Способ гидродинамического разрыва пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 16525 5 Е 21 В 43/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гидроразрыва. Перед гидроразрывом в скважину спускают колонну труб с утяжеленной нижней частью. Заполняют скважину жидкостью разрыва и начинают периодически поднимать и опускать колонну труб на длину одной свечи. При этом спуск колонны труб приводят с ускорением до момента возвращения отраженной от устья волны разрежения в интервал гидроразрыва, после чего проводят торможения колонны труб до момента прихода отраженной от устья волны сжатия в интервал гидроразрыва. Операцию спуска с переменной скоростью проводят до достижения колонной труб нижнего положения, после чего колонну труб поднимают вверх на длину одной свечи, 2 ил. экспеди.Лукьянов ский споСер. геоло-141. ЧЕСКОГО роразрыву ль изобреи способа мплитуды интервале к созданию гидбыть использообычи нефти и ластов, а также ти нагнетательранения волн давления в скважине, зависящая от сжимаемости жидкости и упругости стенки скважины).При резком спуске колонны на забое скважины возникает волна сжатия, которая, устремляясь вверх по скважине, достигает ее устья и отражается от свободной поверхности с изменением полярности (становится волной разряжения). Через время. равное проходу волны вверх-вниз по сква 2 Нжине,(т- ) волна разряжения приходит я является повышеособа за счет резомплитуды колебани интервале разрыв ена схема скважины ьных узлов, необхопредлагаемого споенная зависимость ставляющей давледвижения КБТ, расденного примера по к забою. Ежение колтельное снторца. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54)СПОСО Б ГИД РОДИ НАМИРАЗРЫВА ПЛАСТА(57)Изобретение относится к гидв процессах нефтегазодобычи, Цетения - повышение эффективностза счет резонансного усиления аколебаний давления жидкости в Изобретение относитсяроразрыва пластов и можетвано для интенсификации дгаза из слабопроницаемых пдля увеличения приемистосных скважин,Целью изобретени ние эффективности сп нансного усиления а давления жидкости впласта,На фиг, 1 изображ и расположение отдел димых для реализации соба; на фиг.2 - врем гидродинамической со ния на забое и скорости считанном для приве проведению гидроразр Обсаженная скважина глубиной Н имесобственную частоту колебаний, равную27 г 2 Н= - , где Т = (С - скорость распростТ С сли в это время начать тормоонны, то происходит дополниижение давления в области ее, на забой скважины приходит отра 2 НСженная от устья волна сжатия. Если в этот момент снова начать ускоренный спуск колонны, то величина давления в интервале гидроразрыва значительно увеличится за счет эффекта резонанса.Чередуя ускоренный спуск и торможение колонны бурильных труб с частотой, равной частоте собственных колебаний скважины, за счет резонансного усиления значительно увеличивается амплитуда колебания давления в интервале гидрораэрыва,Процесс заканчивается после того, как общий спуск бурильной колонны произведен на длину, равную длине одной свечи (обычно 32-3 б м)., Расчеты показывают, что эа время спуска колонны на одну свечу можно произвести 2-4 разгона и торможений и за счет резонанса удвоить амплитуду гидродинамической составляющей давления, доведя ее до 15-30 МПа, что достаточно для получения трещины гидроразрыва.Преимуществом способа является использование резонансного явления для создания гидродинамического давления в скважине, что позволяет осуществлять гидроразрыв пласта в глубоких скважинах до 4000 м), а также в скважине, стенки которой сложены высокопрочными породами,Основными элементами схемы, представленной на фиг.1, являются обсаженная скважина 1, колонна 2 бурильных труб, обратный клапан 3, пласт 4, перфорированная щель 5, жидкость 6 гидроразрыва, цементный мост 7, граница 8 двух жидкостей,Способ осуществляют следующим образом,После завершения бурения скважину обсаживают колонной и устанавливают цементный мост 7 на уровне подошвы пласта 4. Производят щелевую перфорацию 5 и опускают бурильную колонну 2 в интервал скважины, содержащий пласт, Производят подъем колонны на длину одной свечи, одновременно через обратный клапан 3 подают жидкость 6 гидроразрыва, затем осуществляют резкий спуск колонны 2 до момента прихода в интервал гидроразрыва пласта 4 отражений от устья волны, при этом давление в интервале гидроразрыва уменьшается, После этого производят резкое торможение колонны с помощью тормоза, которое приводит к еще большему уменьшению давления в интервале гидро- разрыва. В момент прихода отраженной от устья волны сжатия в интервал гидроразрыва давление начинает возрастать, произво 5 10 15 20 25 30 35 40 45 дя в этот момент последующий ускоренный спуск колонны, получаем значительное увеличение давления в этом интервале за счет резонансного явления. Чередуя этапы разгона и торможения колонны с периодом 2 Н/С, производят гидроразрыв пласта. После проведения гидроразрыва пласта колонну бурильных труб вновь поднимают и одновременно закачивают через обратный клапан 3 фиксирующую жидкость, например буровой раствор с песком, Спуски и подьемы бурильных труб производят до тех пор, пока не зафиксируют образовавшиеся трещины гидроразрыва пласта, Так как величина полученного в результате резонансного усиления гидроимпульса, зависит от диаметра нижнего участка КБТ, плотности и реологии жидкости гидроразрыва и т.д., то для обеспечения гидроразрыва пласта можно подобрать оптимальные значения этих параметров,В качестве примера рассмотрим скважину глубиной Н = 2000 м, обсаженную трубой, внутренний диаметр которой О = 0,2 м. Колонна труб, используемая для гидро- разрыва, состоит из труб диаметром, м: О, = 0,142, длиной Н = 1800 и УБТ диаметром Оуь. = 0,185, длиной Н 2 = 170. На забое скважины находится продуктивный малопроницаемый пласт, давление гидроразрыва которого Ргидр. = 60 МПа, Столб жидкости в скважине, плотность которого р-. 1500 кг/м обеспечивает гидростатическое давление на забое Рз = 1500 10 200 = =30 МПа. Проведение пескоструйной перфорации с длиной горизонтальной щели= 0;5 м снижает давление гидроразрыва на 10 МПа. Для определения скорости движения бурильных труб, необходимой для того, чтобы величина гидродинамической составляющей давления превышала 20 МПа после выбора жидкости гидзроразрыва с параметрами р = 1800 кг/м; К = 4,8; п = 0,25 и размеров колонны труб были проведены расчеты на ЭВМ.Период собственных колебаний выбранной скважины Т = = 1000 = 4 с (С = 1000 м/с).2 Н 4000Начинаем первый ускоренный спуск (Са 1 = 0,8 м/с ), колонны в течение 11 = 4 с2(фиг,2), колонна за это время опустится в скважину на расстояние, равное 1 = а 1 д = =6,4 м, При этом скорость колонны в конце разгона равна Ч 1= ол 1 =3,2 м/с, а давление гидродинамической составляющей через т 1 определяется из расчетов на ЭВМ, Р 1 макс = 9 МПа. Далее в течение последующих 1 г = 4 с производим торможение колонны с ускорением аг = - 0,5 мlс до Чг =г =Ч 1 - аг 1 г = 3,2 - 0 64 = 1,2 м/с.При этом колонна дополнительно опускается на глубину1,= Ч 1 тг - = 8,8 м,агЙ2Следующий этап ускоренного спуска колонны включает разгон ее в течение 1 з = =4 с до Чз = Чг + азиз = 4,4 м/с. При этом колонна опустится на глубину 1 з = 11,6 м, а давление в интервале гидрОразрыва достигает 22 МПа, что достаточно для проведения гидроразрыва.На последнем этапе 4 =1-11- 1 г - з = =36-6,4-8,8-11.6 = 9 м производится остановка колонны, На фиг,2 приведена тахограмма движения КБТ и значение гидродинамической составляющей давления, полученное при этом. Проведение спуска КБТ приведенной компоновки с параметрами рассмотрены в примере, без использования резоаса при разов КБТ до Чмс = =4,4 м/с дает Рилакс = 16 МПа, что недостаточно для гидроразрыва пласта.Таким образом, используя резонансное усилие амплитуды колебания давления жидкости, можно создавать высокое гидродинамическое давление, достаточное для гидрораэрыва пласта как в глубоких скважинах, так и в скважинах, сложенных твердыми породами без применения дорогостоящих агрегатов. Все это повышает эффективность предлагаемого способа, его технологичность, а также управляемость процесса гидроразрыва.5Формула изобретения Способ гидродинамического разрывапласта, включающий установку обсадной колонны в скважине и цементного моста 10 ниже интервала гидроразрыва, проведениещелевой перфорации и спуск в интервал гидроразрыва колонны труб с обратным клапаном в утяжеленной нижней части, заполнение нижней части скважины жидко стью разрыва до полного погружения в нееутяжеленной части труб и периодический подъем и ускоренный спуск колонны труб на длину одной свечи с последующей фиксацией образовавшихся трещин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияэффективности способа за счет резонансного усиления амплитуды колебания давления жидкости в интервале разрыва пласта, ускоренный спуск колонны труб осуществля ют до момента возвращения отраженнойот устья волны разряжения в интервал гидроразрыва, после чего проводят торможение колонны труб до момента прихода отраженной от устья волны сжатия в интер вал гидроразрыва, при этом операции ускоренного и замедленного спуска повторяют до достижения колонны труб нижнего положения,, Серед оизводственно-издательский комбинат "Патекг", г. Ужгоро агарина, 101 кэз 1754 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5