Frac-Pack well stimulation

Abstract

During the hydrocarbon production, the formation sand movement has a frequent negative influx to the process because of its hazardous nature. Gravel pack placement is a common well treatment procedure for prevention of formation sand flow to the wellbore. This method is used in petroleum engineering industrial practice since 1950s. Based on it as a conventional technique Frac-Pack method came up as a new modern technology of sand control containing gravel pack placement and hydraulic fracturing all-in-one procedure. In Frac-Pack application, the appropriate viscosified fluid and proppant selection has a key role for achievement of desired fracture height, length and width. Fracture dimensions are controlled by TSO (Tip-Screenout) fracturing procedure. In this paper basic types of proppant are presented as well as resin coated sand, which improves packing of fracture with proppant. Numerous and various Frac-Pack fluids able to resist the high temperature and pressure are described. Downhole Frac-Pack equipment is also presented. Paper also contains a field example of Frac-Pack application performed on one of the Adriatic offshore gas fields, Republic of Croatia.

W trakcie wydobywania węglowodorów mamy często do czynienia z negatywnym i niebezpiecznym zjawiskiem przemieszczania się piasku. Zastosowanie pakera żwirowego stanowi podstawowy sposób zabezpieczenia przed napływem piasku do otworu. Metodę tę stosuje się w inżynierii naftowej od lat pięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Na tej podstawie opracowano tradycyjna technikę Frac-Pack jako nowoczesną metodę kontroli zapiaszczenia za pomocą połączonego zastosowania pakera żwirowego i szczelinowania hydraulicznego. W przypadku Frac-Pack płyny o odpowiedniej lepkości i właściwie dobranych materiałach podsadzkowych odgrywają kluczową rolę w osiągnięciu wymaganej wysokości, długości i szerokości szczeliny. Rozmiary szczelin kontrolowane są metodą szczelinowania TSO (Tip-Screenout). W artykule przedstawiono podstawowe rodzaje podsadzki oraz piasek z powłoką żywicową, które wzmagają działanie podsadzki. Opisano różnorodne płyny Frac-Pack odporne na wysoką temperaturę i ciśnienie. Przedstawiono także wgłębne wyposażenie Frac-Pack. W artykule pokazano przykładowe zastosowanie praktyczne Frac-Pack na jednym z chorwackich złóż gazu ziemnego na Adriatyku.