Multi-stage hydraulic fracturing technology in a well with horizontal working face

Tecnología de fracturación hidráulica multietapa en un pozo con cara de trabajo horizontal

At present, hydraulic fracturing (HF) is still the most effective method of stimulating hydrocarbon flow and enhancing oil recovery in certain types of wells, particularly those with horizontal endings. In many regions, this is the only technology that enables development of fields with hard-to-recover reserves confined to low-permeability, poorly drained, heterogeneous and dissected reservoirs, which significantly increases hydrocarbon production and makes well construction economically viable. In this work, the authors have developed a new technology for interval hydraulic fracturing in a well with a horizontal target area, with the ability to inject fracturing fluid and hold excess pressure on either side of the fracturing unit by means of flap-type check valves. The fracturing is performed through a transport unit that runs directly through the casing and protects the plug from the abrasive effects of the gel-propellant mixture.

After fracturing is complete, the transport unit is removed from the plug, and the rear cut-off valves are closed. No re-entry is possible after the adaptor has been removed from the well. For the next interval, the work cycle of plug, activation and fracturing is repeated using a new transport unit. For each repetition, the newly stimulated interval remains isolated until the fracturing operation is complete and all downstream plugs have been fractured. All installed plugs are drilled out before development. During all phases of the work, it is assumed that the well is prepared without the use of coiled tubing. The novelty and innovation lie in the technological solution of delivery to the target area and using easy-to-drill plugs to guarantee open interval separation and perform selective fracturing. Potential candidates are wells with 114 mm diameter casings with single- or multiple-acting fracturing sleeves to open-close after the horizontal part of the well has been prepared (the ‘equal-pass’ section requirement is for a 95 mm diameter bit).

The proposed technical means and technology, in the opinion of the authors, will increase the efficiency of field development, reservoir conditions in which are characterized by low filtration parameters, high viscosity properties, etc. The authors do not think that the proposal will generally solve the problem of intensification of the inflow of reservoir fluid to the well and thereby increase oil recovery from the reservoir, but according to in their opinion, in some respects it will contribute to this. The final results will be obtained based on the results of extensive production tests.

En la actualidad, la fracturación hidráulica (FH) sigue siendo el método más eficaz para estimular el flujo de hidrocarburos y aumentar la recuperación de petróleo en determinados tipos de pozos, sobre todo los de terminación horizontal. En muchas regiones, es la única tecnología que permite desarrollar yacimientos con reservas difíciles de recuperar, confinados en reservorios de baja permeabilidad, mal drenados, heterogéneos y disectados, lo que aumenta significativamente la producción de hidrocarburos y hace económicamente viable la construcción de pozos. En este trabajo, los autores han desarrollado una nueva tecnología para la fracturación hidráulica por intervalos en un pozo con una zona objetivo horizontal, con capacidad para inyectar fluido de fracturación y mantener el exceso de presión a ambos lados de la unidad de fracturación mediante válvulas de retención tipo flap. La fracturación se realiza a través de una unidad de transporte que atraviesa directamente la tubería de revestimiento y protege el tapón de los efectos abrasivos de la mezcla de gel y propelente.

Una vez finalizada la fracturación, la unidad de transporte se retira del tapón y se cierran las válvulas de cierre posteriores. No es posible volver a entrar en el pozo una vez retirado el adaptador. Para el siguiente intervalo, se repite el ciclo de trabajo de taponamiento, activación y fracturación utilizando una nueva unidad de transporte. En cada repetición, el intervalo recién estimulado permanece aislado hasta que finaliza la operación de fracturación y se han fracturado todos los tapones aguas abajo. Todos los tapones instalados se perforan antes del desarrollo. Durante todas las fases del trabajo, se supone que el pozo se prepara sin utilizar tubería flexible. La novedad y la innovación residen en la solución tecnológica de entrega en la zona objetivo y en el uso de tapones fáciles de perforar para garantizar la separación de intervalos abiertos y realizar una fracturación selectiva. Los posibles candidatos son pozos con tuberías de revestimiento de 114 mm de diámetro con manguitos de fracturación de acción simple o múltiple para abrir y cerrar una vez preparada la parte horizontal del pozo (el requisito de la sección de "paso igual" es para una broca de 95 mm de diámetro).

Los medios técnicos y la tecnología propuestos, en opinión de los autores, aumentarán la eficacia del desarrollo del yacimiento, cuyas condiciones se caracterizan por bajos parámetros de filtración, propiedades de alta viscosidad, etc. Los autores no creen que la propuesta resuelva en general el problema de la intensificación de la afluencia de fluido del yacimiento al pozo y, por lo tanto, aumente la recuperación de petróleo del yacimiento; pero, según su opinión, en algunos aspectos contribuirá a ello. Los resultados finales se obtendrán a partir de los resultados de pruebas de producción exhaustivas.