SU1535992A1 - Method of oriented rupture of rock - Google Patents

Abstract

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к горной нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение эффективности гидроразрыва пород за счет снижени  затрат и энергоемкости способа. Бур т скважины в направлении распространени  трещин. В скважинах создают инициирующие полости, герметизируют их и формируют трещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости. В пределах распространени  проектируемой трещины гидроразрыва бур т дополнительные скважины на рассто нии от предыдущей скважины, определ емом по расчетной формуле в зависимости от расхода жидкости, подваемой в предыдущую скважину и в последующую скважину. Дополнительные скважины герметизируют до проектируемой трещины гидроразрыва и нагнетают в них жидкость под давлением ниже давлени  гидроразрыва. После образовани  трещин в инициирующей скважине прохождение ее в дополнительной скважине фиксируют по изменению давлени  жидкости в этой скважине. Затем формируют трещину гидроразрыва в дополнительной скважине увеличением давлени  жидкости в ней до давлени  гидроразрыва. 3 ил.The invention relates to the mining industry. The goal is to improve the efficiency of hydraulic fracturing of rocks by reducing the cost and energy intensity of the method. Drill a hole in the direction of propagation of cracks. In the wells, the initiating cavities are created, they are sealed and they form hydraulic fracturing cracks by injecting fluid into them. Within the propagation of the projected fracture, additional wells are drilled at a distance from the previous well, which is determined by the calculation formula depending on the flow rate of the feedwater into the previous well and the subsequent well. Additional wells are sealed to the projected fracture and fracture is pumped into them under pressure below the fracture pressure. After the formation of cracks in the initiating well, its passage in the additional well is recorded by the change in the fluid pressure in this well. A fracture is then formed in an additional well by increasing the fluid pressure in it to the fracture pressure. 3 il.

Description

Translated fromRussian

Изобретение относитс  к горному делу , может быть использовано при добыче твердых полезных ископаемых геогех- нологическш-1 методами, при добыче нефги и газа дл  повышени  дебита скважин, при управлении труднообрушае- мой крогшей в лавах посредством ее расслоени , при управл емом обрушении склоновых породных массивов и бортов карьеров, а также при создании ориентированных подземных экранов, например водоизол ционных, и может найти применение в горной и нефтедобывающей промышленности.The invention relates to mining, can be used in the extraction of solid minerals geo-geological-1 methods, in the production of oil and gas to increase well flow, in the management of hard-to-crush kroshsha in lavas through its separation, with controlled collapse of slope rock massifs. and pit walls, as well as in the creation of oriented underground screens, for example, water insulating, and can be used in the mining and oil industry.

Цель изобретени  - повышение эффективности гидроразрыва за счет снижени  затрат и энергоемкости способа.The purpose of the invention is to increase the efficiency of fracturing by reducing the costs and energy intensity of the method.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа с земной поверхности-; на фиг. 2 - схема подземной реализации способа над угольным пластом; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.FIG. 1 shows a scheme for implementing the method from the earth's surface; in fig. 2 is a diagram of the underground implementation of the method above the coal seam; on fig.Z - section aa in figure 2.

При проведении ориентированного разрыва массива 1 горных пород в нем бур т инициирующую (основную) скважину 2 и р д дополнительных скважин 3, ориентированных в направлении развити  трещины в пределах ее распростраел When conducting an oriented fracture of rock mass 1, an initial (main) well 2 and a number of additional wells 3 are drilled in it, oriented in the direction of fracture development within its limits

соwith

елate

со соwith so

ГчЭHche

нени . В забойной части скважины 2 специальным устройством прорезаетс  дискообразна  инициирующа  полость (зародышева  щель) 4 со смыкающимис  берегами в сторону от скважины и устанавливаетс  герметизатор 5. В допол нительных сквтжинах 3 также устанавливаютс  герметизаторы 6 за зоной 7 грещиноватости перед проектируемой трещиной гидроразрива. Через герметизаторы проход т трубы 8 от высоконапорных насосов 9. Давление подаваемой жидкости измер етс  манометрами 10.nothing In the downhole part of the borehole 2, a disc-shaped initiating cavity (embryonic gap) 4 with interlocking banks away from the borehole is cut through and a sealer 5 is installed. In additional chambers 3, the sealers 6 are installed behind the crevice zone 7 in front of the designed fracture fracture. Pipes 8 pass through sealers from high-pressure pumps 9. The pressure of the supplied liquid is measured by pressure gauges 10.

Разрыв массива 1 горных пород начи нают с подачи во все скважины 2 и 3 жидкости под давлением меньшим, чем необходимо дл  разрыва горной породы. Затем давление жидкости в зародышевой щели 4 инициирующей скважины начинают повышать, в результате чего раздвигаютс  ее берега и начинаетс  ориентированный , гидроразрыв. Фронт трещины 11 , образованный гидроразрывом горных пород, перемещаетс  в сторону допол- нительных скважин 3. Когда фронт трещины достигает ближайшей дополнительной скважины, в ней резко измен етс  давление жидкости, что фиксируетс  соответствующим манометром. В этот мо- мент насос у этой Скважины включают и увеличивают давление жидкости до давлени , обеспечивающего развитие трещины до очередной дополнительной скважины ., Разрыв массива горных пород продолжают до тех пор, пока создаваема  трещина не достигнет требуемых размеров .The fracture of rock massif 1 is started from the supply to all wells 2 and 3 of pressurized fluid less than that necessary to fracture the rock. Then, the fluid pressure in the embryonic gap 4 of the initiating well begins to increase, with the result that its shores are moved apart and oriented fracturing begins. The fracture front 11, formed by hydraulic fracturing of rocks, moves in the direction of additional wells 3. When the crack front reaches the nearest additional well, the fluid pressure in it sharply changes, which is fixed by an appropriate pressure gauge. At this moment, the pump at this Well turns on and increases the pressure of the fluid to a pressure that ensures the development of the fracture to the next additional well. The fracturing of the rock mass is continued until the fracture created reaches the required dimensions.

Дл  ориентированного разупрочнени  массива горных пород в труднодоступных местах, например при разупрочнении груднообрушаемых кровель над уголным пластом, дополнительные скважины бур тс  под углом к плоскости распространени  трещины. Это позвол ет проводить разупрочнение кровли даже над угольным пластом, расположенным р дом с отработанным смежным пластом. Разрыв массива можно производить в два сло , а также осуществл ть разупрочнение труднообрушаемой кровли, зависающей за крепью в выработанном пространстве .For oriented weakening of the rock mass in hard-to-reach places, for example, when the crumbling roofs weaken above the corner bed, additional wells are drilled at an angle to the crack propagation plane. This allows the roof to soften even above a coal seam adjacent to the spent adjacent seam. The rupture of the massif can be carried out in two layers, and also the softening of the hard-to-collapse roof, which hangs behind the support in the developed space.

Дополнительные скважины 3 бур т на высоту (L) , превышающую рассто ние от усть  скважины до плоскости разрыва (h) , и герметизируют на высоте, не превышающей этого рассто ни  (1) , за зоной грещиновагости 7. Дополнител ьAdditional wells 3 are drilled to a height (L) greater than the distance from the wellhead to the fracture plane (h), and sealed at a height not exceeding this distance (1), beyond the crevity zone 7. Additional

ные скважины 3 могут быть пробурены параллельно инициирующей скважине 2 либо под углом к плоскости распространени  трещины при направлении трещи ны в труднодоступные места. При этом рассто ние между скважинами, а также отрезок наклонной скважины между ее забоем и зоной герметизации должны находитьс  в пределах радиуса распространени  трещины.The wells 3 can be drilled parallel to the initiating well 2 or at an angle to the plane of propagation of the fracture as the crack is directed to hard-to-reach places. At the same time, the distance between the wells, as well as the section of the inclined well, between its bottom and the sealing zone should be within the radius of the fracture.

Рассто ние между скважинами определ ют из выражени The distance between the wells is determined from the expression

rh (0,8 Irh (0.8 I

/-/2ffK(P),/ - / 2ffK (P),

пP

5five

00

5five

где п - номер скважины;where n is the number of the well;

rh- рассто ние n-й скважины до предыдущей;rh is the distance of the nth well to the previous one;

Q 0(Р- расход жидкости, подаваемой в предыдущую скважину,Q 0 (P is the flow rate of the fluid supplied to the previous well,

Qh(P.) расход жидкости, подаваемой в п-ю скважину,Qh (P.) the flow rate of the fluid supplied to the pth well,

К (Р) - функци , характеризующа  расход жидкости при давлении Р, идущей на фильтрацию через единицу площади поверхности разрыва.K (P) is a function characterizing the flow rate at a pressure P going to filter through a unit area of the fracture surface.

Claims (1)

Translated fromRussian

Формула изобретени Invention FormulaСпособ ориентированного разрыва горных пород, включающий бурение инициирующих скважин в направлении распространени  трещин, создание в скважинах инициирующих полостей, герметизацию этих полостей и формирование трещины гидроразрыва пород нагнетанием в них жидкости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности гидроразрыва за счет снижени  затрат и энергоемкости способа , бур т дополнительные скважины в пределах распространени  проектируемой трещины гидроразрыва на рассто -, нии от предыдущей скважины, определ емом из выражени A method of oriented fracturing of rocks, including drilling initiating wells in the direction of the propagation of cracks, creating initiating cavities in the wells, sealing these cavities and forming a hydraulic fracture by forcing fluid into them, characterized in that, in order to increase the efficiency of fracturing by reducing costs and energy intensity method, drilling additional wells within the propagation of the projected fracture at a distance from the previous well, determined from expressionsrn(o,8Yq0(p)+ I VQn(P)J//2i K(p; ,rn (o, 8Yq0 (p) + I VQn (P) J // 2i K (p;,1oneгде n - номер скважины;where n is the number of the well;rn - рассто ние n-й скважины доrn is the distance of the nth well toпредыдущей; Q 0(Р) - расход жидкости, подаваемойprevious; Q 0 (P) - the flow rate of the fluid suppliedв предыдущую скважину; Qn(P расход жидкости, подаваемой в n-ю скважину;in the previous well; Qn (P flow rate of the fluid supplied to the n-th well;®®фиг1fig1Фиг 2Fig 2