RU2819034C1 - Method of burial of drilling and process wastes during operation of oil and gas condensate, oil and gas deposits - Google Patents
Method of burial of drilling and process wastes during operation of oil and gas condensate, oil and gas deposits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819034C1 RU2819034C1 RU2023110197A RU2023110197A RU2819034C1 RU 2819034 C1 RU2819034 C1 RU 2819034C1 RU 2023110197 A RU2023110197 A RU 2023110197A RU 2023110197 A RU2023110197 A RU 2023110197A RU 2819034 C1 RU2819034 C1 RU 2819034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- injection
- drilling
- oil
- formation
- gas
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000009933 burial Methods 0.000 title abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 45
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000004222 uncontrolled growth Effects 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится преимущественно к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при захоронении отходов бурения и других технологических отходов в подземных резервуарах, создаваемых, в частности, на морских месторождениях и/или в условиях Крайнего Севера.The present invention relates primarily to the oil and gas industry and can be used for the disposal of drilling waste and other technological waste in underground reservoirs created, in particular, in offshore fields and/or in the Far North.
Известные технические решения по закачке шлама и технологических отходов в мире либо используют пределы только по поверхностному оборудованию и по элементам конструкции скважины, либо в дополнение, в подземной части используют горное (литостатическое) давление. Горное давление обычно превышает минимальное горизонтальное напряжение во флюидоупоре и давление развития трещины во флюидоупоре. В связи с завышенными пределами по давлению во флюидоупорах, в мировой практике произошли десятки происшествий, связанных с прорывом флюидоупора и выбросами в том числе токсических отходов до дневной поверхности или до поверхности морского дна, как, например, на месторождениях в Норвегии.Known technical solutions for injection of sludge and process waste in the world either use limits only on surface equipment and well design elements, or in addition, they use rock (lithostatic) pressure in the underground part. The rock pressure usually exceeds the minimum horizontal stress in the seal and the fracture propagation pressure in the seal. Due to the excessive pressure limits in seals, dozens of incidents have occurred in world practice involving seal breakthroughs and releases, including toxic waste, to the surface or to the surface of the seabed, as, for example, in fields in Norway.
Из уровня техники известен способ захоронения буровых отходов в многолетнемерзлых породах (см. патент RU 2438953 С1), опубл. 10.01.2012. Согласно решению, при захоронении буровых отходов в многолетнемерзлых породах предусматривается создание в подземном резервуаре свободного пространства объемом не менее 9% от объема жидкости, содержащейся в буровых отходах. Таким образом, предотвращается разрушение покрывающих пород в результате увеличения объема за счет замерзания жидкой составляющей буровых отходов, так как плотность воды на 9% меньше плотности образующегося льда.A method of burying drilling waste in permafrost is known from the prior art (see patent RU 2438953 C1), publ. 01/10/2012. According to the decision, when drilling waste is buried in permafrost, it is necessary to create free space in an underground reservoir with a volume of at least 9% of the volume of liquid contained in the drilling waste. Thus, the destruction of the cap rocks as a result of an increase in volume due to the freezing of the liquid component of drilling waste is prevented, since the density of water is 9% less than the density of the resulting ice.
Недостатком данного технического решения является малый объем захоронений буровых отходов на одну скважину, кроме того данный способ может быть использован только в условиях многолетнемерзлых пород.The disadvantage of this technical solution is the small volume of drilling waste disposal per well; in addition, this method can only be used in permafrost conditions.
Наиболее близким техническим решением является захоронение промышленных сточных вод на подземных хранилищах газа (см. журнал «Газовая промышленность, 2017, спецвыпуск №1, с. 112-117). Согласно данному решению для обеспечения безопасной и надежной эксплуатации полигона захоронения сточных вод, осуществляется мониторинг уровня подземной воды и забоя, химического анализа проб воды по стволу, а также пластового давления и пластовой температуры в интервале фильтра или открытого забоя. Кроме того, после начала закачки сточных вод осуществляется фиксация объема закачиваемых сточных вод в каждую скважину, время закачки, а также давление на наносах и на устье нагнетательных скважин. Для контроля данных параметров осуществляется строительство наблюдательных скважин или же переоборудования для этой цели разведочных скважин.The closest technical solution is the burial of industrial wastewater in underground gas storage facilities (see the magazine “Gas Industry, 2017, special issue No. 1, pp. 112-117). According to this solution, to ensure safe and reliable operation of the wastewater disposal site, monitoring of the level of underground water and bottom hole, chemical analysis of water samples along the shaft, as well as reservoir pressure and reservoir temperature in the filter or open bottom hole interval are carried out. In addition, after the start of wastewater injection, the volume of wastewater injected into each well, the injection time, as well as the pressure on the sediments and at the mouth of the injection wells are recorded. To monitor these parameters, observation wells are constructed or exploration wells are re-equipped for this purpose.
Недостатком данного технического решения является наличие дополнительных наблюдательных скважин для мониторинга и подтверждения целостности флюидоупоров.The disadvantage of this technical solution is the presence of additional observation wells to monitor and confirm the integrity of the seals.
Таким образом, существует необходимость в разработке способа захоронения буровых и технологических отходов на различных месторождениях, применимого в различных геологических и климатических условиях, в частности, на морских месторождениях и в условиях крайнего севера.Thus, there is a need to develop a method for the disposal of drilling and technological waste at various fields, applicable in various geological and climatic conditions, in particular, in offshore fields and in the far north.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности и безопасности эксплуатации месторождений, за счет постоянного мониторинга и контроля целостности флюидоупоров. Также преимуществом данного способа является прогнозирование наполнения пластов для захоронения буровых и технологических отходов, что позволяет заранее без остановки производства планировать переход на вышележащие пласты или бурение новых скважин.The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability and safety of field operation through constant monitoring and control of the integrity of fluid seals. Another advantage of this method is the prediction of the filling of formations for the disposal of drilling and technological waste, which allows you to plan in advance, without stopping production, the transition to overlying formations or the drilling of new wells.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ захоронения буровых и технологических отходов при эксплуатации нефтегазоконденсатных, нефтяных и газовых месторождений путем закачки их в скважину включает в себя определение прочностных свойств флюидоупоров на основании петрофизических исследований и геомеханических данных по меньшей мере в одном пласте месторождений с последующим мониторингом давления закрытия трещины по меньшей мере в одной точке призабойной зоны пласта в заданный промежуток времени с последующим сравнением с заранее определенными пределами прочности флюидоупоров, которое характеризует текущее напряжение в пласте в заданный промежуток времени, причем закачку буровых и технологических отходов осуществляют до момента достижения заранее определенных прочностных свойств флюидоупоров.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of burying drilling and process waste during the exploitation of oil and gas condensate, oil and gas fields by pumping them into a well includes determining the strength properties of fluid seals based on petrophysical studies and geomechanical data in at least one layer of fields with subsequent monitoring of the fracture closure pressure at at least one point in the near-wellbore zone of the formation in a given period of time, followed by comparison with predetermined limits of the strength of the fluid seals, which characterizes the current stress in the formation in a given period of time, and the injection of drilling and process waste is carried out until it is reached in advance certain strength properties of fluid seals.
Данное изобретение поясняется чертежами:This invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - показывает общий вид скважины с распространением трещин.Fig. 1 - shows a general view of the well with the propagation of cracks.
Фиг. 2 - пример каротажной диаграммы с петрофизическими и геомеханическими данными используемым для определения пластов для закачки отходов и покрывающих их флюидоупоров.Fig. 2 is an example of a well log with petrophysical and geomechanical data used to identify formations for waste injection and the seals covering them.
Фиг. 3 - концептуальная схема закачек, показывающая зоны закачек, ограниченные заданными пределами, давления закрытия трещины, и концепцию перехода на вышележащие пласты с более низкими значениями пределов.Fig. 3 is a conceptual injection diagram showing injection zones limited by specified limits, fracture closure pressures, and the concept of transition to overlying formations with lower limit values.
Фиг. 4 - пример закачек с прорывом флюидоупора.Fig. 4 is an example of injections with a seal breakthrough.
Примером буровых и технологических отходов могут являться шлам, образованный при бурении скважин, остатки неиспользованных химических реагентов, бытовые отходы производства, технологические отходы из сепараторов, емкостей, трубопроводов, и других элементов поверхностного производственного комплекса по добыче, подготовке и переработке нефти и газа и др. отходы.An example of drilling and technological waste can be sludge formed during well drilling, the remains of unused chemical reagents, household production waste, technological waste from separators, tanks, pipelines, and other elements of the surface production complex for the extraction, preparation and processing of oil and gas, etc. waste.
В качестве флюиудоупоров выбираются непроницаемые или слабопроницаемые породы с повышенными прочностными свойствами. Часто флюиудоупором выступает глина, твердые суглинки, соли, гранит и другие породы, отличающиеся высокими прочностными характеристиками и низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) по сравнению с нижезалегающими проницаемыми породами (песчаники, карбонаты и др.), используемыми под захоронение шлама и технологических отходов.Impenetrable or low-permeability rocks with increased strength properties are selected as fluid seals. Often the fluid barrier is clay, hard loams, salts, granite and other rocks that are characterized by high strength characteristics and low filtration and capacitance properties (FPP) compared to underlying permeable rocks (sandstones, carbonates, etc.) used for disposal of sludge and process waste. .
Для осуществления изобретения предпочтительно проводить закачку с периодическим нагнетанием отходов, а также до начала закачки буровых и технологических отходов требуется определить прочностные свойства флюидоупоров на основе петрофизических и геомеханических исследований и данных. Данные исследования могут включать в себя геофизические исследования скважин, исследования на керне, диагностические закачки по определению давлений инициации и развития трещины, построение геомеханической модели геологического разреза и других исследований. В качестве примера, петрофизические свойства могут включать проницаемость, пористость, водонасыщение, газо- или нефтенасыщение, результаты ядерно-магнитного каротажа, гамма-каротаж и др. В качестве примера геомеханические свойства могут включать динамические и статические модули Юнга, коэффициент Пуассона, минимальное и максимальные горизонтальные напряжения в пласте, горное напряжение и др.To implement the invention, it is preferable to carry out injection with periodic injection of waste, and before the start of injection of drilling and process waste, it is necessary to determine the strength properties of seals based on petrophysical and geomechanical studies and data. These studies may include geophysical surveys of wells, core studies, diagnostic injections to determine fracture initiation and development pressures, construction of a geomechanical model of the geological section and other studies. As an example, petrophysical properties may include permeability, porosity, water saturation, gas or oil saturation, nuclear magnetic logging, gamma ray logging, etc. As an example, geomechanical properties may include dynamic and static Young's moduli, Poisson's ratio, minimum and maximum horizontal stresses in the formation, rock stress, etc.
Таким образом, для каждого пласта может быть определен предел прочности самого пласта и покрывающего флюидоупора. В процессе закачки буровых и технологических отходов при достижении в пласте давления, равного пределу прочности флюидоупора, необходимо переводить закачку на другой пласт. Для удобства на основе расчетных пределов прочности и получаемых данных по фактическим закачкам может быть использована система визуализации для контроля захоронения и подтверждения целостности флюидоупора. В частности, для наглядной визуализации, могут быть использованы различные цвета, например, зеленый - для безопасной зоны закачек, именуемой "операционным окном"; желтый - для сигнализации скорого наполнения пласта, именуемый "окном технического предела"; красный - для зоны неконтролируемых закачек, именуемый "окном вне технического предела", в рамках которого наиболее вероятны прорывы флюидоупора. Верхняя граница зеленой зоны находится на значении минимального горизонтального напряжения флюидоупора. Верхняя граница желтой зоны находится на значении давления распространения трещины во флюидоупоре. Нижняя граница красной зоны начинается также от давления распространения трещины во флюидоурпоре и может доходить до величины давления гидроразрыва флюидоупора. Давление гидроразрыва флюидоупора не рекомендуется к использованию в качестве нижней границы красной зоны ввиду возможного присутствия пород с естественной трещиноватостью. В таких породах ввиду развития естественных трещин фактический прорыв флюидоупора происходит при давлении распространения трещины, которое меньше, чем давление гидроразрыва флюидоупора.Thus, for each formation the strength limit of the formation itself and the overlying seal can be determined. In the process of injection of drilling and technological waste, when the pressure in the formation reaches a pressure equal to the ultimate strength of the sealing fluid, it is necessary to transfer the injection to another formation. For convenience, based on the calculated strength limits and the data obtained from actual injections, a visualization system can be used to control burial and confirm the integrity of the seal. In particular, for visual visualization, different colors can be used, for example, green for the safe download area, called the “operational window”; yellow - to signal the rapid filling of the reservoir, called the “technical limit window”; red - for the zone of uncontrolled injections, called the “window beyond the technical limit”, within which seal breakthroughs are most likely. The upper boundary of the green zone is at the value of the minimum horizontal stress of the fluid seal. The upper boundary of the yellow zone is at the value of the fracture propagation pressure in the fluid seal. The lower boundary of the red zone also starts from the pressure of crack propagation in the fluid seal and can reach the hydraulic fracturing pressure of the fluid seal. The hydraulic fracturing pressure of the seal is not recommended for use as the lower boundary of the red zone due to the possible presence of naturally fractured rocks. In such rocks, due to the development of natural fractures, the actual breakthrough of the sealing fluid occurs at a fracture propagation pressure that is less than the hydraulic fracturing pressure of the sealing fluid.
Закачка отходов при давлениях, находящихся в красной зоне, является неконтролируемой с точки зрения поддержания целостности флюидоупора, и при достижении этой зоны закачка буровых и технологических отходов должна быть прекращена. По достижении давления в пласте значений равных или превышающих давление распространения трещины во флюидоупоре, закачки переходят в неконтролируемый режим. В случае больших по толщине флюидоупоров (десятки метров) разрыв флюидоупора может происходить довольно продолжительное время. Однако, трещина все равно будет стремиться развиваться в сторону наименьших напряжений (как правило вверх) и со временем прорвется через флюидоупор. Незначительные же по толщине флюидоупоры могут полностью прорваться довольно быстро.Injection of waste at pressures in the red zone is uncontrollable from the point of view of maintaining the integrity of the seal, and upon reaching this zone, injection of drilling and process waste must be stopped. When the pressure in the reservoir reaches values equal to or exceeding the pressure of fracture propagation in the seal, injection goes into an uncontrolled mode. In the case of fluid seals that are large in thickness (tens of meters), rupture of the seal can occur for quite a long time. However, the crack will still tend to develop in the direction of the lowest stress (usually upward) and will eventually break through the seal. Fluid seals that are insignificant in thickness can completely break through quite quickly.
Для безопасной эксплуатации скважины, закачка не должна осуществляться выше давления распространения трещины во флюидоупоре. При достижении давления распространения трещины во флюидоупоре происходит распространение трещины по телу самого флюидоупора и, в зависимости от толщины флюидоупора, со временем он прорвется, с дальнейшим выходом закачиваемых отходов в вышележащие пласты.For safe well operation, injection should not be carried out above the fracture propagation pressure in the seal. When the crack propagation pressure in the seal is reached, the crack propagates throughout the body of the seal itself and, depending on the thickness of the seal, over time it will break through, with further release of the injected waste into the overlying formations.
В соответствии с изобретением предлагается осуществлять мониторинг напряжений в пласте путем мониторинга давления закрытия трещины по меньшей мере в одной точке призабойной зоны пласта в заданный промежуток времени с последующим сравнением с заранее установленными пределами прочности флиюдоупора, установленными на основе диагностических закачек и/или геомеханической модели. Для сравнения используются точки давления закрытия трещины (представлены на фиг. 3 и фиг. 4) после каждого цикла "закачка-остановка" во время остановки. Данные точки означают текущее напряжение в пласте. Сравнивая текущие напряжения в пласте с заданными пределами прочности флюидоупора, происходит контроль за целостностью флюидоупора.In accordance with the invention, it is proposed to monitor formation stresses by monitoring the fracture closure pressure at at least one point in the near-wellbore zone of the formation in a given period of time, followed by comparison with predetermined fluid seal strength limits established on the basis of diagnostic injections and/or a geomechanical model. For comparison, the fracture closure pressure points (shown in Fig. 3 and Fig. 4) after each pump-stop cycle during shutdown are used. These points indicate the current stress in the formation. By comparing the current stresses in the formation with the specified strength limits of the seal, the integrity of the seal is monitored.
Давление закрытия трещины определяется с помощью компьютерных алгоритмов на специальном программном обеспечении и внедрено в общую систему мониторинга и контроля за процессом захоронения и поддержания целостности флюидоупоров. Оно может варьироваться в зависимости от наполнения пласта, типа и свойств закачиваемой жидкости, утечек закачиваемой жидкости в пласт и от других процессов. Давление при этом должно контролироваться как минимум до подтверждения момента закрытия трещины.The fracture closure pressure is determined using computer algorithms using special software and is integrated into the overall system for monitoring and controlling the burial process and maintaining the integrity of the seals. It may vary depending on the filling of the formation, the type and properties of the injected fluid, leakage of the injected fluid into the formation and other processes. The pressure must be monitored at least until the moment of crack closure is confirmed.
По мере наполнения пласта шламом и технологическими жидкостями будет наблюдаться рост пластового давления в самом утилизационном пласте и, соответственно, давления закрытия трещины тоже будет увеличиваться ввиду нарастающего пороупругого эффекта при наполнении пласта. Со временем давление закрытия трещины в пласте достигнет заданных и ранее описанных пределов прочности флюидоупоров и для продолжения контролируемых закачек будет необходим переход на вышележащие или другие пласты с изоляцией текущего пласта.As the formation is filled with slurry and process fluids, there will be an increase in formation pressure in the utilization formation itself and, accordingly, the fracture closure pressure will also increase due to the increasing poroelastic effect as the formation is filled. Over time, the closure pressure of the fracture in the formation will reach the specified and previously described strength limits of the seals and to continue controlled injections it will be necessary to move to overlying or other formations with isolation of the current formation.
На фиг. 3 приведен пример осуществления изобретения с переходом захоронения буровых и технологических отходов на другой пласт при достижении предельных значений давления распространения трещины во флюидоупоре. Предлагаемый способ был опробован на Лунском нефтегазоконденсатном месторождении (шельф острова Сахалин). До начала закачек буровых и технологических отходов были проведены петрофизические и геомеханические исследования (см. фиг. 2), на основе которых были установлены прочностные свойства пластов и флюидоупоров, и определены технические (верхняя граница желтой зоны) и операционные пределы (верхняя граница зеленой зоны) для системы пласт-флиюдоупор. После определения и установления пределов прочности для каждой системы пласт-флюидоупор, осуществлялась закачка буровых и технологических отходов в самый нижний пласт (пласт I) с одновременным мониторингом значений давлений закрытия трещины в призабойной зоне, которые не должны превышать заранее определенных пределов прочности флюидоупоров.In fig. Figure 3 shows an example of the implementation of the invention with the transition of the burial of drilling and technological waste to another layer when the limiting values of the pressure of crack propagation in the sealant are reached. The proposed method was tested at the Lunskoye oil and gas condensate field (offshore Sakhalin Island). Before the start of injection of drilling and process waste, petrophysical and geomechanical studies were carried out (see Fig. 2), on the basis of which the strength properties of formations and fluid seals were established, and technical (upper limit of the yellow zone) and operational limits (upper limit of the green zone) were determined. for the plastic-fluid seal system. After determining and establishing the strength limits for each reservoir-fluid seal system, drilling and process waste was injected into the lowest formation (layer I) while simultaneously monitoring the values of fracture closure pressures in the near-wellbore zone, which should not exceed the predetermined strength limits of the seal fluids.
Результаты значений технического и операционных пределов представлены в таблице 1.The results of the technical and operational limit values are presented in Table 1.
Согласно изобретению, закачка буровых и технологических отходов осуществлялась в зону «операционного окна», отображенной на фиг. 3 зеленой областью, до верхнего операционного предела. Причем закачка отходов осуществлялась с чередованием в конце цикла закачки продавкой в пласт морской воды для очистки ствола скважины и призабойной зоны пласта с периодическим нагнетанием от 8 до 1600 м3. Во время процесса закачки давление в пласте находилось ниже минимального горизонтального напряжение во флюидоупоре, что означало нормальный и контролируемый процесс закачки.According to the invention, drilling and process waste was pumped into the “operational window” area shown in Fig. 3 green area, up to the upper operating limit. Moreover, the waste injection was carried out alternating at the end of the injection cycle by pushing sea water into the formation to clean the wellbore and the bottom-hole zone of the formation with periodic injection from 8 to 1600 m 3 . During the injection process, the reservoir pressure was below the minimum horizontal pressure in the seal, which meant a normal and controlled injection process.
В процессе закачки рост давления в пласте минимального горизонтального напряжения во флюидоупоре служил индикацией наполнения пласта до критической величины, когда вышележащий флюидоупор в случае естественной его трещиноватости может переоткрываться, но при этом развитие самой трещины во флюидоупоре еще не происходило. Таким образом, достигнув значений минимального горизонтального напряжения, понимая, что пласт почти полный, была начата подготовительная работа по дальнейшему проведению перфорации и переходу в вышележащие пласты (Пласты II, III).During the injection process, the increase in pressure in the formation of the minimum horizontal stress in the seal served as an indication of the filling of the formation to a critical value, when the overlying seal, in the case of its natural fracturing, can reopen, but the development of the crack itself in the seal has not yet occurred. Thus, having reached the values of the minimum horizontal stress, realizing that the formation was almost complete, preparatory work began on further perforation and transition to the overlying formations (Strata II, III).
Далее осуществлялась закачка выше операционного окна, а именно в окно технического предела, изображенного на фиг. 3 желтым цветом - это область, в которой можно продолжать закачку, но необходимо готовится к тому, что пласт в скорости будет окончательно наполнен, и будет необходим переход на другой пласт. Так как окно технического предела сверху ограничено давлением распространения трещины (ДРТ) во флюидоупоре, который в свою очередь является верхним (предельным) барьером при достижении, которого трещины начинают распространяться в самом теле флюидоупора и в зависимости от толщины флюидоупора и его физических свойств со временем приведут к разрыву флюидоупора и неконтролируемому росту трещины в вышележащие пласты или в худшем сценарии к неконтролируемому росту трещины до дневной поверхности или до поверхности морского дна в случае с разработкой морских месторождений, то в дальнейшем процесс закачки был остановлен.Next, the injection was carried out above the operating window, namely into the window of the technical limit shown in Fig. 3 in yellow is an area in which injection can be continued, but it is necessary to prepare for the fact that the formation will be completely filled at speed, and a transition to another formation will be necessary. Since the technical limit window is limited from above by the crack propagation pressure (CPP) in the seal, which in turn is the upper (limit) barrier upon reaching which cracks begin to propagate in the body of the seal and, depending on the thickness of the seal and its physical properties, will eventually lead to to the rupture of the seal and uncontrolled growth of the crack into the overlying formations or, in the worst case scenario, to the uncontrolled growth of the crack to the surface or to the surface of the seabed in the case of offshore development, then the injection process was subsequently stopped.
Поэтому при достижении в пласте давления распространения трещины необходимо остановить закачку в текущий пласт и осуществить переход либо на вышележащий пласт, либо пробурить боковой ствол из существующей скважины, или пробурить новую скважину под закачку и захоронение бурового шлама и технологических отходов.Therefore, when the pressure in the formation reaches the propagation of a crack, it is necessary to stop injection into the current formation and either move to the overlying formation, or drill a sidetrack from an existing well, or drill a new well for the injection and disposal of drill cuttings and process waste.
На фиг. 4 представлен пример прорыва флюидоупора. Как видно на фиг. 4, после прорыва флюидоупора восходящий тренд давления закрытия трещины показывающий замкнутость и локализованность системы трещин, ввиду увеличения давления в системе трещин, сменился на резкий нисходящий тренд, показывающий, что флюидоупор был прорван и дальнейшая закачка шла в другие менее нагруженные породы, с меньшим внутренним напряжением и меньшим внутренним пластовым давлением. При длительной закачке с нисходящим трендом, вероятнее всего произойдет прорыв системы трещин до дневной поверхности или поверхности морского дна.In fig. Figure 4 shows an example of a seal breakthrough. As can be seen in FIG. 4, after the breakthrough of the seal, the upward trend of the fracture closure pressure, showing the closedness and localization of the fracture system, due to the increase in pressure in the fracture system, changed to a sharp downward trend, showing that the seal was broken and further injection took place in other less loaded rocks, with less internal stress and lower internal reservoir pressure. With prolonged injection with a downward trend, a breakthrough of the fracture system to the surface or seabed surface is likely to occur.
В таком случае необходимо остановить закачку в текущий пласт. Если есть возможность осуществлять закачку в вышележащий пласт, то целесообразно изолировать текущий пласт, провести перфорацию вышележащего пласта и начать контролируемую закачку с новыми определенными пределами прочности флюидоупоров в новый вышележащий пласт. Если же нет лицензированного вышележащего пласта или геологические условия ввиду отсутствия прочных флюидоупоров не позволяют это делать, тогда забуривается боковой ствол в сторону на достаточном удалении от текущей системы трещин или бурится новая скважина под захоронение буровых и технологических отходов.In this case, it is necessary to stop injection into the current reservoir. If it is possible to carry out injection into the overlying formation, then it is advisable to isolate the current formation, perforate the overlying formation and begin controlled injection with new determined limits of the strength of the seals into the new overlying formation. If there is no licensed overlying formation or geological conditions due to the lack of strong fluid seals do not allow this, then a sidetrack is drilled to the side at a sufficient distance from the current system of fractures or a new well is drilled for the disposal of drilling and process waste.
Так как давление, превышающее давление разрыва флюидоупора (образования/создания трещины во флюидоупоре) может быть никогда не достигнуто, если во флюидоупоре уже присутствуют естественные трещины или если флюидоупор был ранее уже надорван, то самым верхним безопасным пределом для закачки является напряжение распространения трещины во флюидоупоре.Since pressure exceeding the seal rupture pressure (formation/creation of a fracture in the seal) may never be achieved if natural fractures are already present in the seal or if the seal has previously been ruptured, then the highest safe limit for injection is the fracture propagation stress in the seal .
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819034C1 true RU2819034C1 (en) | 2024-05-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5139365A (en) * | 1990-09-04 | 1992-08-18 | Warren Chesner | Process for waste injection into landfills for waste management, landfill reclamation, enhanced biodegradation and enhanced methane gas generation and recovery |
| RU2196884C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" | Method of burial of pulpy drilling wastes in deposit development by borehole systems |
| RU2438953C1 (en) * | 2010-05-27 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Надым" (ООО "Газпром добыча Надым") | Method of subsurface disposal of drill fluids in permafrost rocks |
| RU2616302C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Method of disposal of well drilling waste into abandoned well |
| US9909277B2 (en) * | 2015-02-12 | 2018-03-06 | Silar Services Inc. | In situ waste remediation methods and systems |
| US10807132B2 (en) * | 2019-02-26 | 2020-10-20 | Henry B. Crichlow | Nuclear waste disposal in deep geological human-made caverns |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5139365A (en) * | 1990-09-04 | 1992-08-18 | Warren Chesner | Process for waste injection into landfills for waste management, landfill reclamation, enhanced biodegradation and enhanced methane gas generation and recovery |
| RU2196884C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" | Method of burial of pulpy drilling wastes in deposit development by borehole systems |
| RU2438953C1 (en) * | 2010-05-27 | 2012-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Надым" (ООО "Газпром добыча Надым") | Method of subsurface disposal of drill fluids in permafrost rocks |
| US9909277B2 (en) * | 2015-02-12 | 2018-03-06 | Silar Services Inc. | In situ waste remediation methods and systems |
| RU2616302C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-04-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Method of disposal of well drilling waste into abandoned well |
| US10807132B2 (en) * | 2019-02-26 | 2020-10-20 | Henry B. Crichlow | Nuclear waste disposal in deep geological human-made caverns |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2566348C2 (en) | Method of multilayer hydraulic fracturing down hole | |
| US5314265A (en) | Waste disposal in hydraulically fractured earth formations | |
| US6095244A (en) | Methods of stimulating and producing multiple stratified reservoirs | |
| CN106354983B (en) | A kind of determining CO2The method for burying risk of leakage monitoring point | |
| EP0957235A2 (en) | Stimulating and producing a multiple stratified reservoir | |
| RU2117764C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
| US4488834A (en) | Method for using salt deposits for storage | |
| US9879401B2 (en) | Oil and gas well and field integrity protection system | |
| CN101849080A (en) | Working pressure field signatures to predict injects the unusual method of well | |
| RU2578134C1 (en) | Method of developing oil deposits in fractured reservoirs with water oil zones | |
| US2784787A (en) | Method of suppressing water and gas coning in oil wells | |
| CN108252737A (en) | The abandoned well sorting technique of bank | |
| Thomeer et al. | Increasing occurrence of abnormally high reservoir pressures in boreholes, and drilling problems resulting therefrom | |
| Voegele et al. | Optimization of stimulation design through the use of in-situ stress determination | |
| RU2819034C1 (en) | Method of burial of drilling and process wastes during operation of oil and gas condensate, oil and gas deposits | |
| RU2151860C1 (en) | Method for development of oil pool with bottom water | |
| RU2743478C1 (en) | Difficult turonian gas production method | |
| US5900544A (en) | System and method for detecting upward growth of a hydraulic subterranean fracture in real time | |
| RU2282712C2 (en) | Well killing method | |
| Garland | Selective plugging of water injection wells | |
| CN102203378B (en) | Recovery or storage method | |
| US2293904A (en) | Method of batch cementing | |
| Huenges et al. | The in-situ geothermal laboratory Groß Schönebeck: learning to use low permeability aquifers for geothermal power | |
| CN105545205A (en) | High-strength gas extraction ground L-shaped drilling method for fully mechanized caving faces | |
| Cheon et al. | Theoretical background and design of hydraulic fracturing in oil and gas production |