачивания. Указанное можно выполнить в случае, если задействована методика многозонной обработки пласта для интенсификации притока. В таком случае оператор передает сигнал на компоновку низа бурильной колонны, которая включает в себя различные стреляющие перфораторы, имеющие связанные заряды. Примеры методик многозонной обработки пласта для интенсификации притока с применением такой компоновки низа бурильной колонны включают в себя методику ʺПерфорирование строго вовремяʺ (JITP) и методику ʺГидроразрыва пласта с использованием кольцевого пространства за гибкой насосно-компрессорной трубойʺ (ACT Frac). В данных способах имеет место, по существу, непрерывная обработка зон. [0016] In the event that the operator pumps the slurry while maintaining a workable perforating gun in the well, the operator is able to eliminate proppant loss by shooting a new group of perforations during pumping. The above can be done if a multi-zone formation treatment technique is used to stimulate the inflow. In this case, the operator transmits a signal to the layout of the bottom of the drill string, which includes various firing perforators having associated charges. Examples of multizone formation treatment techniques for stimulating inflow using such a bottom hole assembly include the JITP method and the Hydraulic Fracturing Method using the annulus behind the flexible tubing (ACT Frac). In these methods, essentially continuous processing of the zones takes place.
[0017] Компоновки низа бурильной колонны, применяемые для способов JITP и ACT Frac являются предпочтительными, поскольку обеспечивают оператору перфорирование обсадной колонны в разных продуктивных зонах и затем последовательное разобщение соответствующих продуктивных зон так, что текучую среду гидроразрыва пласта можно нагнетать в несколько продуктивных зон в одном рейсе в скважину. По счастью, каждая из данных методик многозонной обработки пласта для интенсификации притока также дает возможность создания, при необходимости, зон сброса проппанта для очистки скважины с помощью перфорирования нового участка горной породы (JITP) или простой циркуляции проппанта с уходом из скважины с применением гибкой насосно-компрессорной трубы в стволе скважины (ACT Frac) в случае выпадения проппанта. Вместе с тем, в более традиционных вариантах заканчивания, где обработка пласта для интенсификации притока проводится в одной зоне или где многочисленные группы перфораций обрабатывают одновременно, случаи выпадения проппанта могут потребовать замены на поверхности оборудования заканчивания и значительного замедления работ. [0017] The bottom hole configurations used for the JITP and ACT Frac methods are preferred because they allow the operator to perforate the casing in different production zones and then sequentially separate the corresponding production zones so that the fracturing fluid can be pumped into several production zones in one flight to the well. Fortunately, each of these multi-zone formation treatment techniques for stimulating inflows also makes it possible to create, if necessary, proppant discharge zones for well cleaning by perforating a new rock section (JITP) or simple proppant circulation with leaving a well using a flexible pump the compressor pipe in the wellbore (ACT Frac) in case of proppant loss. At the same time, in more traditional completion variants, where the formation is treated to stimulate the inflow in the same zone or where multiple groups of perforations are processed simultaneously, proppant fallout cases may require replacement of the completion equipment on the surface and significant slowdown of work.
[0018] Не так давно разработана процедура заканчивания нового типа, в которой применяют, так называемые, автономные инструменты. Указанные инструменты сбрасывают в скважину и ими не управляют с поверхности; вместо этого, данные инструменты включают в себя один или несколько датчиков (таких как локатор муфт обсадной колонны), которые взаимодействуют с контроллером на инструменте для автоматического определeния местоположения в стволе скважины. При подаче автономного инструмента насосом на забой скважины контроллер прежде всего идентифицирует проектную глубину и передает сигнал приведения в действие, обуславливающий срабатывание. В случае, если инструмент является мостовой пробкой, пробку устанавливают в стволе скважины на требуемой глубине. Аналогично, в случае, если инструмент является стреляющим перфоратором, один или несколько детонаторов инициируются для производства ʺвыстреловʺ в обсадную колонну и окружающий подземный пласт. К сожалению, автономные стреляющие перфораторы нельзя подавать насосом в скважину, когда возникает выпадение проппанта; таким образом, они попадают в класс вариантов заканчивания, в которых требуются замена оборудования заканчивания на поверхности во время выпадения проппанта. [0018] Not so long ago, a new type of completion procedure has been developed in which so-called stand-alone tools are used. These tools are discharged into the well and are not controlled from the surface; instead, these tools include one or more sensors (such as a casing collar locator) that communicate with the controller on the tool to automatically determine the location in the wellbore. When a stand-alone tool is fed by a pump to the bottom of the well, the controller first of all identifies the design depth and transmits the actuation signal, which determines the response. If the tool is a bridge plug, the plug is installed in the wellbore at the required depth. Similarly, if the tool is a firing punch, one or more detonators are initiated to produce “shots” in the casing and the surrounding subterranean formation. Unfortunately, self-contained firing perforators cannot be pumped into the well when proppant loss occurs; thus, they fall into the class of completion options that require replacement of completion equipment on the surface during proppant loss.
[0019] В дополнение, обнаружено, что даже процедуры JITP и ACT-Frac являются уязвимыми для осложнений с выпадением проппанта в самых верхних зонах на стадии перфорирования и гидроразрыва. (Данное показано на фиг. 1F, и описано ниже.) [0019] In addition, it has been found that even the JITP and ACT-Frac procedures are vulnerable to proppant prolapse complications in the uppermost zones at the perforation and fracturing stages. (This is shown in FIG. 1F and described below.)
[0020] Соответственно, существует необходимость создания способа очистки скважины в условиях выпадения проппанта без прерывания процесса закачивания. Дополнительно, существует необходимость создания методики заканчивания, которая обеспечивает развертывание автономного перфорирующего инструмента в стволе скважины даже в условиях выпадения проппанта. [0020] Accordingly, there is a need to provide a method for cleaning a well under proppant failure without interrupting the injection process. Additionally, there is a need to create a completion technique that enables the deployment of an autonomous perforating tool in the wellbore even when proppant falls out.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
[0021] Способы, описанные в данном документе, дают различные преимущества при проведении бурения скважин на нефть и газ и их заканчивания. Конкретно, предложены способы заканчивания скважины. [0021] The methods described herein provide various advantages when drilling and completing oil and gas wells. Specifically, methods for completing a well are provided.
[0022] В одном аспекте способ заканчивания скважины первым включает в себя создание скважины. Скважина образует ствол, который проходит в подземный пласт. Скважина может быть выполнена, по существу, как вертикальная скважина; более предпочтительно, скважину выполняют бурением наклонно-направленной или даже горизонтальной скважины. [0022] In one aspect, a method of completing a well first includes creating a well. The well forms a trunk that extends into the subterranean formation. The well can be made essentially as a vertical well; more preferably, the well is drilled by a directional or even horizontal well.
[0023] Способ также включает в себя крепление скважины эксплуатационной обсадной колонной. Эксплуатационная обсадная колонна собрана из ряда стальных трубных звеньев, которые свинчены торец к торцу. [0023] The method also includes securing the well with a production casing string. Production casing is assembled from a number of steel pipe links that are screwed end to end.
[0024] Способ дополнительно включает в себя установку запорной арматуры в эксплуатационной обсадной колонне. Запорную арматуру могут спускать в обсадную колонну или встраивать в обсадную колонну при сборке. Запорная арматура создает удаляемый барьер для прохода текучей среды в стволе. Предпочтительно, запорная арматура является скользящей муфтой с седлом, которое принимает шар, при этом шар сбрасывают с поверхности для создания работающего под давлением уплотнения на седле. Муфту удерживают на месте срезные штифты, которые выполнены срезающимися когда давление выше муфты превышает заданное значение. При этом открываются окна для обработки зоны или стадии обработки. Если расчетное давление выпадения проппанта превышено во время обработки, дополнительные срезные штифты, удерживающие седло, должны срезаться, выпуская запорную арматуру в скважине. Запорную арматуру других типов могут также применять, как описано ниже. [0024] The method further includes installing shutoff valves in the production casing. The shutoff valves may be lowered into the casing or embedded in the casing during assembly. Shutoff valves create a removable barrier for the passage of fluid in the barrel. Preferably, the stop valve is a sliding sleeve with a seat that receives the ball, and the ball is dropped from the surface to create a pressure seal on the seat. The clutch is held in place by shear pins, which are cut off when the pressure above the clutch exceeds a predetermined value. This opens the window for processing the zone or stage of processing. If the calculated proppant deposition pressure is exceeded during processing, the additional shear pins holding the saddle must be sheared, releasing the stop valves in the well. Other types of valves may also be used as described below.
[0025] Способ также содержит перфорирование эксплуатационной обсадной колонны. Обсадную колонну перфорируют на отрезке длины первой продуктивной зоны в подземном пласте. Первая продуктивная зона располагается на отметке или выше отметки запорной арматуры. Процесс перфорирования включают в себя отстреливание зарядов в обсадную колонну, пробивающих насквозь окружающую цементную оболочку и проникающих в окружающий скелет горной породы, образующей подземный пласт. Указанное выполняют, применяя стреляющий перфоратор в скважине. [0025] The method also comprises perforating the production casing. The casing is perforated over a length of the first production zone in the subterranean formation. The first productive zone is located at or above the mark of valves. The perforation process involves shooting charges into the casing, piercing through the surrounding cement sheath and penetrating into the surrounding rock skeleton, forming an underground formation. The above is performed using a firing punch in the well.
[0026] Способ на следующем этапе включает в себя нагнетание суспензии в скважину. Суспензия содержит проппант гидроразрыва, который предпочтительно несет среда на водной основе. [0026] The method in the next step includes injecting the suspension into the well. The suspension contains fracturing proppant, which preferably carries a water-based medium.
[0027] Способ дополнительно включает в себя закачивание суспензии под давлением, достаточным для перемещения запорной арматуры и для преодоления барьера для прохода текучей среды. Указанное выполняют в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на интервале первой продуктивной зоны во время нагнетания суспензии. Перемещение запорной арматуры открывает воздействию окна в подземный пласт на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны на отметке или ниже отметки запорной арматуры. [0027] The method further includes pumping the suspension under pressure sufficient to move the shutoff valves and to overcome the barrier to the passage of fluid. The above is carried out in response to the occurrence of proppant prolapse conditions in the interval of the first productive zone during suspension injection. The movement of the shutoff valves opens the window to the subterranean formation at a length of the production casing string at or below the mark of the shutoff valve.
[0028] Способ дополнительно включает в себя дополнительное закачивание суспензии через открытые воздействию окна, при этом устраняя условие выпадения проппанта выше запорной арматуры. [0028] The method further includes additionally pumping the suspension through open windows, while eliminating the condition for proppant to fall above the stop valves.
[0029] В одном аспекте способа запорная арматура является скользящей муфтой. В таком случае перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны содержит перемещение или ʺскольжениеʺ муфты для открытия воздействию одного или нескольких окон, выполненных в скользящей муфте. Указанное может включать в себя срезание установочных штифтов. [0029] In one aspect of the method, the stop valve is a sliding sleeve. In this case, the movement of the shutoff valves to open to the action of the windows on the length of the production casing string includes the movement or “slip” of the sleeve to open the action of one or more windows made in the sliding sleeve. The specified may include cutting the mounting pins.
[0030] В другом варианте осуществления способ дополнительно включает в себя установку перегородки для гидроразрыва на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны. Перегородка для гидроразрыва располагается выше скользящей муфты но на отметке или ниже отметки первой продуктивной зоны. Перегородка для гидроразрыва может быть частью переводника, который свинчивают с эксплуатационной обсадной колонной вблизи скользящей муфты на начальном этапе спуска в скважину. Разрывной диск затем подают насосом вниз по стволу скважины впереди суспензии. Диск подают насосом до глубины непосредственно над запорной арматурой до посадки диска на перегородку для гидроразрыва. В данном варианте осуществления разрывной диск выполнен с возможностью разрыва под давлением, которое больше давления выпадения проппанта, но предпочтительно меньше давления, требуемого для перемещения запорной арматуры. [0030] In another embodiment, the method further includes installing a fracture baffle at a length of the production casing string. The fracturing wall is located above the sliding sleeve but at or below the mark of the first productive zone. The fracturing baffle may be part of a sub that is screwed into the production casing near the sliding sleeve at the initial stage of descent into the well. The rupture disk is then pumped down the wellbore in front of the slurry. The disk is pumped to a depth directly above the shutoff valves before the disk fits on the fracture baffle. In this embodiment, the rupture disk is configured to rupture under a pressure that is greater than the proppant deposition pressure, but preferably less than the pressure required to move the shutoff valves.
[0031] Если необходимо, оператор может нагнетать текучую среду (такую как текучая среда на водной основе) под давлением через открытое воздействию окно скользящей муфты, при этом создаются микроскопические трещины в подземном пласте ниже первой продуктивной зоны. Данный этап оператор выполняет перед подачей насосом разрывного диска в скважину. [0031] If necessary, the operator can pump a fluid (such as a water-based fluid) under pressure through an exposed sliding clutch window, creating microscopic cracks in the subterranean formation below the first production zone. The operator performs this step before the pump delivers the rupture disk to the well.
[0032] В другом варианте осуществления запорная арматура являтся первой прорываемой пробкой. Первая прорываемая пробка должна иметь первый расчетный параметр прорыва. Окна представляют собой перфорации, которые установлены в эксплуатационной обсадной колонне во второй продуктивной зоне ниже первой продуктивной зоны. В данном варианте осуществления перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон содержит нагнетание суспензии под давлением, которое превышает расчетный параметр прорыва первой прорываемой пробки. Если необходимо, в данном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя установку второй и третьей прорываемой пробки на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны на отметке или ниже отметки второй продуктивной зоны для создания эффекта домино в случае многочисленных выпадений проппанта. Вторая и третья прорываемые пробки должныя иметь расчетный параметр прорыва, который равен или больше первого расчетного параметра прорыва. [0032] In another embodiment, the stop valves are the first breakable plug. The first breakout plug must have a first breakout design parameter. Windows are perforations that are installed in the production casing in the second production zone below the first production zone. In this embodiment, the movement of the shutoff valves to open the windows includes the injection of a suspension under pressure that exceeds the calculated breakthrough parameter of the first breakable plug. If necessary, in this embodiment, the method further includes installing a second and third breakable plug at a length of the production casing string at or below the second production zone to create a domino effect in case of multiple proppant drops. The second and third breakthrough plugs must have a breakthrough design parameter that is equal to or greater than the first breakout design parameter.
[0033] В другом аспекте перемещаемая запорная арматура является шаровым обратным клапаном, а окна являются перфорациями, заранее установленными в эксплуатационной обсадной колонне во второй продуктивной зоне ниже первой продуктивной зоны. В данном случае перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон содержит нагнетание суспензии под давлением, которое обуславливает потерю шаром своего работающего под давлением уплотнения на седле. Потерю шаром своего работающего под давлением уплотнения можно создать, обеспечив дробление шара, обеспечив растворение шара или обеспечив разрушение шара. [0033] In another aspect, the movable stop valve is a ball check valve, and the windows are perforations pre-installed in the production casing in the second production zone below the first production zone. In this case, moving the shut-off valves to open the windows involves injecting the suspension under pressure, which causes the ball to lose its pressure-sealed seal on the seat. The loss of a ball of its working under pressure seal can be created by ensuring the crushing of the ball, ensuring the dissolution of the ball or ensuring the destruction of the ball.
[0034] В предпочтительном варианте осуществления перфорирование эксплуатационной обсадной колонны содержит подачу насосом автономного стреляющего перфоратора в скважину, и автономную стрельбу стреляющего перфоратора на интервале первой продуктивной зоны. Компоновка автономного стреляющего перфоратора содержит стреляющий перфоратор, глубиномер для обнаружения местоположения компоновки в скважине, и бортовой контроллер. ʺАвтономный отстрелʺ означает программирование контроллера заранее для передачи сигнала приведения в действие на стреляющий перфоратор и обеспечения производства стрельбы одним или несколькими детонаторами, когда локатор распознал заданное местоположение стреляющего перфоратора на отрезке длины скважины. В одном аспекте глубиномер является локатором муфт обсадной колонны, и бортовой контроллер взаимодействует с локатором муфт обсадной колонны для корреляции расстановки муфт обсадной колонны на отрезке длины скважины с глубиной согласно алгоритму. Локатор муфт обсадной колонны идентифицирует муфты посредством обнаружения магнитных аномалий вдоль стенки обсадной колонны. [0034] In a preferred embodiment, perforating the production casing comprises pumping an autonomous firing punch into the well, and firing a firing punch in the interval of the first production zone. An autonomous firing punch arrangement includes a firing punch, a depth gauge for detecting the location of the arrangement in the well, and an on-board controller. “Autonomous firing” means programming the controller in advance to transmit the actuation signal to the firing punch and ensuring firing by one or more detonators when the locator has recognized the predetermined location of the firing punch in the borehole length. In one aspect, the depth gauge is a casing collar locator, and the onboard controller interacts with the casing clutch locator to correlate the casing collar alignment over the length of the well with depth according to an algorithm. The casing coupling locator identifies the coupling by detecting magnetic anomalies along the casing wall.
[0035] Установлено, что стреляющий перфоратор, локатор и бортовой контроллер вместе должны иметь размеры и быть выполнен с возможностью развертывания в скважине, как автономного блока. В данной заявке ʺавтономный блокʺ означает, что компоновка не имеет прямого управления с поверхности. Иначе говоря, компоновка инструмента не получает сигнал с поверхности, указывающий время активирования инструмента. Предпочтительно, компоновку инструмента выпускают в скважину без рабочего каната. Компоновка инструмента либо падает под действием силы тяжести в скважине, или подается насосом на забой скважины. Вместе с тем, канат без электрической линии, такой как тросовый канат, можно, если необходимо задействовать. [0035] It was found that the firing punch, locator, and airborne controller together should be sized and configured to be deployed in the well as an autonomous unit. In this application, “stand-alone unit” means that the layout does not have direct control from the surface. In other words, the tool layout does not receive a signal from the surface indicating the time the tool was activated. Preferably, the layout of the tool is released into the well without a working rope. The layout of the tool either falls due to gravity in the well, or is pumped to the bottom of the well. At the same time, a rope without an electric line, such as a cable rope, can be used if necessary.
[0036] В другом аспекте, компоновку автономного стреляющего перфоратора развертывают в скважине после устранения условия выпадения проппанта. Компоновку стреляющего перфоратора применяют для простреливания новой группы перфораций на интервале первой продуктивной зоны. Таким образом, новый гидроразрыв пласта может быть инициирован в указанной продуктивной зоне. [0036] In another aspect, an autonomous firing gun assembly is deployed in the well after eliminating proppant failure conditions. The arrangement of a shooting perforator is used to shoot a new group of perforations in the interval of the first productive zone. Thus, a new hydraulic fracturing can be initiated in the specified production zone.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0037] Для лучшего понимания настоящего изобретения к описанию приложены некоторые иллюстрации, схемы и/или блок-схемы последовательности операций способа. Следует отметить, что на чертежах показаны только выбранные варианты осуществления изобретений, не ограничивающие их объем, поскольку изобретения могут иметь другие равно эффективные варианты осуществления и применения. [0037] For a better understanding of the present invention, some illustrations, diagrams, and / or flowcharts of the process are attached to the description. It should be noted that the drawings show only selected embodiments of the inventions, not limiting their scope, since the invention may have other equally effective embodiments and applications.
[0038] На фиг. 1A - 1F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины. Скважина проходит процедуру заканчивания, в которой постадийно применяют стреляющие перфораторы и уплотнительные шарики для перфорационных отверстий. Данная процедура является общеизвестной. [0038] FIG. 1A - 1F show a sequence of side views of the bottom of the well. The well goes through a completion procedure in which firing punchers and sealing balls for perforations are used in stages. This procedure is well known.
[0039] На фиг. 1A представлена скважина снабженная креплением в виде эксплуатационной обсадной колонны. Пакеры для кольцевого пространства установлены по длине скважины для разобщения выбранных подземных зон. Зоны указаны позициями ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. [0039] FIG. 1A shows a well provided with an attachment in the form of an operational casing string. Packers for the annular space are installed along the length of the well to isolate selected underground zones. Zones are indicated by ʺAʺ, ʺBʺ and ʺCʺ.
[0040] На фиг. 1B проиллюстрирована перфорированная зона A скважины. Дополнительно, образованы трещины в подземном пласте в зоне A с применением гидравлического разрыва по любой известной методике. [0040] FIG. 1B, a perforated zone A of a well is illustrated. Additionally, cracks are formed in the subterranean formation in zone A using hydraulic fracturing by any known technique.
[0041] На фиг. 1C проиллюстрировано, что установлена пробка смежно с пакером между зонами A и B. Дополнительно, стреляющий перфоратор показан выполняющим новые перфорации в зоне B. [0041] FIG. 1C, it is illustrated that a plug is adjacent to the packer between zones A and B. Additionally, a firing punch is shown performing new perforations in zone B.
[0042] На фиг. 1D проиллюстрирована закачка текучей среды гидроразрыва пласта или суспензии в скважину, с искуственными трещинами, создаваемыми в подземном пласте в зоне B. [0042] FIG. 1D illustrates the injection of a fracturing fluid or suspension into a well, with artificial fractures created in the subterranean formation in zone B.
[0043] На фиг. 1E проиллюстрировано, что уплотнительные шарики для перфорационных отверстий сброшены в скважину, в результате уплотнены перфорации в зоне B. Дополнительно, стреляющий перфоратор теперь показан в зоне C. Перфорируется обсадная колонна в зоне C. [0043] FIG. 1E, it is illustrated that the sealing balls for the perforations are dropped into the well, as a result of which the perforations in zone B are sealed. Additionally, the firing drill is now shown in zone C. The casing is perforated in zone C.
[0044] На фиг. 1F проиллюстрирована закачка текучей среды гидроразрыва пласта или суспензии в скважину. Искуственные трещины создаются в подземном пласте в зоне C. [0044] FIG. 1F illustrates pumping a fracturing fluid or suspension into a well. Artificial cracks are created in the subterranean formation in zone C.
[0045] На фиг. 2A через 2F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины. Скважина проходит процедуру заканчивания, в которой постадийно применяются стреляющие перфораторы и пробки. Данная процедура является общеизвестной. [0045] FIG. 2A through 2F is a sequence of side views of the bottom of the well. The well goes through a completion procedure in which firing punchers and plugs are applied in stages. This procedure is well known.
[0046] На фиг. 2A представлена скважина с креплением в виде эксплуатационной обсадной колонны. Пакеры для кольцевого пространства установлены на отрезке длины скважины для разобщения выбранных подземных зон. Зоны указаны позициями ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. [0046] FIG. 2A shows a well with an operational casing string. Packers for the annular space are installed on a segment of the length of the well to isolate selected underground zones. Zones are indicated by ʺAʺ, ʺBʺ and ʺCʺ.
[0047] На фиг. 2B проиллюстрирована зона A скважины, проперфорированная с применением стреляющего перфоратора. Пробка спущена в скважину со стреляющим перфоратором. [0047] FIG. 2B illustrates well zone A perforated using a firing punch. The cork is lowered into the well with a firing punch.
[0048] На фиг. 2C проиллюстрировано, что образованы трещины в подземном пласте в зоне A с применением текучей среды гидроразрыва пласта. Проппант виден теперь размещенным в кольцевом пространстве в зоне A. [0048] FIG. 2C, it is illustrated that cracks have been formed in the subterranean formation in zone A using fracturing fluid. The proppant is now visible placed in the annular space in zone A.
[0049] На фиг. 2D проиллюстрировано, что вторая пробка установлена смежно с пакером между зонами B и C. Дополнительно, стреляющий перфоратор показан выполняющим перфорации в зоне B. [0049] FIG. 2D, it is illustrated that the second plug is adjacent to the packer between zones B and C. Additionally, a firing punch is shown performing perforations in zone B.
[0050] На фиг. 2E проиллюстрировано, что текучая среда гидроразрыва пласта закачивается в скважину с искуственными трещинами, создаваемыми в подземном пласте в зоне B. [0050] FIG. 2E illustrates that a fracturing fluid is pumped into a well with artificial fractures created in a subterranean formation in zone B.
[0051] На фиг. 2F проиллюстрировано, что третья пробка установлена смежно с пакером между зонами B и C. Дополнительно, стреляющий перфоратор показан выполняющим перфорации в зоне C. [0051] FIG. 2F, it is illustrated that the third plug is adjacent to the packer between zones B and C. Additionally, a firing punch is shown performing perforations in zone C.
[0052] На фиг. 3A - 3F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины. Скважина проходит процедуру заканчивания, в которой постадийно применяются стреляющие перфораторы, муфты для гидроразрыва и сброшенные шары. Данная процедура является известной. [0052] FIG. 3A to 3F show a sequence of side views of the bottom of the well. The well undergoes a completion procedure in which firing perforators, hydraulic fracturing couplings and discarded balls are used in stages. This procedure is known.
[0053] На фиг. 3A представлена скважина с креплением в виде эксплуатационной обсадной колонны. Пакеры для кольцевого пространства установлены на отрезке длины скважины для разобщения выбранных подземных зон. Зоны указаны позициями ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. [0053] FIG. 3A shows a well with an operational casing string. Packers for the annular space are installed on a segment of the length of the well to isolate selected underground zones. Zones are indicated by ʺAʺ, ʺBʺ and ʺCʺ.
[0054] На фиг. 3B проиллюстрировано, что шар сброшен на муфту гидроразрыва в зоне A. [0054] FIG. 3B, it is illustrated that the ball is dropped onto a fracture sleeve in zone A.
[0055] На фиг. 3C проиллюстрировано, что гидравлическое давление приложено для открытия муфты для гидроразрыва в зоне A с помощью закачивания текучей среды гидроразрыва пласта в скважину. Дополнительно, трещины создаются в подземном пласте в зоне A. Проппант виден размещенным теперь в кольцевом пространстве в зоне A. [0055] In FIG. 3C, it is illustrated that hydraulic pressure is applied to open a fracturing sleeve in zone A by pumping fracturing fluid into a well. Additionally, cracks are created in the subterranean formation in zone A. The proppant is visible placed now in the annular space in zone A.
[0056] На фиг. 3D проиллюстрировано, что второй шар сброшен. Шар сел на муфту гидроразрыва в зоне B. [0056] FIG. 3D illustrates that the second ball is dropped. The ball sat on the fracturing sleeve in zone B.
[0057] На фиг. 3E проиллюстрировано, что гидравлическое давление приложено для открытия муфты для гидроразрыва в зоне B с помощью закачивания текучей среды гидроразрыва пласта в скважину. Дополнительно, трещины создаются в подземном пласте в зоне B. Проппант виден размещенным теперь в кольцевом пространстве в зоне B. [0057] FIG. 3E, it is illustrated that hydraulic pressure is applied to open the fracturing sleeve in zone B by pumping the fracturing fluid into the well. Additionally, cracks are created in the subterranean formation in zone B. The proppant is visible placed now in the annular space in zone B.
[0058] На фиг. 3F проиллюстрировано, что третий шар сброшен. Шар сел на муфту гидроразрыва в зоне C. Зона C готова для обработки. [0058] FIG. 3F illustrates that the third ball is dropped. The ball sat on the fracturing sleeve in zone C. Zone C is ready for processing.
[0059] На фиг. 4A - 4F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины. Скважина проходит процедуру заканчивания, в кторой применяется запорная арматура, при этом приведение в действие или перемещение запорной арматуры открывает окно в эксплуатационной обсадной колонне в новаторском варианте применения. [0059] FIG. 4A to 4F show a sequence of side views of the bottom of the well. The well undergoes a completion procedure, in which shutoff valves are used, while actuating or moving shutoff valves opens a window in the production casing in an innovative application.
[0060] На фиг. 4A представлена скважина со скользящей муфтой, свинченной в одну линию с эксплуатационной обсадной колонной. Шар подается насосом в скважину для приведения в действие скользящей муфты. [0060] FIG. 4A shows a well with a sliding sleeve screwed in line with a production casing. The ball is pumped into the well to actuate the sliding sleeve.
[0061] На фиг. 4B проиллюстрировано, что шар сел в седло скользящей муфты. Муфта приведена в действие, окно открылось. В дополнение, гидравлическая текучая среда закачивается в скважину для открытия небольших трещин. [0061] FIG. 4B illustrates that the ball is seated in a saddle of a sliding sleeve. The clutch is actuated, the window has opened. In addition, hydraulic fluid is pumped into the well to open small cracks.
[0062] На фиг. 4C показан другой вид скважины фиг. 4A. Здесь разрывной диск подается насосом вниз по стволу скважины. [0062] FIG. 4C shows another view of the well of FIG. 4A. Here, the rupture disk is pumped down the wellbore.
[0063] На фиг. 4D проиллюстрировано, что разрывной диск сел в седло перегородки. Седло расположено выше по потоку от скользящей муфты. В дополнение, эксплуатационная обсадная колонна проперфорирована выше седла перегородки. [0063] FIG. 4D illustrates that the rupture disk sits in the saddle of the septum. The seat is located upstream of the sliding sleeve. In addition, the production casing is perforated above the baffle seat.
[0064] На фиг. 4E показан другой вид скважины фиг. 4A. Здесь, текучая среда гидроразрыва пласта закачивается вниз по стволу скважины и проходит через перфорации. В подземном пласте образуются трещины. [0064] FIG. 4E shows another view of the well of FIG. 4A. Here, the fracturing fluid is pumped down the wellbore and passes through the perforations. Cracks form in the subterranean formation.
[0065] На фиг. 4F проиллюстрировано, что текучую среду гидроразрыва пласта продолжают закачивать вниз по стволу скважины в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на перфорациях. Давление закачивания обусловило прорыв разрывного диска, обеспечивающий суспензии перемещение вниз по стволу скважины и в направлении к открытым окнам. [0065] FIG. 4F illustrates that fracturing fluid continues to be pumped down the wellbore in response to the occurrence of proppant prolapse conditions. The injection pressure led to a breakthrough of the rupture disk, allowing the suspension to move down the wellbore and towards open windows.
[0066] На фиг. 5A и 5B проиллюстрирован альтернативный способ заканчивания перфорированной скважины. Здесь разрывной диск вновь посажен в седло перегородки. Вместе с тем, вместо применения скользящей муфты, скважина отдельно проперфорирована ниже разрывного диска. [0066] FIG. 5A and 5B illustrate an alternative method for completing a perforated well. Here, the rupture disk is again seated in the saddle of the partition. However, instead of using a sliding sleeve, the well is separately perforated below the burst disk.
[0067] На фиг. 5A представлена скважина с разрывным диском, севшим в седло перегородки. Скважина приняла перфорации, как выше, так и ниже седла перегородки. В подземном пласте проводят гидроразрыв через верхние перфорации. [0067] FIG. 5A shows a borehole with a rupture disc that sits in a saddle of a septum. The well accepted perforations, both above and below the baffle saddle. In the underground reservoir, hydraulic fracturing is carried out through the upper perforations.
[0068] На фиг. 5B показан другой вид скважины фиг. 5A. Текучую среду гидроразрыва пласта продолжают закачивать вниз по стволу скважины в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на верхних перфорациях. Давление закачивания обусловило прорыв разрывного диска, обеспечивающий суспензии перемещение вниз по стволу скважины и к нижним перфорациям. [0068] FIG. 5B shows another view of the well of FIG. 5A. Hydraulic fracturing continues to be pumped down the wellbore in response to the occurrence of proppant prolapse conditions on the upper perforations. The injection pressure led to the breakthrough of the rupture disk, providing the suspension moving down the wellbore and to the lower perforations.
[0069] На фиг. 5C представлена скважина с шаром, севшим в пробку для гидроразрыва. В стволе скважины размещены перфорации, как выше, так и ниже пробки для гидроразрыва. В подземном пласте проводят гидроразрыв через верхние перфорации. [0069] FIG. 5C shows a well with a ball sinking into a fracture plug. Perforations are located in the wellbore, both above and below the fracture plug. In the underground reservoir, hydraulic fracturing is carried out through the upper perforations.
[0070] На фиг. 5D показан другой вид скважины фиг. 5C. Текучую среду гидроразрыва пласта продолжают закачивать вниз по стволу скважины в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на верхних перфорациях. Давление закачивания обусловило срез седла в пробке для гидроразрыва, обеспечив суспензии перемещение вниз по стволу скважины и к нижним перфорациям. [0070] FIG. 5D shows another view of the well of FIG. 5C. Hydraulic fracturing continues to be pumped down the wellbore in response to the occurrence of proppant prolapse conditions on the upper perforations. The injection pressure caused a shear of the seat in the plug for fracturing, providing the suspension moving down the wellbore and to the lower perforations.
[0071] На фиг. 6A и 6B проиллюстрирован другой альтернативный способ заканчивания перфорированной скважины. Здесь разрывной диск вновь сел в седло перегородки. Дополнительно, второй нижний разрывной диск сел в седло перегородки ниже нижней группы перфораций. [0071] FIG. 6A and 6B illustrate another alternative method for completing a perforated well. Here, the bursting disk again sat in the saddle of the partition. Additionally, the second lower rupture disk sat in the saddle of the partition below the lower group of perforations.
[0072] На фиг. 6A представлена скважина с верхним разрывным диском, севшим на седло верхней перегородки. В стволе скважины размещены перфорации, как выше, так и ниже верхнего седла перегородки. В подземном пласте проводят гидроразрыв через верхние перфорации. [0072] FIG. 6A shows a well with an upper rupture disc that sits on a saddle of an upper baffle. Perforations are placed in the wellbore, both above and below the upper saddle of the baffle. In the underground reservoir, hydraulic fracturing is carried out through the upper perforations.
[0073] На фиг. 6B показан другой вид скважины фиг. 6A. Текучую среду гидроразрыва пласта продолжают закачивать вниз по стволу скважины в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на верхних перфорациях. Давление закачивания обусловило прорыв верхнего разрывного диска, обеспечивающий суспензии перемещение вниз по стволу скважины и к нижним перфорациям. [0073] FIG. 6B shows another view of the well of FIG. 6A. Hydraulic fracturing continues to be pumped down the wellbore in response to the occurrence of proppant prolapse conditions on the upper perforations. The injection pressure led to a breakthrough of the upper rupture disk, providing the suspension moving down the wellbore and to the lower perforations.
[0074] На фиг. 7A и 7B проиллюстрирован альтернативный способ заканчивания перфорированной скважины. Здесь применяют шаровой обратный клапан в стволе скважины. Скважина отдельно проперфорирована ниже запорной арматуры. [0074] FIG. 7A and 7B illustrate an alternative method for completing a perforated well. Here, a ball check valve is used in the wellbore. The well is separately perforated below the stop valves.
[0075] На фиг. 7A представлена скважина с разрушающимся шаром, севшим в седло. В стволе скважины размещены перфорации, как выше, так и ниже седла. В подземном пласте проводят гидроразрыв через верхние перфорации. [0075] FIG. 7A shows a well with a collapsing ball that sits in the saddle. Perforations are placed in the wellbore, both above and below the saddle. In the underground reservoir, hydraulic fracturing is carried out through the upper perforations.
[0076] На фиг. 7B показан другой вид скважины фиг. 7A. Текучую среду гидроразрыва пласта продолжают закачивать вниз по стволу скважины в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на верхних перфорациях. Давление закачивания обусловило разрушение шара, обеспечив суспензии перемещение вниз по стволу скважины и к нижним перфорациям. [0076] In FIG. 7B shows another view of the well of FIG. 7A. Hydraulic fracturing continues to be pumped down the wellbore in response to the occurrence of proppant prolapse conditions on the upper perforations. The injection pressure caused the destruction of the ball, providing the suspension moving down the wellbore and to the lower perforations.
[0077] На фиг. 8 показана блок схема последовательности этапов способа заканчивания скважины в одном варианте осуществления. В способе применяется запорная арматура, которую можно приводить в действие для открытия воздействию группы окон ниже перфораций, при этом устраняется условие выпадения проппанта. [0077] FIG. 8 is a flowchart of a completion method in one embodiment. The method uses shutoff valves, which can be actuated to open to the action of a group of windows below the perforations, while the condition of proppant loss is eliminated.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF SOME EMBODIMENTS
ОпределенияDefinitions
[0078] При использовании в данном документе термин "углеводород" относится к органическому соединению, включающему в себя в основном, если не исключительно, элементы водород и углерод. Углеводороды могут также включать в себя другие элементы, такие как, но без ограничения этим, галогены, металлы, азот, кислород и/или серу. Углеводороды, в общем, делятся на два класса: алифатические или углеводороды с нормальной цепью, и циклические углеводороды или углеводороды с замкнутой цепью, включающие в себя циклические терпены. Примеры материалов, содержащих углеводород, включают в себя любые формы природного газа, нефть, уголь и битум, которые можно использовать в качестве топлива или преобразовывать в топливо. [0078] As used herein, the term "hydrocarbon" refers to an organic compound that includes mainly, if not exclusively, hydrogen and carbon elements. Hydrocarbons may also include other elements such as, but not limited to, halogens, metals, nitrogen, oxygen and / or sulfur. Hydrocarbons are generally divided into two classes: aliphatic or normal-chain hydrocarbons, and cyclic or closed-chain hydrocarbons, including cyclic terpenes. Examples of hydrocarbon containing materials include any form of natural gas, oil, coal, and bitumen that can be used as fuel or converted to fuel.
[0079] При использовании в данном документе термин "углеводородные текучие среды" относится к углеводороду или смесям углеводородов, являющихся газами или жидкостями. Например, углеводородные текучие среды могут включать в себя углеводород или смеси углеводородов, являющихся газами или жидкостями в пластовых условиях, в условиях переработки или при окружающих условиях (15°C - 20°C и давление 1 атм). Углеводородные текучие среды могут включать в себя, например, нефть, природный газ, угольный метан, сланцевую нефть, пиролизное масло, нефть, пиролизный газ, продукт пиролиза угля и другие углеводороды, находящиеся в газообразном или жидком состоянии. [0079] As used herein, the term "hydrocarbon fluids" refers to a hydrocarbon or mixtures of hydrocarbons that are gases or liquids. For example, hydrocarbon fluids may include hydrocarbon or mixtures of hydrocarbons, which are gases or liquids under formation conditions, processing conditions, or ambient conditions (15 ° C to 20 ° C and a pressure of 1 atm). Hydrocarbon fluids may include, for example, oil, natural gas, coal methane, shale oil, pyrolysis oil, oil, pyrolysis gas, coal pyrolysis product, and other hydrocarbons in a gaseous or liquid state.
[0080] При использовании в данном документе, термины ʺдобываемые текучие средыʺ и ʺтекучие среды полученные при эксплуатацииʺ относятся жидкостям и/или газам, извлеченным из подземного пласта, например, богатого органическими осадками пласта горной породы. Добываемые текучие среды могут включать в себя, как углеводородные текучие среды, так и не углеводородные текучие среды. Текучие среды, полученные при эксплуатации, могут включать в себя, но без ограничения этим, нефть, природный газ, пиролизную сланцевую нефть, газ для химического синтеза, продукт пиролиза угля, двуокись углерода, серoводород и воду (в том числе, пар). [0080] As used herein, the terms "production fluids" and "production fluids" refer to liquids and / or gases extracted from an underground formation, for example, an organic-rich rock formation. Produced fluids may include both hydrocarbon fluids and non-hydrocarbon fluids. Operating fluids may include, but are not limited to, oil, natural gas, pyrolysis shale oil, gas for chemical synthesis, coal pyrolysis product, carbon dioxide, hydrogen sulfide and water (including steam).
[0081] При использовании в данном документе термин "текучая среда" относится к газам, жидкостям и комбинациям газов и жидкостей, а также к комбинациям газов и твердых веществ и комбинациям жидкостей и твердых веществ, и комбинациям газов, жидкостей и твердых веществ. [0081] As used herein, the term "fluid" refers to gases, liquids and combinations of gases and liquids, as well as combinations of gases and solids and combinations of liquids and solids, and combinations of gases, liquids and solids.
[0082] При использовании в данном документе термин ʺгазʺ относится к текучей среде, находящейся в газовой фазе при давлении 1 атм и температуре 15° C. [0082] As used herein, the term "gas" refers to a fluid in the gas phase at a pressure of 1 atm and a temperature of 15 ° C.
[0083] При использовании в данном документе термин ʺнефтьʺ относится к углеводородной текучей среде, содержащей в основном смесь конденсируемых углеводородов. [0083] As used herein, the term "oil" refers to a hydrocarbon fluid containing mainly a mixture of condensable hydrocarbons.
[0084] При использовании в данном документе термин "подземный" относится к геологическим слоям, находящимся ниже земной поверхности. [0084] As used herein, the term "subsurface" refers to geological layers below the earth's surface.
[0085] При использовании в данном документе, термин ʺпластʺ относится к любой поддающейся определению подземной зоне. Пласт может представлять собой один или несколько нефтегазоносных слоев, один или несколько не содержащих углеводороды слоев, кровлю и/или подошву любого геологического пласта. [0085] When used in this document, the term "layer" refers to any identifiable underground zone. The formation may be one or more oil and gas bearing layers, one or more hydrocarbon-free layers, a roof and / or sole of any geological formation.
[0086] Термины ʺзонаʺ или ʺпродуктивная зонаʺ относятся к части пласта, содержащей углеводороды. Альтернативно, пласт может являться водоносным интервалом. [0086] The terms “zone” or “production zone” refer to a portion of a formation containing hydrocarbons. Alternatively, the formation may be an aquifer.
[0087] Для целей настоящей заявки термин ʺэксплуатационная обсадная колоннаʺ включает в себя колонну хвостовика или любое другое трубное изделие, закрепленное в стволе скважины в интервале продуктивной зоны, которое может доходить или может не доходить до поверхности. [0087] For the purposes of this application, the term "production casing" includes a liner or any other tubular product fixed in the wellbore in the interval of the production zone, which may or may not reach the surface.
[0088] При использовании в данном документе термин "скважина" относится к стволу, выполненному под землей с помощью бурения и установки труб под землей. Скважина может иметь, по существу, круглое сечение или сечение другой формы. При использовании в данном документе термин "скважина", относящийся к стволу в пласте, можно использовать взаимозаменяемо с термином "ствол скважины". [0088] As used herein, the term "well" refers to a wellbore made underground by drilling and installing pipes underground. The well may have a substantially circular cross section or a cross section of another shape. As used herein, the term “well”, referring to a wellbore in a formation, may be used interchangeably with the term “wellbore”.
Описание выбранных конкретных вариантов осуществленияDescription of Selected Specific Embodiments
[0089] Изобретения описаны в данном документе для некоторых конкретных вариантов осуществления. Вместе с тем, хотя следующее подробное описание является конкретизированным для частных вариантов осуществления или применения, оно является только иллюстративным и не ограничивает объем изобретений. [0089] The inventions are described herein for some specific embodiments. However, although the following detailed description is specific to particular embodiments or applications, it is only illustrative and does not limit the scope of inventions.
[0090] Некоторые аспекты изобретений описаны с использованием различных фигур. На некоторых фигурах верх чертежа обращен к поверхности, и низ чертежа к забою скважины. Хотя скважины обычно проходят заканчивание, по существу, в вертикальной ориентации, понятно, что скважины могут также проходить заканчивание, будучи наклонно-направленными и/или даже горизонтальными. Когда термины описания "верх и низ" или "верхний" и "нижний" или "ниже" используются со ссылкой на чертежи или в формуле изобретения, они указывают относительное расположение на чертеже или относительно условий формулы изобретения и не обязательно ориентацию в грунте, поскольку настоящее изобретение можно использовать независимо от ориентации скважины. [0090] Some aspects of the inventions are described using various figures. In some figures, the top of the drawing faces the surface, and the bottom of the drawing faces the bottom of the well. Although the wells typically undergo completion in a substantially vertical orientation, it is understood that the wells may also undergo completion by being directional and / or even horizontal. When the terms “upper and lower” or “upper” and “lower” or “lower” are used with reference to the drawings or in the claims, they indicate the relative location in the drawing or relative to the conditions of the claims and not necessarily orientation in the ground, since the present the invention can be used regardless of the orientation of the well.
[0091] Варианты заканчивания скважины в необычных коллекторах имеют увеличенную длину. Как в вертикальных, так и в горизонтальных стволах, такие скважины требуют размещения многочисленных групп перфораций и многочисленных трещин. Известные варианты заканчивания, в свою очередь, требуют добавления скважинного оборудования, которое увеличивает стоимость, сложность и риск таких вариантов заканчивания. [0091] Completion options in unusual reservoirs have an increased length. Both in vertical and horizontal shafts, such wells require the placement of numerous groups of perforations and numerous fractures. Known completion options, in turn, require the addition of downhole equipment that increases the cost, complexity, and risk of such completion options.
[0092] Известно несколько методик для гидроразрыва многочисленных зон в стволах скважин с большим отходом, свойственных для работ по добыче углеводородов. Одна такая методика включает в себя применение стреляющих перфораторов и уплотнительных шариков для перфорационных отверстий, спускаемых в скважину поэтапно. [0092] Several techniques are known for fracturing multiple zones in large well boreholes typical of hydrocarbon production operations. One such technique involves the use of shooting perforators and sealing balls for perforations that are lowered into the well in stages.
[0093] На фиг. 1A - 1F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины 100 с большим отходом. Скважина 100 проходит процедуру заканчивания, в которой постадийно применяют стреляющие перфораторы 150 и уплотнительные шарики 160 для перфорационных отверстий. [0093] FIG. 1A-1F show a sequence of side views of the lower portion of well 100 with large waste. Well 100 undergoes a completion procedure in which
[0094] Первое, на фиг. 1A представлена скважина 100. Скважина 100 имеет крепление эксплуатационной обсадной колонной 120. Эксплуатационную обсадную колонну 120 образует длинный ряд трубных звеньев, свинченных с помощью резьбовых соединений торец к торцу. Эксплуатационная обсадная колонна 120 обеспечивает ствол 105 для транспортировки текучих сред в скважину 100 и из скважины 100. [0094] First, in FIG. 1A, well 100 is shown. Well 100 is secured by
[0095] Эксплуатационная обсадная колонна 120 располагается в окружающем подземном пласте 110. Пакеры для кольцевого пространства установлены по длине обсадной колонны 120 для разобщения выбранных подземных зон. Три иллюстративных зоны показаны на фиг. 1, указаны, как ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. Пакеры, в свою очередь, обозначены позициями 115A, 115B, 115C и 115D и, в общем, размещены между зонами. [0095]
[0096] Требуется выполнить перфорирование и гидроразрыв пласта в каждой из зон A, B и C. На фиг. 1B проиллюстрирована проперфорированная зона A. Перфорации 125A выполнены с помощью детонирования зарядов, связанных со стреляющим перфоратором 150. Дополнительно, трещины 128A созданы в подземном пласте 110 в зоне A. Трещины 128A созданы с применением гидравлического разрыва по любой известной методике. [0096] It is required to perform perforation and hydraulic fracturing in each of zones A, B, and C. FIG. 1B illustrates the perforated zone A. The
[0097] Отмечено, что в соединении с созданием трещин 128A применяется гидравлическая текучая среда 145 с проппантом. Проппант обычно является песком и применяетcя для сохранения трещины 128A открытой после сброса гидравлического давления на пласт 110. Также отмечено, что после нагнетания рабочей текучей среды 145 тонкий кольцевой гравийный фильтр остается в зоне, образованной между обсадной колонной 120 и окружающим пластом 110. Указанное видно между пакерами 115A и 115B. Гравийный фильтр предпочтительно поддерживает окружающий пласт 110 и помогает удерживать мелкие фракции от проникновения в ствол 105. [0097] It is noted that in conjunction with the creation of
[0098] На следующем этапе выполняют гидроразрыв зоны B. Данное показано на фиг. 1C. На фиг. 1C проиллюстрировано, что пробка 140 установлена смежно с пакером 115B между зонами A и B. Дополнительно, стреляющий перфоратор 150 установлен в зоне B. Дополнительные заряды, связанные со стреляющим перфоратором, 150 детонируют, получая перфорации 125B. [0098] In the next step, fracturing of zone B is performed. This is shown in FIG. 1C. In FIG. 1C, it is illustrated that
[0099] Затем, как показано на фиг. 1D текучую среду 145 гидроразрыва закачивают в ствол 105. Искуственные трещины 128B создаются в подземном пласте 110 в зоне B. В дополнение, новый стреляющий перфоратор 150 спущен в скважину 100 и установлен в зоне C. Уплотнительные шарики 160 для перфорационных отверстий сброшены в скважину. [0099] Then, as shown in FIG.
[00100] На фиг. 1E проиллюстрирован следующий этап заканчивания многозонной скважины 100. На фиг. 1E, уплотнительные шарики 160 для перфорационных отверстий попали в ствол 105 и сели в зоне B. Уплотнительные шарики 160 для перфорационных отверстий уплотняют перфорации 125B. [00100] FIG. 1E illustrates the next step in completing a
[00101] На фиг. 1E также отмечено, что стреляющий перфоратор 150 поднят в стволе 100 до зоны C. Оставшиеся заряды, связанные со стреляющим перфоратором 150, детонируют, получая новые перфорации 125C. После перфорирования текучая среда 145 гидроразрыва подается насосом в ствол 105 за стреляющим перфоратором 150. [00101] In FIG. 1E, it is also noted that the
[00102] Наконец, на фиг. 1F проиллюстрировано дополнительное закачивание текучей среда 145 гидроразрыва в скважину 100. Конкретно, текучую среду 145 гидроразрыва закачивают через новые перфорации 125C в зоне C. Искуственные трещины 128C созданы в подземном пласте 120 в зоне C. Заряды ВВ в стреляющем перфораторе 150 израсходованы и стреляющий перфоратор поднимают из скважины 100. [00102] Finally, in FIG. 1F illustrates additional injection of fracturing
[00103] Процедура многозонного заканчивания фиг. 1A - 1F известна как способ ʺПерфорирования точно в срокʺ (JITP). Способ JITP представляет собой высокоэффективный способ, вследствие того, что текучую среду гидроразрыва пласта можно подавать в скважину, когда стреляющий перфоратор находится в скважине. Когда перфорации пробиты и трещины созданы, сбрасывают уплотнительные шарики для перфорационных отверстий. Когда уплотнительные шарики для перфорационных отверстий садятся на перфорации, стреляющий перфоратор отстреливают в следующей зоне. Данные этапы повторяют для многочисленных зон до израсходования всех зарядов стреляющих перфораторов. Затем устанавливают новую пробку 140, и процесс начинают сначала. [00103] The multi-zone completion procedure of FIG. 1A - 1F is known as the Just Perforate Punching (JITP) method. The JITP method is a highly efficient method, due to the fact that the hydraulic fracturing fluid can be fed into the well when the firing hammer is in the well. When perforations are broken and cracks are created, the sealing balls for the perforations are discarded. When the sealing balls for the perforation holes sit on the perforation, the firing hammer drill is shot in the next zone. These steps are repeated for numerous zones until all charges of firing perforators are used up. A
[00104] Способ JITP требует малых объемов промывки и дает возможность управлять выпадениями проппанта в зонах. Вместе с тем, способ требует разбуривания многочисленных пробок в скважине с большим отходом. В дополнение, даже данная процедура является уязвимой по выпадению проппанта в самой верхней зоне на стадии многозонной обработки. В этой связи, если возникает выпадение проппанта вдоль иллюстративной зоны C во время закачивания, должна проводиться промывка скважины. Указанное имеет место, поскольку суспензию 145 невозможно полностью закачать через перфорации 125C и в пласт, вследствие присутствия уплотнительных шариков 160 для перфорационных отверстий в зоне B и мостовой пробки 140 выше зоны A. [00104] The JITP method requires small volumes of washing and makes it possible to control proppant deposition in zones. However, the method requires drilling numerous plugs in the well with a large waste. In addition, even this procedure is vulnerable to proppant loss in the uppermost zone at the multi-zone processing stage. In this regard, if proppant prolapse occurs along illustrative zone C during injection, the well should be flushed. This is because the
[00105] Альтернативная процедура заканчивания, которую применяют, является традиционной методикой установки мостовой пробки и перфорирования ʺPlug and Perfʺ. Данное проиллюстрировано на фиг. 2A - 2F. На чертежах фиг. 2 представлена последовательность установки на видах сбоку нижней части скважины 200. Скважина 200 проходит процедуру заканчивания, в которой постадийно применяют пробки 240 для перфорирования и стреляющие перфораторы 250. [00105] An alternative completion procedure that is used is a conventional plug and perforation plug and perforation technique. This is illustrated in FIG. 2A - 2F. In the drawings of FIG. 2 shows the installation sequence in side views of the lower part of
[00106] На фиг. 2A представлена скважина 200 с креплением эксплуатационной обсадной колонной 220. Скважина 200 является идентичной скважине 100 фиг. 1A. Скважина 200 имеет крепление эксплуатационной обсадной колонной 220. Эксплуатационная обсадная колонна 220 обеспечивает ствол 205 для транспортировки текучих сред в скважину 200 и из скважины 200. Эксплуатационная обсадная колонна 220 располагается в окружающем подземном пласте 210. [00106] In FIG. 2A shows a well 200 with a
[00107] Пакеры для кольцевого пространства вновь расположены вдоль обсадной колонны 220 для разобщения выбранных подземных зон, идентифицированных, как ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. Пакеры, в свою очередь, обозначены позициями 215A, 215B, 215C и 215D. [00107] The packers for the annular space are again located along the
[00108] Для заканчивания скважины 200 каждую из зон A, B и C перфорируют. На фиг. 2B стреляющий перфоратор 250 спущен в ствол 205. Стреляющий перфоратор 250 установлен в зоне A. Перфорации 225A созданы в эксплуатационной обсадной колонне 120 с помощью детонирования зарядов, связанных со стреляющим перфоратором 250. [00108] To complete well 200, each of zones A, B, and C is perforated. In FIG. 2B, the perforating
[00109] Вмсте со стреляющим перфоратором 250 установлена пробка 240A. На практикe пробку 240A обычно спускают в ствол 205 на нижнем конце стреляющего перфоратора на каротажном кабеле 255. Другими словами, пробку 240A и стреляющий перфоратор 250 спускают в скважину 200 вместе перед детонированием зарядов. [00109] Together with the firing
[00110] Затем, текучую среду 245 гидроразрыва нагнетают во вновь созданные перфорации 225A. Текучая среда 245 гидроразрыва с проппантом нагнетается под давлением для прохода через перфорации 225A и в пласт 210. Таким способом создают искуственные трещины 228A. [00110] Then, the fracturing
[00111] На фиг. 2C проиллюстрировано, что трещины 228A созданы в подземном пласте 210 в зоне A. Проппант теперь виден рсполагающимся в кольцевом пространстве в зоне A. Таким образом, образуется в некотором роде гравийный фильтр. [00111] In FIG. 2C, it is illustrated that
[00112] В способе заканчивания, показанном на чертежах последовательности фиг. 2, процесс перфорирования и гидроразрыва пласта в зоне A повторяется в соединении с зонами B и C. На фиг. 2D проиллюстрировано, что второй стреляющий перфоратор 250 и вторая пробка 240B спущены в скважину 200. Стреляющий перфоратор 250 установлен в зоне B, а пробка 240B установлена смежно с пакером 215B. Дополнительно, заряды связанные со стреляющим перфоратором 250 детонировали, выполнив новые перфорации 225B в зоне B. [00112] In the completion method shown in the drawings of the sequence of FIG. 2, the punching and fracturing process in zone A is repeated in conjunction with zones B and C. FIG. 2D, it is illustrated that the
[00113] Затем текучую среду 245 гидроразрыва нагнетают во вновь созданные перфорации 225B. Текучую среду 245 гидроразрыва с проппантом нагнетают под давлением для прохода через перфорации 225B и в пласт 210. Таким способом, и как показано на фиг. 2E, создают новые искуственные трещины 228A. [00113] Then, the fracturing
[00114] Процесс ʺPlug and Perfʺ повторяется для зоны C. На фиг. 2F проиллюстрировано, что третий стреляющий перфоратор 250 спущен в ствол 205 смежно с зоной C, и третья пробка 24°C установлена смежно с пакером между зонами B и C. Дополнительно, стреляющий перфоратор 250 показан выполняющим перфорации в зоне C. Понятно что трещины (не показано) затем создаются в подземном пласте 210 в зоне C с применением текучей среды гидроразрыва пласта (также не показано). [00114] The “Plug and Perf” process is repeated for zone C. In FIG. 2F, it is illustrated that the third
[00115] Для перфорирования многочисленных зон, процесс ʺPlug and Perfʺ требует применения многочисленных отдельных пробок. Данные пробки, в свою очередь, должны разбуриваться до начала эксплуатации. Дополнительно, процесс ʺPlug and Perfʺ требует больших объемов промывки и является также уязвимым для выпадения проппанта. В этой связи, если возникает выпадение проппанта в любой зоне во время закачивания, должна проводиться промывка скважины. Указанное происходит, поскольку суспензия не может полностью закачиваться через перфорации и в пласт или дальше вниз по стволу скважины, вследствие присутствия мостовой пробки (такой как пробка 240C) непосредственно ниже проектной зоны. [00115] To perforate multiple zones, the Plug and Perf process requires the use of numerous separate plugs. These plugs, in turn, must be drilled before operation. Additionally, the “Plug and Perf” process requires large volumes of flushing and is also vulnerable to proppant loss. In this regard, if proppant prolapse occurs in any zone during injection, the well should be flushed. This happens because the suspension cannot be completely pumped through the perforations and into the formation or further down the wellbore due to the presence of a bridge plug (such as a 240C plug) immediately below the project area.
[00116] Еще одна процедура заканчивания, которую применяют, включает в себя установку многочисленных муфт для гидроразрыва (или ʺмуфт гидроразрываʺ) вдоль эксплуатационной обсадной колонны. Указанное известно, как заканчивание ʺс шаром и муфтойʺ. Методика заканчивания с шаром и муфтой проиллюстрирована на фиг. 3A - 3F. На чертежах фиг. 3 представлен ряд видов сбоку нижней части скважины 300. Скважина 300 проходит процедуру заканчивания, где постадийно применяют муфты 321 гидроразрыва. [00116] Another completion procedure that is used includes installing multiple fracturing couplings (or “fracturing couplings”) along the production casing. The above is known as ending “with ball and sleeve”. The completion technique with ball and sleeve is illustrated in FIG. 3A - 3F. In the drawings of FIG. Figure 3 shows a number of side views of the lower part of
[00117] Первым на фиг. 3A представлена скважина 300. Скважина 300 является идентичной скважине 100 фиг. 1A. Скважина 300 имеет крепление эксплуатационной обсадной колонной 320, которое обеспечивает ствол 305 для транспортировки текучих сред в скважину 300 и из нее. Пакеры 315A, 315B, 315C 315D для кольцевого пространства установлены по длине обсадной колонны 320 для разобщения выбранных подземных зон. Зоны указаны позициями ʺAʺ, ʺBʺ и ʺCʺ. [00117] The first in FIG. 3A shows well 300. Well 300 is identical to well 100 of FIG. 1A. Well 300 has an
[00118] В способах заканчивания, показанных в последовательностях фиг. 1 и фиг. 2, каждую из зон A, B и C последовательно перфорируют. Вместе с тем, в последовательности процесса заканчивания фиг. 3 применяютcя муфты 321A, 321B, 321C для гидроразрыва. Муфты 321A, 321B, 321C для гидроразрыва последовательно открывают, применяя шары 323A, 323B, 323C. Указанное обеспечивает открытие окон воздействию на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны 320. [00118] In the completion methods shown in the sequences of FIG. 1 and FIG. 2, each of zones A, B, and C is sequentially perforated. However, in the sequence of the completion process of FIG. 3, 321A, 321B, 321C couplings are used for fracturing.
[00119] Посмотрев теперь на фиг. 3B, можно видеть, что муфта 321А для гидроразрыва установлена в зоне A. Шар 323A сброшен в скважину 300 и сел в седло, связанное с муфтой 321А для гидроразрыва. [00119] Referring now to FIG. 3B, it can be seen that fracturing
[00120] На фиг. 3C проиллюстрировано, что гидравлическое давление приложено для открытия муфты 321А для гидроразрыва. Уканное произведено с помощью закачивания текучей среды 345 гидроразрыва в ствол 305. Как показано на фиг. 3C, текучая среда 345 гидроразрыва проходит через муфту 321А для гидроразрыва в кольцевую зону между эксплуатационной обсадной колонной 320 и окружающим подземным пластом 310 и в сам пласт 310. Трещины 328A создаются в подземном пласте 310 в зоне A. Дополнительно, теперь виден проппант размещенный в кольцевом пространстве в зоне A. [00120] In FIG. 3C, it is illustrated that hydraulic pressure is applied to open the
[00121] В способе заканчивания последовательности чертежей фиг. 3 процесс открытия муфты и гидроразрыва пласта в зоне A повторяется в соединении с зонами B и C. На фиг. 3D проиллюстрировано, что второй шар 323B сброшен в скважину 300 и сел на муфту 321B. Муфта 321B располагается в зоне B. [00121] In the method of completing the sequence of the drawings of FIG. 3, the process of opening the sleeve and hydraulic fracturing in zone A is repeated in conjunction with zones B and C. FIG. 3D illustrates that the
[00122] На фиг. 3E проиллюстрировано, что гидравлическое давление приложено для открытия муфты 321В гидроразрыва. Указанное производят с помощью закачивания текучей среды 345 гидроразрыва в скважину 300. Трещины создаются в подземном пласте 310 в зоне B. Проппант виден размещенным теперь в кольцевом пространстве в зоне B. [00122] In FIG. 3E, it is illustrated that hydraulic pressure is applied to open the
[00123] Процесс ʺс шаром и муфтойʺ повторяют для зоны C. На фиг. 3F проиллюстрировано, что третий шар 323C сброшен в ствол 305. Шар 323C сел на муфту 321С гидроразрыва смежно с зоной C. Понятно что трещины (не показано) затем создаются в подземном пласте 310 в зоне C. [00123] The “ball and sleeve” process is repeated for zone C. FIG. 3F illustrates that the
[00124] Применение муфт 321A, 321B, 321C, как показано на последовательности фиг. 3 уменьшает объемы промывки, требуемые для заканчивания. Данное, в свою очередь, уменьшает отрицательное воздействие на окружающую среду. Одновременно, применение многочисленных муфт создает более высокий риск, связанный с оборудованием и более высокий риск выпадения проппанта. Если возникает выпадение проппанта в любой зоне во время закачивания, должна проводиться промывка скважины. Указанное происходит, поскольку суспензию не могут полностью перекачать через перфорации и в пласт, вследствие присутствия уплотненной муфты. [00124] The use of
[00125] С получением признания необходимости ʺвысокоточной обработки пласта для интенсификации притокаʺ число стадий могут увеличивать в будущем для данного отрезка длины скважины. Вместе с тем, опыт собработки пласта для интенсификации притока в одной зоне показал, что при делении ствола на более мелкие участки для обработки риск выпадения проппанта увеличивается. Данное означает, что шансы закачивания в легко обрабатываемую горную породу уменьшаются. Устранение нарушении от выпадения проппанта для заканчивания только с муфтами гидроразрыва является очень затратным и обычно включает в себя подземный ремонт скважины и удаление (т.e., разрушение) оборудования, размещенного в скважине во время операций бурения. [00125] With the recognition of the need for “high-precision reservoir treatment to stimulate the influx”, the number of stages may increase in the future for a given length of the well. At the same time, the experience of working the formation to stimulate the inflow in one zone showed that when dividing the trunk into smaller areas for processing, the risk of proppant loss increases. This means that the chances of pumping into easily processed rock are reduced. Eliminating the proppant failure for completion only with hydraulic fracturing couplings is very costly and usually involves underground well repair and removal (i.e., destruction) of equipment placed in the well during drilling operations.
[00126] По данным и возможным другим причинам требуется модифицировать процедуры, представленные в процессах, последовательности фиг. 1, последовательности фиг. 2 и последовательности фиг. 3. Конкретно, требуется замена скважинных пробок и муфт запорной арматурой, которая создает барьер для текучей среды, но при этом барьер для текучей среды может быть избирательно удален с применением увеличенных давлений закачивания для открытия воздействию окна, проходящего через эксплуатационную обсадную колонну. В данном способе суспензию можно закачивать через открытое при этом воздействию окно. Данное обеспечивает непрерывное закачивание текучих сред гидроразрыва пласта в скважине, даже когда возникает выпадение проппанта. [00126] For these and possible other reasons, it is necessary to modify the procedures presented in the processes, the sequence of FIG. 1, the sequence of FIG. 2 and the sequence of FIG. 3. Specifically, the replacement of the borehole plugs and couplings with shutoff valves, which creates a barrier for the fluid, but the barrier for the fluid can be selectively removed using increased injection pressures to open the window passing through the production casing. In this method, the suspension can be pumped through a window that is open when exposed to this. This ensures continuous injection of fracturing fluids in the well, even when proppant prolapse occurs.
[00127] Различные способы создания запорной арматуры в стволе скважины, который снимает барьер для прохода текучей среды на забое, предусмотрены и описаны ниже. [00127] Various methods for creating shutoff valves in the wellbore, which removes the barrier for the passage of fluid at the bottom, are provided and described below.
[00128] На фиг. 4A - 4F представлена последовательность видов сбоку нижней части скважины 400. Скважина 400 проходит процедуру заканчивания, которая включает в себя перфорацию и гидроразрыв пласта по меньшей мере одной продуктивной зоны. Скважина 400 образует ствол 405, который пройден через подземный пласт 410. На иллюстративной последовательности фиг. 4, заканчивание скважины 400 выполняют в горизонтальной ориентации. [00128] In FIG. 4A-4F show a sequence of side views of the lower portion of
[00129] На фиг. 4A представлена скважина 400. Скважина 400 проходит заканчивание с эксплуатационной обсадной колонной 420. Эксплуатационная обсадная колонна 420 представляет собой ряд стальных трубных звеньев, свинченных торец к торцу. Эксплуатационная обсадная колонна 420 обеспечивает путь для текучих сред в скважину 400 и из нее. [00129] In FIG. 4A, well 400 is shown. Well 400 is being completed with
[00130] Кольцевая зона 415 располагается между эксплуатационной обсадной колонной 420 и окружающим скелетом горной породы подземного пласта 410. Кольцевая зона 415 заполнена цементом, как известно в технике бурения и заканчивания. В случае применения так называемых набухающих пакеров в кольцевой зоне 415 (см., например, пакеры 115A, 115B, 115C и 115D набор чертежей фиг. 1), кольцевую зону 415 не цементируют. [00130] The
[00131] Муфта 440 для гидроразрыва установлена в эксплуатационной обсадной колонне 420. Муфта 440 для гидроразрыва образует гидравлически управляемую запорную арматуру. Данная запорная арматура может представлять собой, например, Falcon Hydraulic-Actuated Valve от компании Schlumberger limited, Sugar Land, Texas. Муфта 440 для гидроразрыва включает в себя седло 442. Седло 442 выполнено с размерами для приема шара 450. Как показано на фиг. 4A, шар 450 сброшен и перемещается вниз по стволу 400 скважины, как указано стрелкой B, к седлу 442. После посадки в седло 442 шар 450 должен герметизировать сквозное отверстие 445 в муфте 440. [00131]
[00132] Как показано на фиг. 4A, скважина 400 также включает в себя седло 462 перегородки. Седло 462 перегородки образует переводник, который свинчен в линию с эксплуатационной обсадной колонной 420. Седло 462 перегородки выполнено с размерами для приема разрывного диска, показанного на фиг. 4C и 4D позицией 460. [00132] As shown in FIG. 4A, well 400 also includes a
[00133] На фиг. 4B представлен следующий вид скважины 400. Здесь, шар 450 сел в седло 442 муфты 460 для гидроразрыва. Шар 450 обеспечивает существенное работающее под давлением уплотнение, создающее барьер для текучей среды в стволе 405. [00133] In FIG. 4B shows the following view of
[00134] На фиг. 4B также проиллюстрировано, что муфта 440 для гидроразрыва переместилась. Данное означает, что шар 450 приложил давление на седло 462, обуславливающее сдвиг муфты 440 открывающий воздействию одно или несколько окон 455. Давление прикладывается с помощью нагнетания текучей среды в скважину и приложения давления текучей среды с применением насосов (не показано) на поверхности. [00134] In FIG. 4B also illustrates that fracturing
[00135] Можно также видеть, что в некоторой степени произошел гидроразрыв пласта. По меньшей мере одна небольшая трещина 458, или ʺмикротрещинаʺ создана в подземном пласте 410 в результате нагнетания текучих сред под давлением. Предпочтительно, текучая среда является рассолом или другой текучей средой на водной основе, которая вторгается в приствольную зону скважины. [00135] You can also see that to some extent fracturing has occurred. At least one
[00136] Ниже фиг. 4C и 4D рассмотрены вместе. На фиг. 4C проиллюстрирована установка разрывного диска 460 в стволе 405. Разрывной диск 460 подается насосом на забой скважины, как указано стрелкой D. На фиг. 4D, разрывной диск 460 сел в седло 462 перегородки. Седло 462 перегородки располагается вблизи муфты 440 для гидроразрыва и непосредственно над вновь открытыми воздействию окнами 455 прохода потока. [00136] Below FIG. 4C and 4D are considered together. In FIG. 4C illustrates the installation of a
[00137] Разрывной диск 460 включает в себя диафрагму или другое чувствительное к воздействию давления устройство. Чувствительное к воздействию давления устройство имеет расчетный параметр прорыва. Когда давление в стволе 405 превышает расчетный параметр прорыва, диск 460 должен прорываться, обеспечивая сквозной проход текучей среды. До прорыва диск 460 создает барьер для прохода текучей среды через ствол 405. [00137] The
[00138] Также на фиг. 4D видна новая группа перфораций 478. Перфорации 478 созданы проходящими сквозь обсадную колонну 420 и в подземный пласт 410. Перфорации простреливались с применением стреляющего перфоратора (не показано). Стреляющий перфоратор может являться избирательно отстреливаемым стреляющим перфоратором, который производит, например, 16 выстрелов. Стреляющий перфоратор имеет связанные заряды, которые детонируют для производства выстрелов из стреляющего перфоратора по окружающей эксплуатационной обсадной колонне 420. Обычно, стреляющий перфоратор 420 содержит столбчатую кассету с кумулятивными зарядами, распределенными по длине стреляющего перфоратора 420 и ориентированными согласно техническим условиям. [00138] Also in FIG. 4D shows a new group of
[00139] Альтернативно, стреляющий перфоратор может быть частью компоновки автономного стреляющего перфоратора, такой как описанная в публикации U.S. Patent Publ. No. 2013/0062055. Компоновка автономного стреляющего перфоратора выполнена с возможностью выпуска в скважину 400 и являться самоуправляемой. В этой связи, компоновка не требует каротажного кабеля и не нуждается в ином механическом соединении или электронном соединении с оборудованием за пределами скважины. Способ доставки на место может включать в себя доставку под действием силы тяжести, подачу насосом или скважинным трактором. [00139] Alternatively, the firing punch may be part of a stand-alone firing punch arrangement, such as described in US Patent Publ. No. 2013/0062055. The layout of the autonomous firing punch is made with the possibility of release into the well 400 and is self-governing. In this regard, the layout does not require a wireline cable and does not need any other mechanical connection or electronic connection with equipment outside the well. The on-site delivery method may include gravity delivery, pumping by a pump or a downhole tractor.
[00140] Компоновка автономного стреляющего перфоратора, в общем, включает в себя стреляющий перфоратор, глубиномер и бортовой контроллер. Глубиномер может являться, например, локатором муфт обсадной колонны, который измеряет магнитный поток, когда компоновка спускается в скважине. Аномалии в магнитном потоке интерпретируют, как муфты обсадной колонны, расположенные по длине обсадной колонны. Местоположение компоновки в стволе скважины становится известным в результате подсчета муфт по длине обсадной колонны, когда компоновка перемещается вниз в скважине. [00140] The layout of a self-contained firing punch generally includes a firing punch, depth gauge, and airborne controller. The depth gauge may, for example, be a casing collar locator that measures magnetic flux when the assembly is lowered into the well. Anomalies in magnetic flux are interpreted as casing couplings located along the length of the casing. The location of the layout in the wellbore becomes known as a result of counting the couplings along the length of the casing when the layout moves down the well.
[00141] Бортовой контроллер запрограммирован для передачи сигнала приведения в действие. Сигнал передается на стреляющий перфоратор, когда компоновка достигла выбранного местоположения на отрезке длины скважины. В варианте фиг. 4B такое местоположение имеет глубину, которая выше муфты 440 для гидроразрыва и находтся в продуктивной зоне. Для подтверждения местоположения контроллер можно предварительно программировать согласно известной каротажной диаграммы обсадной колонны или пласта. Контроллер сравнивает отсчеты, взятые в режиме реального времени локатором муфт обсадной колонны или другим каротажным инструментом с предварительно загруженной каротажной диаграммой. [00141] The on-board controller is programmed to transmit the drive signal. The signal is transmitted to the firing hammer when the layout has reached the selected location on the length of the well. In the embodiment of FIG. 4B, such a location has a depth that is higher than the
[00142] Автономная компоновка может также включать в себя источник электропитания. Источником электропитания могут являться, например, одна или несколько литиевых батарей или аккумуляторная батарея. Источник электропитания должен располагаться в кожухе вместе с бортовым контроллером. Стреляющий перфоратор, средство локации, бортовой контроллер и аккумуляторная батарея вместе имеют размеры и выполнены с возможностью развертывания в стволе скважины, как автономного блока. [00142] The stand-alone arrangement may also include a power source. The power source may be, for example, one or more lithium batteries or a rechargeable battery. The power supply must be located in the casing together with the on-board controller. The firing punch, the location tool, the on-board controller and the battery together are sized and configured to be deployed in the wellbore as an autonomous unit.
[00143] Автономная компоновка образует удлиненный корпус. Компоновка предпочтительно изготовлена из материала, который является хрупким или ʺломкимʺ. В этой связи, он выполнен с возможностью разрушения, когда заряды, связанные со стреляющим перфоратором детонируют. [00143] The stand-alone arrangement forms an elongated body. The arrangement is preferably made of a material that is brittle or “brittle”. In this regard, it is made with the possibility of destruction when the charges associated with the firing punch detonate.
[00144] Компоновка заканчивания предпочтительно оборудована специальным алгоритмом локации инструмента. Алгоритм обеспечивает инструменту точное отслеживание муфт обсадной колонны в пути к выбранному местоположению на забое скважины. Заявка U.S. Patent Appl. No. 13/989,726, зарегистрирована 24 мая 2013 г., раскрывает способ приведения в действие скважинного инструмента в стволе скважины. Данная патентная заявка имеет название ʺMethod of Automatic Control and Positioning of Autonomous Downhole Toolsʺ. Заявка опубликована в публикации U.S. Patent Publ. No. 2013/0255939. [00144] The completion arrangement is preferably equipped with a special tool location algorithm. The algorithm provides the tool with accurate tracking of the casing collars in the path to the selected location at the bottom of the well. US Patent Appl. No. 13 / 989,726, registered May 24, 2013, discloses a method for actuating a downhole tool in a wellbore. This patent application is entitled eth Method of Automatic Control and Positioning of Autonomous Downhole Tools ʺ. The application is published in the publication US Patent Publ. No. 2013/0255939.
[00145] Согласно публикации U.S. Patent Publ. No. 2013/0255939, оператор должен вначале получить набор данных локатора муфт обсадной колонны (ЛМ) из скважины. Указанное предпочтительно выполняют, применяя традиционный локатор муфт обсадной колонны. Локатор муфт обсадной колонны (ЛМ) спускают в скважину на каротажном кабеле или электрическом кабеле для обнаружения магнитных аномалий по длине обсадной колонны. Набор данных ЛМ коррелирует непрерывно записываемые магнитные сигналы с измеренной глубиной. Более конкретно, глубины муфт обсадной колонны можно определять на основе длины и скорости каротажного кабеля, вытягивающего каротажный средство ЛМ. Таким способом, выполняют первую каротажную диаграмму ЛМ для скважины. [00145] According to the publication of US Patent Publ. No. 2013/0255939, the operator must first obtain the casing collar locator (LM) locator dataset from the well. The foregoing is preferably accomplished using a conventional casing collar locator. The casing collar locator (LM) is lowered into the well using a wireline or electric cable to detect magnetic anomalies along the length of the casing. The LM data set correlates continuously recorded magnetic signals with the measured depth. More specifically, the depths of the casing sleeves can be determined based on the length and speed of the wireline cable pulling the wireline tool LM. In this way, perform the first logging diagram LM for the well.
[00146] На практикe первую каротажную диаграмму ЛМ загружают в процессор, который является частью бортового контроллера. Бортовой контроллер обрабатывает данные сигналов глубины, генерируемые локатором муфт обсадной колонны. В одном аспекте бортовой контроллер сравнивает генерируемые сигналы с локатора положения с заданной физической сигнатурой, полученной для объектов скважины из предыдущей каротажной диаграммы ЛМ. [00146] In practice, the first LM log is loaded onto a processor that is part of the on-board controller. The on-board controller processes the depth signal data generated by the casing collar locator. In one aspect, the on-board controller compares the generated signals from the position locator with a given physical signature obtained for the well objects from the previous LM log.
[00147] Бортовой контроллер запрограммирован для непрерывной записи магнитных сигналов при проходе автономного инструмента мимо муфт обсадной колонны. Таким образом выполняют вторую каротажную диаграмму ЛМ. Процессор или бортовой контроллер, преобразует записанные магнитные сигналы второй каротажной диаграммы ЛМ, применяя статистический анализ методом движущегося окна. Дополнительно, процессор с определенным шагом сравнивает преобразованную вторую каротажную диаграмму ЛМ с первой каротажной диаграммой ЛМ во время развертывание скважинного инструмента для корреляции значений, указывающих местоположения муфт обсадной колонны. Данное предпочтительно выполняют с помощью алгоритма сравнения с образцом. Алгоритм коррелирует индивидуальный пики или даже группы пиков, представляющие местоположения муфт обсадной колонны. В дополнение, процессор запрограммирован для распознавания выбранного местоположения в стволе скважины, и затем передачи активирующего сигнала на управляемое скважинное устройство или инструмент, когда процессор распознал выбранное местоположение. [00147] The on-board controller is programmed to continuously record magnetic signals as the stand-alone tool passes the casing couplings. In this way, a second LM log is performed. A processor or an on-board controller converts the recorded magnetic signals of the second LM log using a moving-window statistical analysis. Additionally, the processor compares the transformed second well log with a first step with the first well log during deployment of the downhole tool to correlate values indicating the locations of the casing couplings. This is preferably performed using a comparison algorithm with the sample. The algorithm correlates individual peaks or even groups of peaks representing locations of casing couplings. In addition, the processor is programmed to recognize the selected location in the wellbore, and then transmit the activation signal to the controlled downhole device or tool when the processor has recognized the selected location.
[00148] В некоторых случаях оператор может иметь доступ к схеме скважины, предоставляющей точную информацию, касающуюся расстановки скважинных маркеров, таких как муфты обсадной колонны. Бортовой контроллер можно тогда запрограммировать на подсчет муфт обсадной колонны, с определением при этом местоположения инструмента при его перемещении вниз в стволе скважины. [00148] In some cases, the operator may have access to a wellbore diagram providing accurate information regarding the placement of downhole markers, such as casing sleeves. The on-board controller can then be programmed to count the casing couplings, while determining the location of the tool as it moves down the wellbore.
[00149] В некоторых случаях эксплуатационная обсадная колонна может быть специально спроектирована с так называемыми короткими звеньями, то есть, заданными звеньями только, например, длиной 15 или 20 футов (4,6 или 6,1 м), отличающейся от ʺстандартнойʺ длины, выбраннной оператором для заканчивания скважины, такой как 30 футов (9,2 м). В данном случае бортовой контроллер может использовать не единообразную расстановку, обеспечиваемую короткими звеньями, как средство проверки или подтверждения местоположения в стволе скважины при перемещении компоновки заканчивания по обсадной колонне. [00149] In some cases, the production casing may be specifically designed with so-called short links, that is, given links only, for example, 15 or 20 feet (4.6 or 6.1 m) in length, different from the “standard” length selected an operator to complete a well, such as 30 feet (9.2 m). In this case, the on-board controller may use the non-uniform arrangement provided by the short links as a means of checking or confirming the location in the wellbore when moving the completion assembly along the casing.
[00150] В одном варианте осуществления способ дополнительно содержит преобразование набора данных ЛМ для первой каротажной диаграммы ЛМ. Указаанное также выполняют применяя статистический анализ методом движущегося окна. Первую каротажную диаграмму ЛМ загружают в процессор, как первую преобразованную каротажную диаграмму ЛМ. В данном варианте осуществления процессор с определенным шагом сравнивает вторую преобразованную каротажную диаграмму ЛМ с первой преобразованной каротажной диаграмма ЛМ для коррелирования значений, указывающих местоположения муфт обсадной колонны. [00150] In one embodiment, the method further comprises transforming the LM dataset for the first LM log. The indicated is also performed using a statistical analysis using the moving window method. The first LM log is loaded into the processor as the first converted LM log. In this embodiment, the processor compares, with a certain step, a second transformed LM log with a first transformed LM log to correlate values indicating the locations of the casing couplings.
[00151] Понятно что глубиномер может быть любым другим каротажным инструментом. Например, бортовым глубиномером может быть аппаратура гамма-каротажа, аппаратура плотностного каротажа, аппаратура нейтронного каротажа или другая аппаратура каротажна. В данном случае, контроллер сравнивает отсчеты в режиме реального времени с каротажного инструмента с заранее загруженной диаграммой гамма-каротажа или нейтронного каротажа. Альтернативно, глубиномер может являться локационным датчиком (таким как инфракрасное (ИК) считывающее устройство), которое обнаруживает маркеры установленные вдоль обсадной колонны (такие как ИК приемопередатчик). Бортовой контроллер передает сигнал приведения в действие на стреляющий перфоратор, когда локационный датчик распознал один или несколько выбранных маркеров вдоль обсадной колонны. [00151] It is understood that the depth may be any other logging tool. For example, an onboard depth gauge may be gamma ray logging equipment, density logging equipment, neutron logging equipment, or other logging equipment. In this case, the controller compares the readings in real time from the logging tool with a preloaded chart of gamma-ray or neutron logging. Alternatively, the depth gauge may be a location sensor (such as an infrared (IR) reader) that detects markers installed along the casing (such as an IR transceiver). The on-board controller transmits the actuation signal to the firing punch when the location sensor recognized one or more selected markers along the casing.
[00152] В одном варианте осуществления алгоритм взаимодействует с бортовым акселерометром. Акселерометр является прибором, который измеряет ускорение, возникающее во время свободного падения. Акселерометр может иметь функциональные возможности по нескольким осям обнаруживать абсолютную величину и направление ускорения, как векторной величины. Будучи на связи с аналитическим программным обеспечением, акселерометр обеспечивает подтверждение положения объекта. [00152] In one embodiment, the algorithm interacts with an onboard accelerometer. An accelerometer is a device that measures the acceleration that occurs during free fall. The accelerometer may have functionality on several axes to detect the absolute value and direction of acceleration as a vector quantity. Being in touch with analytical software, the accelerometer provides confirmation of the position of the object.
[00153] Дополнительные детали для алгоритма локации инструмента раскрыты в публикации U.S. Patent Publ. No. 2013/0255939, упомянутной выше. Данная родственная заявка совместного рассмотрения полностью включена в виде ссылки в данном документе. [00153] Further details for the tool location algorithm are disclosed in US Patent Publ. No. 2013/0255939 mentioned above. This sister application for joint review is fully incorporated by reference in this document.
[00154] Для предотвращения преждевременного приведения в действие предусмотрена последовательность шиберных задвижек. Заявка U.S. Patent Appl. No. 14/005,166 описывает компоновку стреляющего перфоратора, выпускаемого из оборудования устья скважины. Данная заявка была зарегистрирована 13 сентября 2013 г., под названием ʺSafety System for Autonomous Downhole Toolʺ. Заявка была опубликована, как U.S. Patent Publ. No. 2013/0248174. Фиг. 8 и соответствующее рассмотрение шиберных задвижек в данной опубликованной заявке включены в данном документе в виде ссылки. [00154] To prevent premature actuation, a series of slide gate valves is provided. US Patent Appl. No. 14 / 005,166 describes the layout of a firing punch discharged from wellhead equipment. This application was registered on September 13, 2013, under the name ʺ Security System for Autonomous Downhole Tool ’. The application was published as US Patent Publ. No. 2013/0248174. FIG. 8 and the corresponding consideration of gate valves in this published application are incorporated herein by reference.
[00155] После простреливания перфораций оператор начинает гидроразрыв пласта. На фиг. 4E показано перемещение суспензии 470 через ствол 405. Суспензия подается насосом на забой скважины, как указано стрелками S. Когда суспензия 470 достигает перфораций, суспензия вторгается в подземный пласт 410, создавая туннели и микротрещины 478 в горной породе. [00155] After shooting perforations, the operator begins hydraulic fracturing. In FIG. 4E shows the movement of
[00156] Отмечено, что разрывной диск 460 предотвращает перемещение суспензии вниз в окна 458 для прохода потока в муфте 440 для гидроразрыва. Важно, что разрывной диск 460 выполнен с расчетным параметром прорыва, значение которого выше расчетного давления разрыва пласта. В идеале, оператор или инженер по заканчиванию должен заранее определить расчетное давление разрыва пласта на основе геомеханического моделирования, данных по месторождению и/или полученных из опыта работ на месторождении. Разрывной диск, имеющий расчетный параметр прорыва со значением, достаточно превышающим давление разрыва пласта, выбирают для предотвращения аварийного прорыва во время закачивания. [00156] It is noted that the
[00157] Наконец, на фиг. 4F проиллюстрировано, что возникли условия выпадения проппанта. Песок или другой проппант плотно заполнил перфорации 475 и трещины 478, даже до точки где дополнительная суспензия не может больше закачиваться. Такое возникает, когда водный (или другой) носитель уходит в пласт, оставляя на месте частицы песка. [00157] Finally, in FIG. 4F illustrates proppant prolapse conditions. Sand or other proppant densely filled the
[00158] Оператор на поверхности должен распознавать, что условие выпадения проппанта возникло, наблюдая за работой наземных насосов. В этой связи, давление должно быстро расти в скважине, давая отсчеты быстро растущего давления на поверхности. В условиях обычных работ от оператора требуется снизить скорость закачки для предотвращения превышения давлением в стволе величины расчетного параметра прорыва и максимальных окружных и растягивающих напряжений в обсадной колонне и предотвращения повреждений наземной запорной арматуры. Оператор может затем ожидать обратный приток скважины, используя забойное давление для выталкивания насыщенной проппантом суспензии обратно из скважины и на поверхность. В известных процедурах, если скорость является недостаточной, проппант должен осаждаться в обсадной колонне и на интервале пяты скважины, создавая мост проппанта, который должен быть удален механически для получения возможности продолжения работы. С другой стороны, если давление слишком быстро уменьшается на поверхности, высокий расход проппанта может обуславливать значительное абразивное повреждение запорной арматуры и трубной разводки при проходе через трубы значительно меньшего диаметра. [00158] The surface operator must recognize that a proppant loss condition has occurred while observing the operation of the surface pumps. In this regard, the pressure should increase rapidly in the well, giving readings of rapidly growing pressure on the surface. In normal operations, the operator is required to reduce the injection speed to prevent the pressure in the barrel from exceeding the calculated breakout parameter and maximum circumferential and tensile stresses in the casing and to prevent damage to the ground shutoff valves. The operator can then expect the well to flow back using bottomhole pressure to push the proppant-saturated slurry back from the well and to the surface. In known procedures, if the speed is insufficient, the proppant should be deposited in the casing and at the interval of the heel of the well, creating a proppant bridge that must be removed mechanically in order to continue working. On the other hand, if the pressure decreases too quickly on the surface, a high proppant flow rate can cause significant abrasive damage to the valves and pipe wiring when passing through pipes of much smaller diameter.
[00159] В новаторском способе, показанном последовательности чертежей фиг. 4, проблема выпадения проппанта снимается самоочисткой. В этой связи, избыточное давление созданное закачиванием и гидростатическим давлением насыщенной проппантом суспензии во время выпадения проппанта должно вызывать прорыв диафрагмы в разрывном диске 460. Такой случай показан на фиг. 4F. [00159] In the innovative method shown in the sequence of the drawings of FIG. 4, the proppant prolapse problem is removed by self-cleaning. In this regard, the overpressure created by pumping and hydrostatic pressure of the proppant-saturated suspension during proppant deposition should cause the diaphragm to rupture in the
[00160] Как можно видеть на фиг. 4F, сквозное отверстие 465 образовано в разрывном диске 460. Суспензия 470, оставшаяся в стволе скважины теперь перемещается через сквозное отверстие 465. Дополнительно, суспензия 470 перемещается через окно 455 прохода потока муфты 440 для гидроразрыва. Таким образом, проблема выпадения проппанта снимается. [00160] As can be seen in FIG. 4F, a through
[00161] В способе, показанном на последовательности чертежей фиг. 4, разрывной диск 460 служит в качестве запорной арматуры. Запорная арматура ʺоткрываетсяʺ в ответ на давление в стволе скважины, возникающее во время выпадения проппанта. Когда запорная арматура 460 открывается, барьер для прохода потока текучей среды вниз по стволу скважины удаляется, открывая воздействию окно 455 прохода потока. Данное, в свою очередь, сбрасывает избыточное давление в стволе скважины. [00161] In the method shown in the sequence of the drawings of FIG. 4, the
[00162] Отмечено, что разрывной диск 460 фактически является возможным признаком в способе последовательности фиг. 4. Способ можно модифицировать, исключив разрывной диск 460 и просто применяя муфту 440 для гидроразрыва, как запорную арматуру, котрая открывается. В данном случае муфта 440 удерживается в своем закрытом положении во время выполнения перфорирования и гидроразрыва, и открывается только если возникает повышенное давление в стволе скважины, указывающее на выпадение проппанта. В результате окна 455 прохода потока открываются на этапе фиг. 4E а не фиг. 4B. [00162] It is noted that the
[00163] В другом варианте осуществления разрывной диск применяетcя без муфты для гидроразрыва. На фиг. 5A и 5B показан такой способ. [00163] In another embodiment, the rupture disc is used without a fracture clutch. In FIG. 5A and 5B show such a method.
[00164] Первое, на фиг. 5A проиллюстрирована скважина 500, проходящая заканчивание. Скважина 500 проходит заканчивание в горизонтальной ориентации. Оборудование заканчивание скважины 500 включает в себя эксплуатационную обсадную колонну 520, зацементированную на месте в окружающем подземном пласте 510. Возможный цемент показан в кольцевом пространстве 515 вокруг обсадной колонны 520. [00164] First, in FIG. 5A illustrates well 500 undergoing completion. Well 500 passes completion in horizontal orientation. Well
[00165] На данном виде скважина 500, прошедшая заканчивание в двух продуктивных зонах, указана с отдельными перфорациями, позиции 575' и 575''. Нижняя продуктивная зона, указанная с перфорациями, позиция 575', подвергнута гидроразрыву. Трещины показаны несколько схематично позицией 578'. Верхняя продуктивная зоны, указанная перфорациями 575'', также подвергнута гидроразрыву. Трещины показаны позицией 578''. [00165] In this view, well 500, completed in two productive zones, is indicated with separate perforations, positions 575 'and 575''. The lower productive zone indicated with perforations, position 575 ', has been subjected to hydraulic fracturing. Cracks are shown somewhat schematically at 578 '. The upper productive zone indicated by 575 ″ perforations is also fractured. Cracks are shown at 578 ''.
[00166] На фиг. 5A разрывной диск 560 подан насосом в ствол 505. Диск 560 сел в седло 562 перегородки. Седло 562 перегородки установлено выше нижней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 575'. Таким образом, разрывной диск 560 располагается между нижней группой перфораций 575' и верхней группой перфораций 575''. [00166] In FIG. 5A, the
[00167] Разрывной диск 560 включает в себя работающую под давлением диафрагму 564. Диафрагма 564 имеет разрывное давление, которое выше расчетного давления гидроразрыва пласта для верхних перфораций 575''. Конкретно, диск 560 выполнен с возможностью разрыва в случае выпадения проппанта во время гидроразрыва пласта верхних перфораций 575''. Таким образом, расчетный параметр прорыва для разрывного диска 560 и его диафрагмы 564 разработан для аппроксимации давления, которое должно возникать в стволе 500 скважины в случае выпадения проппанта. [00167] The
[00168] На фиг. 5B показано, что возникло условие выпадения проппанта. Можно видеть, что суспензия 570 переместилась мимо верхних перфораций 575 и переместилась по стволу 505 к нижней группе перфораций 575'. Рост давления вследствие выпадения проппанта обусловил разрыв работающую под давлением диафрагмы 564, с созданием нового сквозного отверстия 565 в разрывном диске 560. Суспензия 570 должна пройти к нижней группе перфораций 575', как указано стрелками S. Таким образом, разрывной диск 560 служит, по существу, клапаном сброса давления. [00168] In FIG. 5B shows that a proppant prolapse condition has occurred. You can see that the
[00169] В другом варианте осуществления применяют пробку для гидроразрыва, которая может срезаться в ответ на возникновение состояние выпадения проппанта. На фиг. 5C и 5D показан такой способ. [00169] In another embodiment, a fracturing plug is used that can be cut off in response to a proppant prolapse condition. In FIG. 5C and 5D show such a method.
[00170] Первое, на фиг. 5C показана, как и на фиг. 5A, скважина 500, проходящая заканчивание. Скважина 500 проходит заканчивание в горизонтальной ориентации. Оборудование заканчивания скважины 500 включает в себя эксплуатационную обсадную колонну 520, зацементированную на месте в окружающем подземном пласте 510. Возможный цемент показан в кольцевом пространстве 515 вокруг обсадной колонны 520. [00170] First, in FIG. 5C is shown, as in FIG. 5A, well 500 undergoing completion. Well 500 passes completion in horizontal orientation. Well
[00171] На фиг. 5C пробка 580 для гидроразрыва установлена вместе с обсадной колонной 520. Пробка 580 для гидроразрыва может быть, например, композитной пробкой для гидроразрыва фирмы Halliburton с шаром, с клеткой и седлом. Пробка 580 для гидроразрыва включает в себя седло 584 с размерами для приема шара 550. Шар 550 сел в седло 584 выше нижней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 575'. Таким образом, шар 550 располагается между нижней группой перфораций 575' и верхней группой перфораций 575''. [00171] Fig. 5C, the
[00172] Пробка 580 для гидроразрыва включает в себя срезные штифты 582, выполненные с возможностью высвобождения в ответ на давление текучей среды в стволе 505, которое больше давления выпадения проппанта во время гидроразрыва пласта верхних перфораций 575''. указанное давление выше расчетного давления гидроразрыва пласта для верхних перфораций 575''. Седло 584 удерживают срезные штифты, которые высвобождают запорную арматуру (шар 550 и седло 584) когда превышен проектный перепад давления, наиболее вероятно, обусловленный выпадением проппанта в верхнеее образование 575ʺ. [00172] The
[00173] На фиг. 5D показано, что возникло условие выпадения проппанта. Можно видеть, что суспензия 570 переместилась мимо верхних перфораций 575ʺ и переместилась вниз по стволу 505 к нижней группе перфораций 575'. Рост давления вследствие выпадения проппанта обусловил срезание штифтов 582 на пробке 580 для гидроразрыва, обеспечив суспензии 570 перемещение к нижней группе перфораций 575', как указано стрелками S. Шар 550 и седло 584 падают в стволе 500 скважины. Таким образом, устройство с шаром и седлом высвобождаемой пробки 580 для гидроразрыва служит, по существу, клапаном сброса давления. [00173] In FIG. 5D shows that a proppant prolapse condition has occurred. You can see that the
[00174] В другом варианте осуществления применяют два разрывных диска между верхними и нижними продуктивными зонами без муфты для гидроразрыва. На фиг. 6A и 6B показан такой способ. [00174] In another embodiment, two rupture discs are used between the upper and lower productive zones without a fracture clutch. In FIG. 6A and 6B show such a method.
[00175] Первое, на фиг. 6A показана скважина 600, проходящая заканчивание. Скважина 600 проходит заканчивание в горизонтальной ориентации. Оборудование заканчивания скважины 600 включает в себя эксплуатационную обсадную колонну 620, зацементированную на месте в окружающем подземном пласте 610. Возможный цемент показан в кольцевом пространстве 615 вокруг обсадной колонны 620. [00175] First, in FIG. 6A shows well 600 undergoing completion. Well 600 passes completion in horizontal orientation. Well
[00176] На фиг. 6A, скважина 600 прошла заканчивание на интервале двух продуктивных зон, указанных отдельными перфорациями, позиции 675' и 675''. Нижняя продуктивная зона, указанная перфорациями, позиция 675', прошла гидроразрыв. Трещины показаны несколько схематично позицией 678'. Верхняя продуктивная зона, указанная перфорациями 675'', также прошла гидроразрыв. Трещины показаны позицией 678''. [00176] In FIG. 6A, well 600 completed completion in the interval of two production zones indicated by separate perforations, positions 675 'and 675''. The lower productive zone indicated by the perforations, position 675 ', was fractured. Cracks are shown somewhat schematically at 678 '. The upper productive zone indicated by 675 '' perforations also underwent hydraulic fracturing. Cracks are shown at 678 ''.
[00177] На фиг. 6A верхний разрывной диск 660'' подан насосом вниз по стволу 605. Диск 660'' сел на седло 662'' верхней перегородки. Седло 662'' верхней перегородки установлено выше нижней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 675'. Таким образом, разрывной диск 660'' располагается между верхней группой 675'' и нижней группой 675' перфораций. [00177] In FIG. 6A, the upper 660 ″ rupture disc is pumped down the
[00178] Верхний разрывной диск 660'' включает в себя работающую под давлением диафрагму 664''. Диафрагма 664'' имеет разрывное давление выше расчетного давления гидроразрыва для пласта 610. Конкретно, диск 660'' выполнен с возможностью разрыва в случае выпадения проппанта во время гидроразрыва пласта верхних перфораций 675''. Таким образом, расчетный параметр прорыва для разрывного диска 660'' и его диафрагмы 664'' принят для аппроксимации давления в скважине 600 в случае выпадения проппанта. [00178] The
[00179] Скважина 600 также включает в себя нижний разрывной диск 660'. Нижний разрывной диск 660' ранее подан насосом вниз по стволу 605 впереди верхнего разрывного диска 660''. Нижний разрывной диск 660' имеет размеры для прохода через седло 662'' верхней перегородки и посадки в седло 662' нижней перегородки. Седло 662' нижней перегородки установлено ниже нижней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 675'. [00179] Well 600 also includes a lower rupture disk 660 '. The lower rupture disk 660 'was previously pumped down the
[00180] Нижний разрывной диск 660' также включает в себя работающую под давлением диафрагму 664'. Диафрагма 664' имеет разрывное давление выше расчетного параметра прорыва для верхнего разрывного диска 660''. Конкретно, диск 660' выполнен с возможностью выдерживать даже прогнозируемое выпадение проппанта во время гидроразрыва пласта верхних перфораций 675''. [00180] Lower rupture disc 660 'also includes an
[00181] На фиг. 6B показано, что возникло условие выпадения проппанта. Можно видеть, что суспензия 670 переместилась мимо верхних перфораций 675'' и переместилась вниз по стволу 605 к нижней группе перфораций 675'. Рост давления вследствие выпадения проппанта обусловил прорыв работающей под давлением диафрагмы 664' в верхнем разрывном диске 660'', создавший новое сквозное отверстие 665'' в разрывном диске 660''. Нижний разрывной диск 660' остается целым, и направляет суспензию 670 на вход в нижнюю группу перфораций 675', как указано стрелками S. [00181] In FIG. 6B shows that a proppant prolapse condition has occurred. You can see that the
[00182] Как можно видеть, первый разрывной диск 660'' вновь служит, по существу, клапаном сброса давления. [00182] As you can see, the
[00183] В другом варианте осуществления применяетcя пробка для гидроразрыва с удаляемым шаром без муфты для гидроразрыва. На фиг. 7A и 7B показан такой способ. [00183] In another embodiment, a fracture plug with a removable ball without a fracture sleeve is used. In FIG. 7A and 7B show such a method.
[00184] Первое, на фиг. 7A показана другая скважина 700, проходящая процедуры заканчивания. Скважина 700 проходит заканчивание в горизонтальной ориентации. Оборудование заканчивания скважины 700 включает в себя эксплуатационную обсадную колонну 720, зацементированную на месте в окружающем подземном пласте 710. Возможный цемент показан в кольцевом пространстве 715 вокруг обсадной колонны 620. [00184] First, in FIG. 7A shows another well 700 undergoing completion procedures. Well 700 passes completion in horizontal orientation. Well
[00185] Принимая во внимание фиг. 7A, скважина 700 также проходит заканчивание на интервале двух продуктивных зон, указанных отдельными перфорациями, позиции 775' и 775''. Нижняя продуктивная зона, указанная перфорациями, позиция 775', прошла гидроразрыв. Трещины показаны несколько схематично позицией 778'. Верхняя продуктивная зона, указанная перфорациями 775'', также прошла гидроразрыв. Трещины показаны здесь позицией 778''. [00185] Referring to FIG. 7A, well 700 also undergoes completion in the interval of two production zones indicated by separate perforations, positions 775 'and 775''. The lower productive zone indicated by the perforations, position 775 ', was fractured. Cracks are shown somewhat schematically at 778 '. The upper productive zone indicated by 775 '' perforations also underwent hydraulic fracturing. Cracks are shown here at 778 ''.
[00186] На фиг. 7A шаровой обратный клапан 760 установлен в интервале подземного пласта 710. Клапан 760 содержит переводник, который свинчен в линию с эксплуатационной обсадной колонной 720. Клапан 760 имеет седло 762, с размерами для приема шара 750. На фиг. 7A можно видеть, что шар 750 был сброшен в ствол 705 и сел в седло 762, при этом создав работающее под давлением уплотнение, которое предотвращает проход текучей среды дальше вниз по стволу 705. [00186] In FIG. 7A, a
[00187] Шаровой обратный клапан 760 установлен выше нижней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 775'. Одновременно, клапан 760 располагается ниже верхней продуктивной зоны и соответствующих перфораций 775''. [00187] The
[00188] Шар 750 имеет уникальное исполнение из материала, разрушающегося в ответ на давление. Вместо прорывного давления, он имеет разрушающее давление. Разрушающее давление является давлением, при котором шар 750 должен разрушиться или разломиться или раствориться. В устройстве фиг. 7A и 7B, данное давление выше расчетного давления гидроразрыва подземного пласта 710. Конкретно, шар 750 выполнен с возможностью разрушаться в случае выпадения проппанта во время гидроразрыва пласта верхних перфораций 775''. Таким образом, расчетный параметр разрушения для шара 750 принят для аппроксимации давления в скважине 700 в случае выпадения проппанта. [00188]
[00189] На фиг. 7A суспензию 770 закачивают вниз по стволу 705. При этом образуется верхняя группа трещин 778''. Вместе с тем, на фиг. 7B показано, что возникло условие выпадения проппанта на уровне данных трещин 778''. Можно видеть, что суспензия 770 переместилась мимо верхних перфораций 775'' и переместилась вниз по стволу 705 к нижней группе перфораций 775'. Рост давления вследствие выпадения проппанта обусловил для шара (750) разрушение, смятие, разламывание и/или растворение, создающее новое сквозное отверстие 765 в седле 762. Суспензия 770 должна перемещаться к нижней группе перфораций 775', как указано стрелками S. Таким образом, шаровой обратный клапан 760 служит, по существу, клапаном сброса давления. [00189] In FIG. 7A,
[00190] Предпочтительно, для данного варианта осуществления давление ниже по потоку не обязательно должно быть известно инженеру по заканчиванию (или оператору) для определения оптимального давления для создания пути протечки. Давление обработки действует только на давление внутри шара 750, которое обуславливает его разрушение или ликвидацию. Данное, в свою очередь, обеспечивает текучим средам обход разрушенного шара 750. [00190] Preferably, for this embodiment, the downstream pressure need not be known to the completion engineer (or operator) to determine the optimal pressure to create the leak path. The processing pressure acts only on the pressure inside the
[00191] Способы настоящего изобретения могут быть представлены в блок-схеме последовательности этапов. На фиг. 8 представлена блок схема последовательности этапов способа 800 заканчивания скважины, в одном варианте осуществления. В соединении со способом условие выпадения проппанта в скважине устраняется. [00191] The methods of the present invention may be presented in a flowchart. In FIG. 8 is a flow chart of a
[00192] Способ 800 на первом этапе включает в себя выполнение скважины. Данное показано в блоке 810. Скважина образует ствол, который проходит в подземный пласт. Скважина может быть выполнена, по существу, как вертикальная скважина; более предпочтительно, скважину бурят, как наклонно-направленную скважину или, еще более предпочтительно, как горизонтальную скважину. [00192] The
[00193] Способ 800 также включает в себя крепление по меньшей мере нижнего участка скважины эксплуатационной обсадной колонной. Данное предусмотрено в блоке 820. Эксплуатационная обсадная колонна собрана из ряда стальных трубных звеньев, которые свинчены торец к торцу. [00193]
[00194] Способ 800 дополнительно включает в себя установку запорной арматуры в эксплуатационной обсадной колонне. Данное указано в блоке 840. Запорная арматура создает удаляемый барьер для потока текучей среды в стволе. Предпочтительно, запорная арматура является скользящей муфтой с седлом, которое принимает шар, при этом шар сбрасывают с поверхности для создания работающего под давлением уплотнения на седле. Запорную арматуру других типов можно также применять, как отмечено ниже. [00194]
[00195] Способ 800 также содержит перфорирование эксплуатационной обсадной колонны. Данное показано в блоке 850. Обсадную колонну перфорируют на отрезке длины первой продуктивной зоны в подземном пласте. Первая продуктивная зона располагается на отметке или выше отметки запорной арматуры. Процесс перфорирования включают в себя отстреливание зарядов в обсадной колонне, пробивающих сквозные отверстия в окружающей кольцевой зоне (которая может иметь или не иметь цементную оболочку) и в окружающем скелете горной породы, вскрывая подземный пласт. Указанное выполняют, применяя стреляющий перфоратор в скважине. [00195]
[00196] Способ 800 на следующем этапе включает в себя нагнетание суспензии в скважину. Данное предусмотрено в блоке 860. Суспензия содержит проппант, который предпочтительно несет среда на водной основе. Суспензию нагнетают в достаточных объемах и под достаточными давлениями для образования трещин в подземном пласте на интервале продуктивной зоны. [00196]
[00197] Способ 800 дополнительно включает в себя закачивание суспензии под давлением достаточным для перемещения запорной арматуры и для преодоления барьера для прохода текучей среды. Указанное можно видеть в блоке 870. Закачивание производят в ответ на возникновение условия выпадения проппанта на интервале первой продуктивной зоны во время нагнетания суспензии. Перемещение запорной арматуры открывает воздействию окна в подземный пласт на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны на отметке или ниже отметки запорной арматуры. [00197]
[00198] В одном аспекте способа запорная арматура является скользящей муфтой. В данном случае, перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны содержит перемещение или ʺскольжениеʺ муфты для открытия воздействию одного или нескольких окон, выполненных в скользящей муфте. Если необходимо, оператор может нагнетать текучую среду (такую, как текучая среда на водной основе) под давлением через открытое окно перед перфорированием обсадной колонны. Данное создает микроскопические трещины в подземном пласте ниже первой продуктивной зоны смежно со скользящей муфтой. В данном случае оператор должен затем установить разрывной диск сверху скользящей муфты для уплотнения ствола, исключающего проход суспензии во время гидроразрыва пласта. [00198] In one aspect of the method, the stop valve is a sliding sleeve. In this case, moving the shutoff valves to open the windows on the length of the production casing string includes moving or “sliding” the couplings to open the action of one or more windows made in the sliding sleeve. If necessary, the operator can pump fluid (such as a water-based fluid) under pressure through an open window before perforating the casing. This creates microscopic cracks in the subterranean formation below the first productive zone adjacent to the sliding sleeve. In this case, the operator must then mount the rupture disk on top of the sliding sleeve to seal the barrel, eliminating the passage of the suspension during hydraulic fracturing.
[00199] В другом варианте осуществления способ 800 дополнительно включает в себя установку перегородки для гидроразрыва на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны. Перегородка для гидроразрыва располагается выше запорной арматуры для гидроразрыва, но на отметке или ниже отметки первой продуктивной зоны. Перегородка для гидроразрыва может быть частью переводника, который свинчивают с эксплуатационной обсадной колонной вблизи запорной арматуры на начальном этапе спуска в скважину. Разрывной диск затем подают насосом вниз по стволу скважины впереди суспензии. Диск подается насосом до глубины непосредственно над запорной арматурой до посадки диска на перегородку для гидроразрыва. В данном варианте осуществления разрывной диск выполнен с возможностью разрыва под давлением, которое больше давления выпадения проппанта, но меньше давления, требуемого для перемещения запорной арматуры. [00199] In another embodiment,
[00200] В альтернативном устройстве разрывной диск сам является запорной арматурой. В таком устройстве запорную арматуру для гидроразрыва не применяют; взамен, второе разрывное седло устанавливают ниже нижней продуктивной зоны. При этом разрывной диск, который служит в качестве запорной арматуры, является верхней прорываемой пробкой, а другой разрывной диск расположен ниже прорываемой пробки. [00200] In an alternative device, the rupture disk itself is a stop valve. In such a device, valves for hydraulic fracturing are not used; instead, a second bursting seat is installed below the lower productive zone. In this case, the rupture disk, which serves as a stop valve, is the upper breakable plug, and the other rupture disk is located below the breakable plug.
[00201] В другом варианте осуществления запорной арматурой является первая прорываемая пробка. Первая прорываемая пробка должна иметь первый расчетный параметр прорыва. Окна представляют перфорации, которые установлены в эксплуатационной обсадной колонне во второй продуктивной зоне ниже первой продуктивной зоны. В данном варианте осуществления перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон содержит нагнетание суспензии под давлением, которое превышает расчетный параметр прорыва первой прорываемой пробки. Если необходимо, в данном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя установку второй и третьей прорываемой пробки на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны на отметке или ниже отметки второй продуктивной зоны, для создания эффекта домино в случае многочисленных выпадений проппанта. Вторая и третья прорываемые пробки должны иметь второй расчетный параметр прорыва, который равен или больше первого расчетного параметра прорыва. Когда прорываемая пробка прорывается, создается новое сквозное отверстие в прорываемой пробке, при этом барьер для прохода текучей ликвидируется. [00201] In another embodiment, the stop valve is a first breakable plug. The first breakout plug must have a first breakout design parameter. Windows represent perforations that are installed in a production casing in a second production zone below the first production zone. In this embodiment, the movement of the shutoff valves to open the windows includes the injection of a suspension under pressure that exceeds the calculated breakthrough parameter of the first breakable plug. If necessary, in this embodiment, the method further includes installing a second and third breakable plug at a length of the production casing string at or below the second production zone to create a domino effect in the event of multiple proppant drops. The second and third breakthrough plugs must have a second breakthrough design parameter that is equal to or greater than the first breakthrough design parameter. When a bursting plug breaks through, a new through hole is created in the bursting plug, and the barrier to the passage of fluid is eliminated.
[00202] В другом аспекте перемещаемая запорная арматура является шаровым обратным клапаном, а окна являются перфорациями, заранее установленными в эксплуатационной обсадной колонне во второй продуктивной зоне ниже первой продуктивной зоны и ниже запорной арматуры. В данном случае перемещение запорной арматуры для открытия воздействию окон содержит нагнетание суспензии под давлением, что обуславливает потерю шаром своего работающего под давлением уплотнения на седле. Обеспечить потерю шаром своего работающего под давлением уплотнения можно создать, обеспечив дробление шара, обеспечив растворение шара или обеспечив разрушение шара. [00202] In another aspect, the movable shutoff valve is a ball check valve, and the windows are perforations pre-installed in the production casing in the second production zone below the first production zone and below the shutoff valve. In this case, the movement of the shutoff valves to open the windows includes the injection of a suspension under pressure, which causes the ball to lose its working under pressure seals on the saddle. It is possible to create a loss of the ball of its working under pressure seal by ensuring the crushing of the ball, ensuring the dissolution of the ball or ensuring the destruction of the ball.
[00203] Способ 800 дополнительно включает в себя дополнительное закачивание суспензии через открытые воздействию окна. Данное показано в блоке 880. Таким образом, условие выпадения проппанта устраняется. Иначе говоря, ʺвыпавшаяʺ суспензия выпускается на забое скважины в ʺв зоне утилизации проппантаʺ. [00203]
[00204] Предпочтительно, способ 800 также включает в себя этап оценки давления выпадения проппанта на интервале продуктивной зоны. Данное предусмотрено в блоке 830. Данный этап определения предпочтительно выполняют перед установкой запорной арматуры на отрезке длины эксплуатационной обсадной колонны на этапе блока 840. Причина здесь в том, что оператору необходимо знать, запорную арматуру какого типа применять и запорная арматура с каким расчетным давлением или расчетным параметром прорыва требуется. [00204] Preferably,
[00205] В предпочтительном варианте осуществления способа 800, этап блока 850, который включает в себя перфорирование эксплуатационной обсадной колонны, содержит подачу насосом автономного стреляющего перфоратора в скважину и автономную стрельбу стреляющего перфоратора на интервале первой продуктивной зоны. Компоновка автономного стреляющего перфоратора содержит стреляющий перфоратор, глубиномер для обнаружения местоположения компоновки в скважине, и бортовой контроллер. ʺАвтономный отстрелʺ означает предварительное программирование контроллера для передачи сигнала приведения в действие на стреляющий перфоратор для обеспечения стрельбы с помощью одного или нескольких детонаторов, когда локатор распознал заданное местоположение стреляющего перфоратора на отрезке длины скважины. В одном аспекте глубиномер является локатором муфт обсадной колонны, и бортовой контроллер взаимодействует с локатором муфт обсадной колонны для корреляции расстановки муфт обсадной колонны на отрезке длины скважины с глубиной. Локатор муфт обсадной колонны идентифицирует муфты с помощью обнаружения магнитных аномалий по длине стенки обсадной колонны. [00205] In a preferred embodiment of
[00206] В другом аспекте бортовой глубиномер является каротажной апаратурой, такой как аппаратура гамма-каротажа, аппаратура плотностного каротажа, или аппаратура нейтронного каротажа. В данном случае, контроллер сравнивает отсчеты в режиме реального времени с каротажного инструмента с заранее загруженной пластовой каротажной диаграммой. Альтернативно, глубиномер может являться локационным датчиком (таким как инфракрасное (ИК) считывающее устройство), которое обнаруживает маркеры, установленные вместе с обсадной колонной (такие как ИК приемопередатчики). Бортовой контроллер передает сигнал приведения в действие на стреляющий перфоратор, когда локационный датчик распознал один или несколько заданных маркеров по длине обсадной колонны. [00206] In another aspect, the on-board depth gauge is a logging tool, such as a gamma-ray logging tool, density logging equipment, or neutron logging equipment. In this case, the controller compares the readings in real time from the logging tool with a preloaded reservoir log. Alternatively, the depth gauge may be a location sensor (such as an infrared (IR) reader) that detects markers installed with the casing (such as IR transceivers). The on-board controller transmits the actuation signal to the firing punch when the location sensor recognized one or more predetermined markers along the length of the casing.
[00207] Отмечено, что стреляющий перфоратор, локатор и бортовой контроллер вместе имеют размеры и выполнены с возможностью развертывания в скважине, как автономный блок. В данной заявке ʺавтономный блокʺ означает, что компоновкой непосредственно не управляют с поверхности. Иначе говоря, компоновка инструмента не отвечает на сигнал с поверхности для установления времени активирования инструмента. Предпочтительно, компоновку инструмента выпускают в скважину без рабочего каната. Компоновка инструмента либо падает под действием силы тяжести в скважине или подается насосом на забой скважины. Вместе с тем, рабочий канат без электролинии, такой как тросовый канат, можно, если необходимо, задействовать для подъема автономного инструмента. [00207] It is noted that the firing punch, locator and on-board controller together are sized and configured to be deployed in the well as an autonomous unit. In this application, “stand-alone unit” means that the layout is not directly controlled from the surface. In other words, the layout of the instrument does not respond to a signal from the surface to establish the activation time of the instrument. Preferably, the layout of the tool is released into the well without a working rope. The layout of the tool either falls due to gravity in the well or is pumped to the bottom of the well. At the same time, a working rope without an electric line, such as a cable rope, can, if necessary, be used to lift a stand-alone tool.
[00208] Предпочтительно локационный датчик и бортовой контроллер работают с программным обеспечением согласно алгоритму локации, рассмотренному выше. Конкретно, алгоритм предпочтительно использует статистический анализ методом движущегося окна для интерпретирования и преобразования магнитных сигналов, генерируемых локатором муфт обсадной колонны (или, альтернативно, каротажной аппаратурой). В одном аспекте бортовой контроллер сравнивает генеририруемые сигналы с заданной физической сигнатурой, полученной для скважинных объектов. Например, каротаж можно провести до развертывания автономного инструмента для определeния расстановки муфт обсадной колонны или местоположения признаков пласта. Соответствующие глубины муфт обсадной колонны или признаков пласта можно определить на основе скорости каротажного кабеля, вытаскивающего каротажный зонд. [00208] Preferably, the location sensor and the on-board controller operate with software according to the location algorithm discussed above. Specifically, the algorithm preferably uses moving-window statistical analysis to interpret and transform the magnetic signals generated by the casing collar locator (or, alternatively, by a logging tool). In one aspect, the on-board controller compares the generated signals with a given physical signature obtained for downhole objects. For example, logging can be done before deploying a stand-alone tool to determine the location of the casing couplings or the location of formation attributes. Corresponding casing collar depths or formation attributes can be determined based on the speed of the wireline pulling the wireline probe.
[00209] Когда компоновку автономного стреляющего перфоратора применяют для заканчивания горизонтальной скважины, оператор может устанавливать гидравлически управляемую запорную арматуру на пятке скважины. Гидравлически управляемая запорная арматура может быть установлена, например, непосредственно выше по потоку от устройства с шаром и седлом перегородки гидроразрыва. Дополнительные седла или кольца перегородки гидроразрыва и т.д., могут быть установлены дополнительно выше по потоку от гидравлически управляемой запорной арматуры с размерами уменьшающимися по порядку сверху вниз. [00209] When an autonomous firing punch arrangement is used to complete a horizontal well, the operator can install hydraulically controlled stop valves on the heel of the well. Hydraulically controlled shut-off valves can be installed, for example, directly upstream from a device with a ball and a saddle of a fracture wall. Additional saddles or fracture partition rings, etc., can be installed further upstream of hydraulically operated shutoff valves with dimensions decreasing in order from top to bottom.
[00210] Подготовку скважины для обработки начинают подачей насосом первого шара. Шар садится на самое нижнее или самое глубокое седло ниже гидравлически управляемой запорной арматуры. После посадки в седло, в обсадной колонне нагнетают давление до ʺпроектнойʺ установленной точки. Например, давление 10000 фунт/кв.дюйм (69 МПа) на поверхности может быть достигнуто закачиванием текучей среды на водной основе. Данное давление (действующее на шар, севший в седло) обуславливает открытие гидравлически управляемой запорной арматуры, открывающее воздействию одно или несколько окон на отрезке длины обсадной колонны. Когда окна открыты воздействию, гидростатическое давление и давление закачивания обуславливает создание небольшого отверстия в подземном пласте смежно с запорной арматурой. Пресную воду продолжают закачивать для создания ʺмикротрещинʺ в пласте. Такая трещина показана позицией 458 на фиг. 4B. [00210] The preparation of a well for treatment is started by pumping the first ball. The ball sits on the lowest or deepest seat below the hydraulically operated stop valves. After landing in the saddle, the pressure in the casing is pumped up to the “design” set point. For example, a surface pressure of 10,000 psi (69 MPa) can be achieved by injecting a water-based fluid. This pressure (acting on the ball sitting in the saddle) causes the opening of hydraulically controlled shutoff valves, which exposes one or more windows to the length of the casing string. When the windows are exposed, hydrostatic and injection pressures create a small hole in the subterranean formation adjacent to the shutoff valves. Fresh water continues to be pumped to create “microcracks” in the formation. Such a crack is shown at 458 in FIG. 4B.
[00211] Отмечается, что процесс образования ʺмикротрещиныʺ 458 дает оператору возможность в режиме реального времени оценить механические свойства горной породы подземного пласта. Конкретно, оператор способен определить уровень давления, в общем требуемый для инициирования трещины. Данное можно применять, как часть этапа ʺоценкиʺ блока, 830 описанного выше. Оператор должен понимать, что давление выпадения проппанта должно быть значительно выше данного начального давления разрыва пласта. Оператор может тогда выбрать надлежащее уплотняющее средство, такое как разрывной диск 460 фиг. 4C или разрушающийся шар 750 фиг. 7A, для применения в скважине. [00211] It is noted that the formation of “microcracks” 458 enables the operator to evaluate in real time the mechanical properties of the rock in the subterranean formation. Specifically, the operator is able to determine the level of pressure generally required to initiate a crack. This can be used as part of the “assessment” phase of
[00212] Уплотняющее средство подается насосом вниз по стволу скважины до его посадки в седле 462 (или кольце перегородки) непосредственно над открытой гидравлически управляемой запорной арматурой. При данном условии уплотняющее средство создает барьер для прохода текучей среды через ствол скважины. Одновременно, и как описано выше, уплотняющее средство создает ʺклапан сброса давленияʺ, который может быть открыт давлением, и ʺгидроударʺ условия выпадения проппанта. [00212] The sealing means is pumped down the wellbore until it is seated in saddle 462 (or baffle ring) directly above an open hydraulically operated shutoff valve. Under this condition, the sealing means creates a barrier to the passage of fluid through the wellbore. At the same time, and as described above, the sealing means creates a “pressure relief valve” that can be opened by pressure, and a “water hammer” for proppant loss.
[00213] Когда возникает условие выпадения проппанта, гидравлически управляемая запорная арматура может управляться автономно. Запорная арматура открывается для обеспечения пути для насыщенной проппантом текучей среды в скважине, подлежащей выпуску из скважины. Суспензия проходит через окна, через микротротрещину, и в подземный пласт с интенсивностью обработки трещины. Новую компоновку автономного стреляющего перфоратора можно затем установить в скважине, подать насосом вниз и затем применять для повторного перфорирования проблемной зоны. Альтернативно, новая компоновка автономного стреляющего перфоратора может быть подана насосом вниз по стволу в новую продуктивную зону для создания перфораций в новой зоне. [00213] When a proppant prolapse condition occurs, a hydraulically controlled stop valve can be independently controlled. The shutoff valves open to provide a path for the proppant-saturated fluid in the well to be discharged from the well. The suspension passes through the windows, through the microcrack, and into the underground reservoir with the intensity of the fracture treatment. The new layout of the self-contained firing punch can then be installed in the well, pump down and then used to re-punch the problem area. Alternatively, a new arrangement of a self-contained firing punch can be pumped down the barrel to a new production zone to create perforations in the new zone.
[00214] После перфорирования новой зоны скважина готова для следующей стадии обработки трещин. Данное выполняют затем, подавая вниз насосом другое съемное уплотняющее средство и устанавливая его в седле выше по потоку от гидравлически управляемой запорной арматуры. Установка уплотняющего средства должна направлять текучие среды под давлением в новую группу перфораций. [00214] After perforating the new zone, the well is ready for the next fracture treatment step. This is accomplished then by pumping down another removable sealing means and installing it in the saddle upstream of the hydraulically controlled stop valves. The installation of sealing means should direct fluids under pressure into a new group of perforations.
[00215] Отмечено, что скважину можно разработать с несколькими седлами. Каждое седло располагается выше своей группы перфораций, или выше открытой муфты. Многочисленные уплотняющее средства, или пробки, могут быть посажены в седла друг за другом, причем каждая следующая с расчетным более высоким давлением. Многочисленные пробки обладают функциональными возможностями создания ʺэффекта доминоʺ, если требуется, в условиях выпадения проппанта. При этом также создается большое число готовых зон выпуска суспензии, обеспечивающих подачу насосом в скважину компоновок автономного стреляющего перфоратора для последовательного перфорирования зон, при этом не требуюется работы тросовых скважинных тракторов или работ на гибкой насосно-компрессорной трубе. [00215] It is noted that a well can be developed with multiple saddles. Each saddle is located above its group of perforations, or above the open coupling. Numerous sealing means, or plugs, can be seated one after the other, each one with a higher design pressure. Numerous plugs have the ability to create a “domino effect”, if required, in the conditions of proppant loss. At the same time, a large number of ready-made slurry release zones are created, which ensure that the pump delivers an autonomous firing punch to the well for sequential hole punching, without the need for cable downhole tractors or work on a flexible tubing.
Как можно видеть, улучшенные способы устранения условия выпадения проппанта предложены в данном документе. Хотя должно быть понятно, что изобретения, описанные в данном документе, хорошо просчитаны для достижения выгод и преимуществ, изложенных выше, понятно, что изобретения допускают модификации, вариации и изменения без отхода от их сущности.As can be seen, improved methods for eliminating proppant prolapse conditions are provided herein. Although it should be understood that the inventions described herein have been well calculated to achieve the benefits and advantages set forth above, it is understood that the inventions are capable of modifications, variations and changes without departing from their essence.
Claims (56)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201462059517P | 2014-10-03 | 2014-10-03 | |
US62/059,517 | 2014-10-03 | ||
US201562116084P | 2015-02-13 | 2015-02-13 | |
US62/116,084 | 2015-02-13 | ||
PCT/US2015/045988 WO2016053497A1 (en) | 2014-10-03 | 2015-08-20 | Method for remediating a screen-out during well completion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664989C1 true RU2664989C1 (en) | 2018-08-24 |
Family
ID=54011125
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114494A RU2658400C1 (en) | 2014-10-03 | 2015-08-20 | Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion |
RU2017114496A RU2664989C1 (en) | 2014-10-03 | 2015-08-20 | Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114494A RU2658400C1 (en) | 2014-10-03 | 2015-08-20 | Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (2) | EP3201429B1 (en) |
CN (2) | CN106795747B (en) |
AU (2) | AU2015324488B2 (en) |
CA (2) | CA2963396C (en) |
RU (2) | RU2658400C1 (en) |
WO (2) | WO2016053496A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2963396C (en) * | 2014-10-03 | 2019-01-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for remediating a screen-out during well completion |
CA3139236C (en) * | 2019-09-05 | 2023-09-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | A downhole barrier device having a barrier housing and an integrally formed rupture section |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030188871A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Dusterhoft Ronald G. | Single trip method for selectively fracture packing multiple formations traversed by a wellbore |
US20040084190A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-06 | Hill Stephen D. | Multi-cycle dump valve |
EA200400421A1 (en) * | 2001-09-11 | 2004-08-26 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | WAYS OF MANAGING THE SLIPPING OF SPLITTING MATERIAL DURING HYDRAULIC PLASTING |
EA200870014A1 (en) * | 2005-12-05 | 2009-12-30 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | DIFFUSION OR INSULATION BY MEANS OF DESTRUCTIVE MATERIALS |
EA200870081A1 (en) * | 2005-12-19 | 2009-12-30 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | DEVICE AND METHOD FOR ADJUSTING THE FLOW PROFILE FOR EXTRACTING AND SUPPLY WELLS |
US20120205120A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for individually servicing a plurality of zones of a subterranean formation |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY132567A (en) * | 2000-02-15 | 2007-10-31 | Exxonmobil Upstream Res Co | Method and apparatus for stimulation of multiple formation intervals |
DZ3387A1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Exxonmobil Upstream Res Co | PROCESS FOR TREATING MULTIPLE INTERVALS IN A WELLBORE |
US6814144B2 (en) * | 2002-11-18 | 2004-11-09 | Exxonmobil Upstream Research Company | Well treating process and system |
CN100494624C (en) * | 2003-06-18 | 2009-06-03 | 长庆石油勘探局工程技术研究院 | Hydraulic fracturing process for generating multiple fractures |
EP1929123B1 (en) * | 2005-08-19 | 2013-01-02 | ExxonMobil Upstream Research Company | Method and apparatus associated with stimulation treatments for wells |
MX2009013755A (en) * | 2007-07-03 | 2010-01-26 | Schlumberger Technology Bv | Perforation strategy for heterogeneous proppant placement in hydralic fracturing. |
CN101457640B (en) * | 2007-12-14 | 2012-03-14 | 中国石油大学(北京) | Abradant jet downhole perforation, and kerf multiple fracturing method |
RU2362010C1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-07-20 | Сергей Борисович Бекетов | Procedure for multiple hydraulic fracturing of horizontal borehole of well |
WO2011149597A1 (en) | 2010-05-26 | 2011-12-01 | Exxonmobil Upstream Research Company | Assembly and method for multi-zone fracture stimulation of a reservoir using autonomous tubular units |
AU2011341560B2 (en) | 2010-12-17 | 2016-07-21 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for automatic control and positioning of autonomous downhole tools |
US9617829B2 (en) | 2010-12-17 | 2017-04-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Autonomous downhole conveyance system |
RU2453694C1 (en) * | 2011-09-06 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Formation hydraulic fracturing method |
RU2485296C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for improvement of hydrodynamic communication of well with productive formation |
TWI539193B (en) * | 2012-09-26 | 2016-06-21 | 鴻海精密工業股份有限公司 | Optical fiber connector |
CN203321479U (en) * | 2013-06-05 | 2013-12-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | Multi-section fracturing string for oil field horizontal well |
US9970279B2 (en) * | 2013-09-12 | 2018-05-15 | Utex Industries, Inc. | Apparatus and methods for inhibiting a screen-out condition in a subterranean well fracturing operation |
WO2015080754A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Remotely actuated screenout relief valves and systems and methods including the same |
CA2963396C (en) * | 2014-10-03 | 2019-01-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for remediating a screen-out during well completion |
-
2015
- 2015-08-20 CA CA2963396A patent/CA2963396C/en active Active
- 2015-08-20 EP EP15756319.8A patent/EP3201429B1/en not_active Not-in-force
- 2015-08-20 CN CN201580053708.6A patent/CN106795747B/en active Active
- 2015-08-20 RU RU2017114494A patent/RU2658400C1/en active
- 2015-08-20 AU AU2015324488A patent/AU2015324488B2/en active Active
- 2015-08-20 WO PCT/US2015/045986 patent/WO2016053496A1/en active Application Filing
- 2015-08-20 CA CA2963397A patent/CA2963397C/en active Active
- 2015-08-20 CN CN201580053701.4A patent/CN107109917B/en active Active
- 2015-08-20 WO PCT/US2015/045988 patent/WO2016053497A1/en active Application Filing
- 2015-08-20 RU RU2017114496A patent/RU2664989C1/en active
- 2015-08-20 EP EP15756318.0A patent/EP3201427B1/en not_active Not-in-force
- 2015-08-20 AU AU2015324487A patent/AU2015324487B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200400421A1 (en) * | 2001-09-11 | 2004-08-26 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | WAYS OF MANAGING THE SLIPPING OF SPLITTING MATERIAL DURING HYDRAULIC PLASTING |
US20030188871A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Dusterhoft Ronald G. | Single trip method for selectively fracture packing multiple formations traversed by a wellbore |
US20040084190A1 (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-06 | Hill Stephen D. | Multi-cycle dump valve |
EA200870014A1 (en) * | 2005-12-05 | 2009-12-30 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | DIFFUSION OR INSULATION BY MEANS OF DESTRUCTIVE MATERIALS |
EA200870081A1 (en) * | 2005-12-19 | 2009-12-30 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | DEVICE AND METHOD FOR ADJUSTING THE FLOW PROFILE FOR EXTRACTING AND SUPPLY WELLS |
US20120205120A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for individually servicing a plurality of zones of a subterranean formation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2963397A1 (en) | 2016-04-07 |
EP3201429B1 (en) | 2018-12-19 |
CA2963397C (en) | 2019-04-02 |
CN106795747B (en) | 2019-05-17 |
CN107109917A (en) | 2017-08-29 |
AU2015324487B2 (en) | 2017-12-14 |
AU2015324488A1 (en) | 2017-04-13 |
RU2658400C1 (en) | 2018-06-21 |
EP3201427B1 (en) | 2018-11-21 |
CN106795747A (en) | 2017-05-31 |
CA2963396C (en) | 2019-01-15 |
WO2016053496A1 (en) | 2016-04-07 |
CA2963396A1 (en) | 2016-04-07 |
AU2015324487A1 (en) | 2017-04-13 |
CN107109917B (en) | 2019-05-10 |
EP3201427A1 (en) | 2017-08-09 |
EP3201429A1 (en) | 2017-08-09 |
AU2015324488B2 (en) | 2017-12-07 |
WO2016053497A1 (en) | 2016-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10138707B2 (en) | Method for remediating a screen-out during well completion | |
US10352144B2 (en) | Safety system for autonomous downhole tool | |
US10053968B2 (en) | Methods for multi-zone fracture stimulation of a well | |
AU2011341562B2 (en) | Autonomous downhole conveyance system | |
US9963955B2 (en) | Assembly and method for multi-zone fracture stimulation of a reservoir using autonomous tubular units | |
US9951596B2 (en) | Sliding sleeve for stimulating a horizontal wellbore, and method for completing a wellbore | |
RU2664989C1 (en) | Method of eliminating proppant deposition conditions during well completion | |
von Flatern | The science of oil and gas well construction |