METODOS Y SISTEMAS PARA LA ESTIMULACION DE POZOS USANDO FRACTURAS DE ANGULOS MULTIPLES.

Un método para fracturar una formación subterránea, en el que la formación subterránea comprende al menos una fractura existente y una boca del pozo,

comprendiendo el método: determinar un conjunto de esfuerzos geomecánicos causados por al menos una fractura existente, en el que los esfuerzos geomecánicos incluyen al menos una distribución de esfuerzo tangencial alrededor de la boca del pozo; determinar al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo basado al menos en parte en los esfuerzos geomecánicos causados por al menos una de fractura existente; e iniciar una fractura posterior en la formación subterránea, en el que la fractura posterior se orienta alrededor de al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2007/003809.

Solicitante: HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: P.O. BOX 1431 DUNCAN, OK 73533 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: SOLIMAN,MOHAMED,Y.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 5 de Octubre de 2007.

Fecha Concesión Europea: 1 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E21B43/114 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E21 PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA; EXPLOTACION MINERA.E21B PERFORACION DEL SUELO O DE LA ROCA (explotación minera o de canteras E21C; excavación de pozos, galerías o túneles E21D ); EXTRACCION DE PETROLEO, GAS, AGUA O MATERIALES SOLUBLES O FUNDIBLES O DE UNA SUSPENSION DE MATERIAS MINERALES A PARTIR DE POZOS. › E21B 43/00 Procedimientos o dispositivos para la extracción de petróleo, gas, agua o materiales solubles o fundibles o de una suspensión de materias minerales a partir de pozos (aplicables únicamente al agua E03B; explotación de yacimientos petrolíferos o de materiales solubles o fundibles por las técnicas de explotación minera E21C 41/00; bombas F04). › Perforadores utilizando la acción directa de un fluido, p. ej. chorros abrasivos.
  • E21B43/26 E21B 43/00 […] › por formación de grietas o fracturas.
  • E21B49/00M

Clasificación PCT:

  • E21B43/114 E21B 43/00 […] › Perforadores utilizando la acción directa de un fluido, p. ej. chorros abrasivos.
  • E21B43/26 E21B 43/00 […] › por formación de grietas o fracturas.
  • E21B49/00 E21B […] › Ensayos para determinar la naturaleza de las paredes de los orificios de perforación; Ensayo de las capas; Procedimientos o aparatos para obtener muestras de terreno o de los fluidos del pozo, especialmente adaptados a perforaciones del suelo o de pozos (muestras en general G01N 1/00).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

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METODOS Y SISTEMAS PARA LA ESTIMULACION DE POZOS USANDO FRACTURAS DE ANGULOS MULTIPLES.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere de forma general a métodos, sistemas y a un aparato para inducir fracturas en una formación subterránea y más particularmente a métodos y a un aparato para emplazar una primera fractura con una primera orientación en una formación seguida de una segunda fractura con una segunda orientación angular en la formación.

Los pozos de aceite y gas a menudo producen hidrocarburos a partir de formaciones subterráneas. Ocasionalmente, se desea añadir fracturas adicionales a una formación subterránea ya fracturada. Por ejemplo, la fractura adicional puede ser deseada para un pozo de producción que se ha dañado previamente debido a factores, tales como, la migración de finos. Aunque la fractura existente puede aún existir, ya no es eficaz, o es menos eficaz. En una situación de este tipo, el esfuerzo causado por la primera fractura continúa existiendo, pero no contribuiría significativamente a la producción. En otro ejemplo, se pueden desear fracturas múltiples para aumentar la producción del depósito (véase, por ejemplo, el documento WO 018179 que se considera el documento de la técnica anterior más cercana y que describe un sistema del equipo especificado). Este escenario se puede usar también para mejorar la eficacia del barrido en pozos de recuperación potenciada, tal como, inyección de vapor por inundación de agua, etc. En otro ejemplo adicional, se pueden crear fracturas adicionales para inyectar con cortes de perforación.

Los métodos convencionales para iniciar las fracturas adicionales incluyen típicamente inducir fracturas adicionales con una orientación angular casi idéntica a las fracturas previas. Mientras que tales métodos incrementan el número de ubicaciones para el drenaje dentro de la boca del pozo, pueden no introducir nuevas direcciones para que los hidrocarburos fluyan dentro de la boca del pozo. El método convencional puede también no tener en cuenta, o más aún, utilizar alteraciones del esfuerzo alrededor de las fracturas existentes cuando se inducen nuevas fracturas.

Por tanto, existe una necesidad de un método mejorado para iniciar fracturas múltiples en la boca del pozo, cuando el método toma en cuenta las fuerzas tangenciales alrededor de la boca del pozo.

SUMARIO

La presente invención se refiere generalmente a métodos, sistemas y a un aparato para inducir fracturas en una formación subterránea y más particularmente a métodos y a un aparato para emplazar una primera fractura con una primera orientación en una formación seguida de una segunda fractura con una segunda orientación angular en la formación.

Un método ejemplar de la presente invención es para fracturar una formación subterránea. La formación subterránea incluye la boca del pozo que tiene un eje. Una primera fractura se induce en la formación subterránea. La primera fractura se inicia aproximadamente en una ubicación de fracturación. La iniciación de la primera fractura se caracteriza por una primera línea de orientación. La primera fractura altera temporalmente un campo de esfuerzos en la formación subterránea. Una segunda fractura se induce en la formación subterránea. La segunda fractura se inicia alrededor de la ubicación de fracturación. La iniciación de la segunda fractura se caracteriza por una segunda línea de orientación. La primera línea de orientación y la segunda línea de orientación tienen una disposición angular entre sí.

Una primera herramienta de fracturación ejemplar de acuerdo con la presente invención incluye un cuerpo de herramienta para recibir un fluido, comprendiendo el cuerpo de herramienta una pluralidad de secciones de fracturación, en la que cada una de las secciones de fracturación incluye al menos una abertura para suministrar el fluido dentro de la formación subterránea en una orientación angular; y un manguito dispuesto en el cuerpo de herramienta para desviar el fluido a al menos una de las secciones de fracturación, mientras que impide que el fluido salga a través de otra de las al menos una de las secciones de la fracturación.

Un sistema ejemplar para fracturar una formación subterránea de acuerdo con la presente invención incluye una conducción al fondo de la perforación seleccionada a partir del grupo que consiste de una sarta de perforación y de una tubería en serpentín, en la que la conducción al fondo de la perforación se dispone al menos parcialmente en la boca del pozo; un mecanismo de accionamiento configurado para mover la conducción al fondo de la perforación en la boca del pozo; una bomba acoplada a la conducción al fondo de la perforación para hacer que fluya un fluido a través de la conducción al fondo de la perforación; y un ordenador configurado para controlar la operación del mecanismo de accionamiento y de la bomba.

La herramienta de fracturación incluye un cuerpo de herramienta para recibir el fluido, comprendiendo el cuerpo de herramienta una pluralidad de secciones de fracturación, en la que cada una de las secciones de fracturación incluye al menos una abertura para suministrar el fluido dentro de la formación subterránea en una orientación angular y un manguito dispuesto en el cuerpo de herramienta para desviar el fluido a al menos una de las secciones de fracturación mientras que impide que el fluido salga por otra de las al menos una de las secciones de fracturación.

Las características y ventajas de la presente invención serán aparentes para aquellos expertos en la materia. Aunque se pueden hacer numerosos cambios por aquellos expertos en la materia, tales cambios están dentro del espíritu de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Estos dibujos ilustran ciertos aspectos de algunas de las realizaciones de la presente invención, y no deben usarse para limitar o definir la invención.

La Figura 1 es un diagrama en bloque esquemático de la boca del pozo y del sistema para la fracturación.

La Figura 2A es una representación gráfica de la boca del pozo en una formación subterránea y de los principales esfuerzos en la formación.

La Figura 2B es una representación gráfica de la boca del pozo en una formación subterránea que se ha fracturado y de los esfuerzos principales en la formación.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplar para fracturar una formación de acuerdo con la presente invención.

La Figura 4 es una representación gráfica de la boca del pozo y de fracturas múltiples con ángulos diferentes y de las ubicaciones de fracturación en la boca del pozo.

La Figura 5 es una representación gráfica de una formación con una región de alta permeabilidad con dos fracturas.

La Figura 6 es una representación gráfica del drenaje en una boca del pozo horizontal fracturada con orientaciones angulares diferentes.

Las Figuras 7A, 7B y 7C ilustran una vista transversal de un herramienta de fracturación que muestra ciertas características opcionales de acuerdo con

una implementación ejemplar.

La Figura 8 es una representación gráfica del drenaje de una boca del pozo vertical fracturada con orientaciones angulares diferentes.

La Figura 9 es una representación gráfica de una herramienta de fracturación que gira en la boca del pozo horizontal y de las fracturas inducidas por las herramientas de fracturación. DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención se refiere de forma general a métodos, sistemas y a un aparato para inducir fracturas en una formación subterránea y más particularmente, a métodos y a un aparato para emplazar una primera fractura con una primera orientación en una formación seguida de una segunda fractura con una segunda orientación angular en la formación. Adicionalmente, la presente invención se puede usar en perforaciones entubadas u orificios abiertos.

Los métodos y el aparato de la presente invención podrán permitir la productividad del pozo aumentada mediante la introducción de fracturas múltiples inducidas con ángulos diferentes entre sí en la boca del pozo.

La Figura 1 representa una representación esquemática de la boca del pozo subterránea 100 a través de la que se puede inyectar un fluido dentro de una región de la formación subterránea que circunda la boca del pozo 100. El fluido puede ser de cualquier composición adecuada para la operación de inyección particular que tiene que realizarse. Por ejemplo, cuando los métodos de...

 


Reivindicaciones:

1. Un método para fracturar una formación subterránea, en el que la formación subterránea comprende al menos una fractura existente y una boca del pozo, comprendiendo el método:

determinar un conjunto de esfuerzos geomecánicos causados por al menos una fractura existente, en el que los esfuerzos geomecánicos incluyen al menos una distribución de esfuerzo tangencial alrededor de la boca del pozo; determinar al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo basado al menos en parte en los esfuerzos geomecánicos causados por al menos una de fractura existente; e iniciar una fractura posterior en la formación subterránea, en el que la fractura posterior se orienta alrededor de al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo.

2. El método de la reivindicación 1, comprendiendo además: sellar la al menos una fractura existente antes de iniciar la siguiente fractura en el boca del pozo.

3. El método de la reivindicación 1, en el que determinar al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo se además, al menos en parte, en el campo de esfuerzos inicial sin fracturas existentes.

4. El método de la reivindicación 1, en el que al menos una fractura existente incluye una primera fractura que se propaga sustancialmente perpendicular a un esfuerzo horizontal mínimo.

5. Un sistema para fracturar una formación subterránea, en el que la formación subterránea comprende al menos una fractura existente y una boca del pozo, comprendiendo el sistema:

al menos un procesador configurado para: determinar un conjunto de esfuerzos geomecánicos causados por al menos una de fractura existente, en el que los esfuerzos

geomecánicos incluyen al menos una distribución de esfuerzo

tangencial alrededor de la boca del pozo; y determinar al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo, basado al menos en parte en los esfuerzos geomecánicos causados por al menos una fractura existente; y una herramienta de fracturación configurada para:

iniciar una fractura posterior en una formación subterránea, en el que la fractura posterior se orienta alrededor de al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo.

6. El sistema de la reivindicación 5, comprendiendo además al menos una

herramienta para: sellar la al menos una fractura existente antes de iniciar la fractura posterior en la boca del pozo.

7. El sistema de la reivindicación 5, en el que determinar al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo se basa además, al menos en parte, en el campo inicial de esfuerzos sin las fracturas existentes.

8. El sistema de la reivindicación 5, en el que la herramienta de fracturación

se configura además para: iniciar una primera fractura que se propaga sustancialmente perpendicular a un esfuerzo horizontal mínimo.

9. Un programa de ordenador para usarse en la fracturación de una formación subterránea, que comprende instrucciones ejecutables almacenas en un medio tangible, en el que la formación subterránea comprende al menos una fractura existente y una boca del pozo, y en el que las instrucciones ejecutables causa que al menos un procesador:

determine un conjunto de esfuerzos geomecánicos causados por al menos una fractura existente, en el que los esfuerzos geomecánicos incluyen al menos una distribución de esfuerzo tangencial alrededor de la boca del pozo; y determine al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo, basado al menos en parte en los esfuerzos geomecánicos causados por al menos una fractura existente.

5 10. El programa de ordenador de la reivindicación 9, en el que las

instrucciones ejecutables causan además que el al menos un procesador: determine una presión mínima para iniciar la fractura posterior en uno de los al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo.

11. El programa de ordenador de la reivindicación 9, en el que la instrucción ejecutable que causa que el al menos un procesador determine al menos un ángulo de de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo causa además que el al menos un procesador determine al menos un ángulo de esfuerzo tangencial mínimo alrededor de la boca del pozo basándose al menos en parte en el campo inicial de esfuerzos sin las fracturas existentes.

12. El programa de ordenador de la reivindicación 9, en el que al menos una fractura existente incluye una primera fractura que se propaga sustancialmente perpendicular a un esfuerzo horizontal mínimo.


 

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