RU2741883C1 - Low-permeability formation development method - Google Patents
Low-permeability formation development method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741883C1 RU2741883C1 RU2020131266A RU2020131266A RU2741883C1 RU 2741883 C1 RU2741883 C1 RU 2741883C1 RU 2020131266 A RU2020131266 A RU 2020131266A RU 2020131266 A RU2020131266 A RU 2020131266A RU 2741883 C1 RU2741883 C1 RU 2741883C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- low
- proppant
- permeability
- hydraulic fracturing
- concentration
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000011161 development Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 16
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 13
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- -1 hydroxypropyl Chemical group 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000006670 Multiple fractures Diseases 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
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
- 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)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для разработки низкопроницаемых и сланцевых углеводородонасыщенных пластов. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to develop low-permeability and shale hydrocarbon-saturated formations.
Уровень техники State of the art
Известен способ разработки сланцевых формаций посредством создания системы множественных гидродинамически связанных, закрепленных проппантом трещин в горизонтальных скважинах при проведении многостадийных ГРП (SPE 163827). Как правило, дизайн ГРП для сланцевых формаций включает, в том числе, высокие значения расходов закачки (9-13 м3 /мин), низковязкую жидкость разрыва/песконоситель и проппант мелкой фракций 20/40, 40/60 меш и меньше с невысокими концентрациями (100-300 кг/м3). Описанный подход позволяет воздействовать на определённый объем пласта при ГРП со значительной площадью притока в систему закрепленных трещин. There is a known method of developing shale formations by creating a system of multiple hydrodynamically connected, proppant-fixed fractures in horizontal wells during multistage hydraulic fracturing (SPE 163827). Typically, the design for fracturing oil shale formations comprises including high values of pumping costs (9-13 m 3 / min), low viscosity fracturing fluid / proppant sand carrier and fine fractions 20/40, 40/60 mesh and smaller with low concentrations (100-300 kg / m 3 ). The described approach makes it possible to influence a certain volume of the formation during hydraulic fracturing with a significant inflow area into the system of fixed fractures.
Приток из горизонтальных стволов, пробуренных в сверхнизкопроницаемом коллекторе, удаётся достичь путём образования множественных трещин и закрепления их проппантом мелкой фракции 20/40, 40/60 и меньшей (в зависимости от условий) посредством закачки через кластерную перфорацию. Для создания трещиноватости в продуктивном пласте жидкость разрыва закачивается с большими расходами 9-13 м3 /мин (с большой кинетической энергией). При этом, за счет значительной энергии, закачиваемой с высоким расходом жидкости, раскрываются существующие и создаются новые трещины. Закачиваемый в низковязкой жидкости разрыва (песконосителе) с невысокими концентрациями проппант размещается в созданной системе связанных трещин. С помощью такого подхода кратно увеличивается площадь притока из матрицы породы в созданную систему трещин и, соответственно, достигаются рентабельные уровни продуктивности скважин. Работает объем пласта, охваченный воздействием (SRV). Чем больше создан объем SRV с системой разнонаправленных гидродинамически связанных трещин, тем больше оказывается фактическая продуктивность скважины. The inflow from horizontal wells drilled in an ultra-low-permeability reservoir can be achieved by forming multiple fractures and fixing them with proppant fines of 20/40, 40/60 and less (depending on conditions) by pumping through cluster perforation. To create fracturing in the reservoir, the fracturing fluid is pumped at high rates of 9-13 m 3 / min (with high kinetic energy). At the same time, due to the significant energy injected at a high fluid flow rate, existing cracks are opened and new ones are created. Proppant pumped in a low-viscosity fracturing fluid (sand carrier) with low concentrations is placed in the created system of connected fractures. With this approach, the inflow area from the rock matrix to the created fracture system is multiplied and, accordingly, profitable well productivity levels are achieved. The affected reservoir volume (SRV) is at work. The larger the SRV volume is created with a system of multidirectional hydrodynamically connected fractures, the higher the actual well productivity is.
Проведение операций по гидроразрыву пласта в сланцевых и низкопроницаемых коллекторах сопряжено со значительными затратами. Для закачки жидкости разрыва с большими расходами задействуется значительное количество насосных агрегатов, кратно превышающее то, которое необходимо для выполнения стандартных операций по гидроразрыву пласта в традиционных коллекторах. Также необходимо соблюдение дополнительных требований, предъявляемых к НКТ, наземной обвязке и пр., приводящих к удорожанию операций. Hydraulic fracturing operations in shale and low-permeability reservoirs are associated with significant costs. To inject the fracturing fluid at high rates, a significant number of pumping units are used, which is many times greater than that required to perform standard hydraulic fracturing operations in traditional reservoirs. It is also necessary to comply with additional requirements for tubing, ground piping, etc., leading to an increase in the cost of operations.
Применение известного способа возможно на углеводородонасыщенных породах, способных к раскрытию существующих и образованию новых трещин при гидродинамическом воздействии в процессе ГРП. Для раскрытия и возникновения системы трещин необходимо привнесение значительной энергии, которая обеспечивается при закачке жидкости с высокими расходами. Кроме того, минералогический состав пород, на которые производится воздействие, должен обеспечивать их достаточную хрупкость. Как правило, хрупкость пород увеличивается с возрастанием содержания в них кварца и карбоната и, наоборот, уменьшается с увеличением доли глинистых минералов. The application of the known method is possible on hydrocarbon-saturated rocks capable of opening existing and forming new fractures under hydrodynamic action during hydraulic fracturing. For the opening and occurrence of a fracture system, it is necessary to introduce significant energy, which is provided when pumping fluid at high rates. In addition, the mineralogical composition of the affected rocks must ensure their sufficient fragility. As a rule, the fragility of rocks increases with an increase in the content of quartz and carbonate in them and, conversely, decreases with an increase in the proportion of clay minerals.
Недостаток известного описанного способа сопряжен с тем, что закачка жидкости с высокими расходами связана с задействованием значительного количества техники (насосных агрегатов) и специализированного оборудования, что может быть не всегда реализуемо в рамках действующих контрактов с сервисными организациями. Кроме того, в случае сильно заглинизированного низкопроницаемого коллектора требуется больше энергии для раскрытия и создания трещин и закрепления их расклинивающим агентом (проппантом). В ряде случаев, для заглинизированных пород достижение необходимого уровня энергии закачиваемой жидкости технически ограничено возможностями используемой техники и оборудования. The disadvantage of the known described method is associated with the fact that fluid injection with high costs is associated with the use of a significant amount of equipment (pumping units) and specialized equipment, which may not always be implemented within the framework of existing contracts with service organizations. In addition, in the case of a highly shaded low-permeability reservoir, more energy is required to open and create fractures and consolidate them with a proppant (proppant). In some cases, for shallow rocks, the achievement of the required energy level of the injected fluid is technically limited by the capabilities of the technology and equipment used.
Также известен способ повышения эффективности ГРП и добычи энергопроизводящих материалов с применением процесса реакции жидкости и проппанта с электрофильным кислым газом US9873828, опубл. 23.01.2018, в котором используется принцип увеличения давления для раскрытия и создания трещин при проведении ГРП за счет химической реакции с электрофильным кислым газом реагирующих компонентов, содержащихся в жидкости разрыва ГРП или в оболочке проппанта. Also known is a method for increasing the efficiency of hydraulic fracturing and the production of energy-producing materials using the process of reaction of liquid and proppant with electrophilic acid gas US9873828, publ. 01/23/2018, which uses the principle of increasing pressure to open and create fractures during hydraulic fracturing due to a chemical reaction with an electrophilic acid gas of the reacting components contained in the fracturing fluid or in the proppant shell.
Недостатком известного способа является увеличение, при химической реакции, вязкости жидкости, в определённых случаях снижающей, эффективность раскрытия микротрещин и заполнения их расклинивающим агентом. Также недостатком известного способа является ограничение максимального повышения давления и снижение его эффективности в результате возможной частичной потери (утечек) части реагирующих компонентов из жидкости разрыва ГРП в поры и естественные микротрещины с течением времени в случае задержек в технологическом процессе проведения ГРП или его большой продолжительности. В случае применения проппанта с оболочкой, содержащей реагирующие компоненты, требуются дополнительные затраты на покрытие расклинивающего агента. Также определённые сложности создаёт доставка электрофильного кислого газа в пласт в различных пластовых условиях и его коррозионная активность. The disadvantage of this method is the increase, during a chemical reaction, the viscosity of the liquid, which in certain cases reduces the efficiency of opening microcracks and filling them with a proppant. Also, the disadvantage of this method is the limitation of the maximum increase in pressure and a decrease in its efficiency as a result of a possible partial loss (leakage) of a part of the reacting components from the fracturing fluid into the pores and natural microcracks over time in case of delays in the technological process of hydraulic fracturing or its long duration. In the case of using a proppant with a shell containing reactive components, additional costs are required for coating the proppant. Also, certain difficulties are created by the delivery of electrophilic acid gas into the formation in various reservoir conditions and its corrosive activity.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ повышения нефтеотдачи пластов с отсутствием водо-нефтяного контакта с применением гидроразрыва пласта, в котором 10-40% закачиваемого проппанта по массе заменяют на гранулированный магний той же фракции, что и фракция проппанта. Причем, сначала закачивают проппант и магний большей фракции, затем последовательно размер фракции закачиваемого проппанта и магния уменьшают, после чего закачивают двачетыре раза оторочки 12-18% соляной кислоты и продавливают технической жидкостью, скважины осваивают и пускают в работу (RU2661513, опубл. 17.07.2018). The closest in technical essence to the proposed method is a method of enhancing oil recovery from reservoirs with no water-oil contact using hydraulic fracturing, in which 10-40% of the injected proppant by weight is replaced with granular magnesium of the same fraction as the proppant fraction. Moreover, first proppant and magnesium of a larger fraction are injected, then the size of the fraction of the injected proppant and magnesium is subsequently reduced, after which 12-18% hydrochloric acid rims are injected four times and pressed with technical fluid, the wells are developed and put into operation (RU2661513, publ. 17.07. 2018).
Известный способ позволяет повысить эффективность добычи высоковязкой нефти, в том числе, из слабодренируемых участков нефтяной залежи с высокими значениями остаточных запасов нефти и сниженной пластовой температурой (на 5% от начальной), но не предусматривает создание системы связанных между собой микротрещин, закрепленных проппантом. Недостатком известного способа является его ориентированность на разработку вязкой нефти с преимущественным созданием одной, закрепленной проппантом трещины и проведением химической реакции, не обеспечивающей рентабельные уровни притока нефти в случае низкопроницаемого (сланцевого) пласта. В результате термохимической реакции магния, закачанного с проппантом, и соляной кислоты, снижается вязкость нефти и увеличивается ее подвижность. Для разработки трудноизвлекаемых сланцевых формаций необходимо создание большой площади притока посредством закрепления развитой системой гидродинамически связанных трещин. The known method makes it possible to increase the efficiency of high-viscosity oil production, including from weakly drained areas of an oil reservoir with high residual oil reserves and a reduced reservoir temperature (by 5% of the initial temperature), but does not provide for the creation of a system of interconnected microcracks fixed with proppant. The disadvantage of this method is its focus on the development of viscous oil with the predominant creation of one proppant-fixed fracture and carrying out a chemical reaction that does not provide cost-effective levels of oil inflow in the case of a low-permeability (shale) formation. As a result of the thermochemical reaction of magnesium injected with proppant and hydrochloric acid, the oil viscosity decreases and its mobility increases. To develop hard-to-recover shale formations, it is necessary to create a large inflow area by means of a well-developed system of hydrodynamically connected fractures.
Описание изобретенияDescription of the invention
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств для разработки низкопроницаемых пластов методом ГРП, повышении эффективности ГРП, а именно, повышении нефтеотдачи низкопроницаемых и сланцевых углеводородонасыщенных пластов посредством создания системы закреплённых расклинивающим агентом трещин в пласте при ГРП, способствующих увеличению притока углеводородов из низкопроницаемых коллекторов в скважины после ГРП, а также снижении энергозатрат и расхода реагентов. The technical result consists in expanding the arsenal of technical means for the development of low-permeability formations by hydraulic fracturing, increasing the efficiency of hydraulic fracturing, namely, increasing oil recovery of low-permeability and shale hydrocarbon-saturated formations by creating a system of fractures fixed with a propping agent in the formation during hydraulic fracturing, contributing to an increase in the flow of hydrocarbons from low-permeability wells after hydraulic fracturing, as well as reducing energy and reagent consumption.
Указанный технический результат обеспечивает способ разработки низкопроницаемых пластов, включающий проведение гидроразрыва пласта традиционным способом для создания одной основной трещины путем закачки жидкости разрыва / песконосителя в виде сшитого полимерного геля при расходе 3-4,5 м3 /мин с проппантом фракцией 12/18-20/40 с концентрацией 200-800 кг/м3 и гранулированного металла с последующей выдержкой на время смыкания трещины и деструкции геля, термохимическую обработку 9-15% соляной кислотой ведут при расходе 3-4,5 м3 /мин, и далее проводят закачку низковязкой жидкости разрыва в виде линейного геля с проппантом фракцией 20/40-100 меш при концентрации 100-400 кг/м3 и гранулированного металла для формирования закрепленной системы созданных в результате реакции кислоты и повышения давления микротрещин. The specified technical result provides a method for the development of low-permeability formations, including hydraulic fracturing of the formation in a traditional way to create one main fracture by injecting a fracturing fluid / sand carrier in the form of a cross-linked polymer gel at a flow rate of 3-4.5 m 3 / min with proppant fraction 12 / 18-20 / 40 with a concentration of 200-800 kg / m 3 and granular metal with subsequent exposure for the time of crack closure and gel destruction, thermochemical treatment with 9-15% hydrochloric acid is carried out at a flow rate of 3-4.5 m 3 / min, and then injection is carried out low-viscosity fracturing fluid in the form of a linear gel with proppant fraction 20 / 40-100 mesh at a concentration of 100-400 kg / m 3 and granular metal to form a fixed system created as a result of the acid reaction and increasing the pressure of microcracks.
Гранулированный металл выбирают из цинка, алюминия, магния при концентрации 50-500 кг/м3. А характерный размер частиц металла составляет от 0,2 до 2,0 от размера частиц проппанта. Granular metal is selected from zinc, aluminum, magnesium at a concentration of 50-500 kg / m 3 . And the characteristic size of metal particles is from 0.2 to 2.0 of the proppant particle size.
Новым в способе является то, что с применением термохимической реакции при проведении комплекса работ при ГРП создается система закрепленных трещин. A novelty in the method is that a system of fixed fractures is created using a thermochemical reaction during a complex of hydraulic fracturing operations.
Предлагаемый способ позволяет получить дополнительную прибавку в энергии при ГРП, необходимую для создания системы гидродинамически связанных, закрепленных проппантом трещин в охваченном воздействием объеме пласта для обеспечения рентабельных уровней добычи углеводородов. The proposed method makes it possible to obtain an additional increase in energy during hydraulic fracturing, which is necessary to create a system of hydrodynamically connected, proppant-fixed fractures in the affected volume of the formation to ensure profitable levels of hydrocarbon production.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
После бурения проводят исследования по определению геомеханических свойств пород продуктивного пласта, оценивают их хрупкость. Получают информацию о характерном минералогическом составе пород углеводородонасыщенного пласта. Проводят исследования по определению механических свойств пород, углеводородонасыщенности. After drilling, studies are carried out to determine the geomechanical properties of the rocks of the productive formation, and their fragility is assessed. Information is obtained on the characteristic mineralogical composition of the rocks of the hydrocarbon-saturated formation. Research is carried out to determine the mechanical properties of rocks, hydrocarbon saturation.
Подбирают объекты разработки, породы которых характеризуются естественной трещиноватостью или в которых возможно образование множественных, связанных техногенных трещин в результате привносимой в процессе гидравлического разрыва пласта энергии. The development objects are selected, the rocks of which are characterized by natural fracturing or in which the formation of multiple, connected technogenic fractures is possible as a result of the energy introduced in the process of hydraulic fracturing.
На выбранных низкопродуктивных объектах разработки проводят операцию по усовершенствованной технологии гидроразрыва пласта в горизонтальных скважинах, в основе которой лежит принцип создания в пласте множественной системы гидродинамически связанных микротрещин, закрепленных расклинивающим агентом (проппантом, песком и т.п.). At the selected low-productivity development targets, an operation is carried out using an improved hydraulic fracturing technology in horizontal wells, which is based on the principle of creating a multiple system of hydrodynamically coupled microcracks in the formation, secured by a propping agent (proppant, sand, etc.).
Предлагаемая технология также имеет своей целью достижение высокой продуктивности скважин за счет создания в пласте множественной системы гидродинамически связанных между собой, закрепленных расклинивающим агентом трещин. The proposed technology also aims to achieve high productivity of wells by creating a multiple system of hydrodynamically interconnected fractures in the formation, fixed by a propping agent.
Принципиальное отличие от применяющегося подхода заключается в том, что энергия, используемая для раскрытия существующих и образования новых трещин, передаётся пласту не от закачиваемой с высоким расходом жидкости разрыва, а от инициации в пласте химической реакции металла и кислоты, сопровождающейся ростом давления от выделяющегося в процессе реакции газа (водорода). The fundamental difference from the applied approach is that the energy used to open existing and form new fractures is transferred to the formation not from the fracturing fluid injected with a high flow rate, but from the initiation of a chemical reaction of metal and acid in the formation, accompanied by an increase in pressure from the released in the process gas (hydrogen) reactions.
Химическая реакция является результатом взаимодействия соляной кислоты и частиц металла (цинка, алюминия, магния), закачанного предварительно в смеси с проппантом. The chemical reaction is the result of the interaction of hydrochloric acid and metal particles (zinc, aluminum, magnesium), previously injected in a mixture with proppant.
В предлагаемом способе на первом, предварительном этапе, создается основная трещина ГРП традиционным способом с закачкой жидкости разрыва / песконосителя в виде сшитого полимерного геля, например, характерный для стандартных операций ГРП гидроксипропилгуаровый, гуаровый, карбоксиметилгидроксипропилгуаровый карбоксиметилцеллюлозный и т.п. гелеобразователи или их смеси, при расходе 3-4,5 м3 /мин с концентрациями проппанта 200-800 кг/м3. Основное отличие от описанного традиционного способа проведения операций по гидроразрыву заключается в добавлении в смесь с проппантом гранулированного металла, которым может быть цинк, алюминий, магний. Характерный размер частиц металла выбирают в зависимости от фракции используемого проппанта в диапазоне 12/18, 16/20, 20/40, 40/60, 100 меш. Возможно использование частиц металла, характерный размер которых составляет от 0,2 до 2,0 от размера частиц проппанта. Выполняется выдержка на время смыкания трещины и период деструкции сшитого геля. In the proposed method, at the first, preliminary stage, the main hydraulic fracture is created by the traditional method with the injection of a fracturing fluid / sand carrier in the form of a crosslinked polymer gel, for example, hydroxypropyl guar, guar, carboxymethylhydroxypropyl guar carboxymethylcellulose, typical for standard hydraulic fracturing operations, etc. gelling agents or mixtures thereof, at a flow rate of 3-4.5 m 3 / min with proppant concentrations of 200-800 kg / m 3 . The main difference from the described traditional method of hydraulic fracturing operations is the addition of granular metal to the mixture with proppant, which can be zinc, aluminum, magnesium. The characteristic size of the metal particles is selected depending on the fraction of the used proppant in the range 12/18, 16/20, 20/40, 40/60, 100 mesh. It is possible to use metal particles, the characteristic size of which is from 0.2 to 2.0 of the proppant particle size. Exposure is performed for the time of crack closure and the period of destruction of the crosslinked gel.
На втором этапе выполняют закачку соляной кислоты на максимальном расходе. За счет инициации химической реакции кислоты с металлом выделяется газ и повышается давление в сформированной расклиненной трещине. От возникшей в результате химической реакции энергии, за счет созданного дополнительного давления происходит раскрытие системы существующих мелких трещин, образование новых трещин. At the second stage, hydrochloric acid is pumped at maximum flow rate. Due to the initiation of the chemical reaction of the acid with the metal, gas is released and the pressure in the formed propped crack increases. From the energy generated as a result of the chemical reaction, due to the additional pressure created, the system of existing small cracks opens, the formation of new cracks.
Непосредственно после закачки кислоты, без остановки, также на максимальном расходе выполняют закачку низковязкой жидкости разрыва в виде линейного геля с мелким проппантом фракции 20/40-100 меш с концентрацией 100-400 кг/м3 для формирования закрепленной системы созданных в результате реакции кислоты и повышения давления микротрещин. Immediately after acid injection, without stopping, also at maximum flow rate, a low-viscosity fracturing fluid is injected in the form of a linear gel with a fine proppant fraction 20 / 40-100 mesh with a concentration of 100-400 kg / m 3 to form a fixed system created as a result of the acid reaction and increasing the pressure of microcracks.
В конечном итоге, в пласте создаётся система гидродинамически связанных между собой, закреплённых расклинивающим агентом трещин с большой площадью притока, обеспечивающей необходимый уровень продуктивности скважины. Ultimately, a system of hydrodynamically interconnected fractures with a large inflow area, which provides the required level of well productivity, is created in the formation.
Предложенный способ является низкозатратной альтернативой разработке запасов низкопроницаемых и сланцевых коллекторов. The proposed method is a low-cost alternative to the development of reserves of low-permeability and shale reservoirs.
Поскольку развитие системы трещин в процессе ГРП в значительной мере зависит от хрупкости пород, на эффективность предложенного способа влияет минералогический состав пород пласта. Чем больше низкопроницаемый коллектор содержит глинистых минералов, тем менее хрупкой является порода и тем большую энергию требуется ей передать в процессе гидроразрыва, чтобы инициировать создание и раскрытие микротрещин. Соответственно, предложенный способ может также являться усовершенствованием уже применяемых подходов к разработке нетрадиционных заглинизированных сланцевых запасов углеводородов для повышения их эффективности за счет введения дополнительной энергии с целью создания системы гидродинамически связанных микротрещин. Since the development of a system of fractures during hydraulic fracturing largely depends on the fragility of rocks, the effectiveness of the proposed method is influenced by the mineralogical composition of the formation rocks. The more a low-permeability reservoir contains clay minerals, the less brittle the rock is and the more energy it needs to transfer during hydraulic fracturing to initiate the creation and opening of microcracks. Accordingly, the proposed method can also be an improvement of the already used approaches to the development of unconventional shale hydrocarbon reserves to increase their efficiency by introducing additional energy in order to create a system of hydrodynamically coupled microcracks.
В лабораторных условиях проведено моделирование химической реакции в трещине ГРП на ячейке проводимости. Выполнены несколько экспериментов, моделирующих как традиционную трещину ГРП, так и с добавлением в проппант металла. В проппантную упаковку с добавленным гранулированным металлом (цинком) в пластовых условиях закачана 12% соляная кислота. Проведена оценка проводимости модели трещины ГРП с использованием и без использования химической реакции кислоты и металла (цинка). По сравнению с моделью стандартной трещины ГРП, проводимость трещины после химической реакции оказалась приблизительно в 1,7 раза выше. In laboratory conditions, a simulation of a chemical reaction in a hydraulic fracture on a conductivity cell was carried out. Several experiments were performed, simulating both a traditional hydraulic fracture and with the addition of metal to the proppant. 12% hydrochloric acid was injected into the proppant pack with added granular metal (zinc) in reservoir conditions. The assessment of the conductivity of the hydraulic fracture model with and without the use of a chemical reaction of an acid and a metal (zinc) was carried out. Compared with the model of a standard hydraulic fracture, the fracture conductivity after a chemical reaction was approximately 1.7 times higher.
Также проведены лабораторные исследования на установке исследования кинематики реакции кислоты и горной породы CRS-100. Исследования выполнены для смеси гранул металла цинка и соляной кислоты с концентрацией 12% в соотношении 1,0 от стехиометрического в присутствии проппанта в соотношении 1:1 к массе металла. Полученный прирост давления для 5 г цинка составил около 25 атм. Also, laboratory studies were carried out on the installation for studying the kinematics of the reaction of acid and rocks CRS-100. The studies were carried out for a mixture of zinc metal granules and hydrochloric acid with a concentration of 12% in a ratio of 1.0 of stoichiometric in the presence of a proppant in a ratio of 1: 1 to the mass of metal. The resulting pressure increase for 5 g of zinc was about 25 atm.
Выполненные результаты исследований подтвердили возможность предлагаемым способом достичь увеличения давления в трещине ГРП с целью раскрытия и создания дополнительной системы трещин.The performed research results confirmed the possibility of using the proposed method to increase the pressure in the hydraulic fracture in order to open and create an additional system of fractures.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020131266A RU2741883C1 (en) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Low-permeability formation development method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020131266A RU2741883C1 (en) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Low-permeability formation development method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2741883C1 true RU2741883C1 (en) | 2021-01-29 |
Family
ID=74554825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020131266A RU2741883C1 (en) | 2020-09-23 | 2020-09-23 | Low-permeability formation development method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2741883C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776516C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-07-21 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for developing a productive low-permeability reservoir |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2209868A1 (en) * | 2007-11-02 | 2010-07-28 | E. I. du Pont de Nemours and Company | High temperature aqueous-based zirconium fracturing fluid and use |
| RU2401381C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-10-10 | Закрытое акционерное общество "ИНФРЭК" | Method of bench treatment |
| RU2526081C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Well seam hydraulic fracturing |
| RU2566542C1 (en) * | 2014-11-17 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Hydraulic fracturing method for producing formation with clay layer and bottom water |
| RU2661513C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-07-17 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина | Method of processing low-drained areas of oil drawings |
| US20190345375A1 (en) * | 2016-06-29 | 2019-11-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of nanoparticles to treat fracture surfaces |
-
2020
- 2020-09-23 RU RU2020131266A patent/RU2741883C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2209868A1 (en) * | 2007-11-02 | 2010-07-28 | E. I. du Pont de Nemours and Company | High temperature aqueous-based zirconium fracturing fluid and use |
| RU2401381C1 (en) * | 2009-02-25 | 2010-10-10 | Закрытое акционерное общество "ИНФРЭК" | Method of bench treatment |
| RU2526081C1 (en) * | 2013-07-26 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Well seam hydraulic fracturing |
| RU2566542C1 (en) * | 2014-11-17 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Hydraulic fracturing method for producing formation with clay layer and bottom water |
| US20190345375A1 (en) * | 2016-06-29 | 2019-11-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of nanoparticles to treat fracture surfaces |
| RU2661513C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-07-17 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д.Шашина | Method of processing low-drained areas of oil drawings |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2776516C1 (en) * | 2021-11-25 | 2022-07-21 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Method for developing a productive low-permeability reservoir |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9376901B2 (en) | Increased resource recovery by inorganic and organic reactions and subsequent physical actions that modify properties of the subterranean formation which reduces produced water waste and increases resource utilization via stimulation of biogenic methane generation | |
| US7213651B2 (en) | Methods and compositions for introducing conductive channels into a hydraulic fracturing treatment | |
| US8082994B2 (en) | Methods for enhancing fracture conductivity in subterranean formations | |
| US7931084B2 (en) | Methods for treating a subterranean formation by introducing a treatment fluid containing a proppant and a swellable particulate and subsequently degrading the swellable particulate | |
| RU2523316C1 (en) | Method of hydraulic breakdown of formation | |
| US8061424B2 (en) | Method for hydraulic fracturing of subterranean formation | |
| US20100252262A1 (en) | Low concentrations of gas bubbles to hinder proppant settling | |
| US10458220B2 (en) | System and method for facilitating subterranean hydrocarbon extraction utilizing electrochemical reactions with metals | |
| Al-Hajri et al. | Perspective Review of polymers as additives in water-based fracturing fluids | |
| US20090062153A1 (en) | Enzyme enhanced oil/gas recovery (EEOR/EEGR) using non-gel hydraulic fracturing in hydrocarbon producing wells | |
| EP2513420B1 (en) | Fracture fluid compositions comprising a mixture of mono and divalent cations and their methods of use in hydraulic fracturing of subterranean formations | |
| Zhao et al. | Experimental investigation on the fracture propagation of three-stage acid fracturing of tight sandstone gas reservoir | |
| Qi et al. | Permeability damage and hydrate dissociation barrier caused by invaded fracturing fluid during hydrate reservoir stimulation | |
| RU2741883C1 (en) | Low-permeability formation development method | |
| WO2019112469A1 (en) | Method for reservoir stimulation analysis and design based on lagrangian approach | |
| Mou et al. | RESEARCH ON ACID LEAKOFF REDUCTION BY INJECTING LARGE VOLUME OF SLICK WATER IN ACID FRACTURING OF NATURALLY FRACTURED OIL RESERVOIRS. | |
| CN112080269B (en) | Micro-bubble fracturing fluid, preparation method and application | |
| Chowdhury et al. | Interactions of fluids during hydraulic and acid fracturing operations | |
| CA3073386C (en) | Breaker systems for wellbore treatment operations | |
| CA3084433A1 (en) | Method for generating conductive channels within fracture geometry | |
| Mavletkulov et al. | Cold Channel Fracturing: Synthesis of Fracturing Technologies in South Priobskoe Oilfield | |
| Vernigora et al. | Evolution of fracturing fluids in Russia: Trends, innovations, and field application results | |
| Burnashev et al. | Modeling the acid treatment of the dolomitic collector of an oil formation bottom-hole zone with account of rock colmatation | |
| Zhang et al. | Fracture conductivity and rock appearance in volcanic reservoirs treated by various stimulation techniques | |
| Wang et al. | Research and Application of Weighted Slickwater in Sand Fracturing of Deep Fractured Tight Sandstone Reservoir |