НЕПРЕРЫВНЫЕ ВОЛОКНА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ГИДРОРАЗРЫВЕ ПЛАСТА

1. Система, используемая совместно с операцией гидроразрыва пласта, содержащая
множество непрерывных волокон, развертываемых во множестве трещин в подземной формации горной породы, каждое волокно, при развертывании проходит, являясь непрерывным, от ствола скважины в пласт горной породы; и
модуль управления волокном, выполненный и установленный с возможностью осуществления развертывания и связи с множеством непрерывных волокон, при этом число развертываемых непрерывных волокон создает достаточное резервирование для выполнения, по меньшей мере, целевого измерения, относящегося к операции по гидроразрыву пласта.
2. Система по п.1, в которой число развертываемых непрерывных волокон составляет, по меньшей мере, 4.
3. Система по п.1, в которой число развертываемых непрерывных волокон составляет, по меньшей мере, 25.
4. Система по п.1, в которой число развертываемых непрерывных волокон составляет, по меньшей мере, 100.
5. Система по п.1, в которой число развертываемых непрерывных волокон основано, по меньшей мере, частично, на оценке, которую может обеспечивать статистически значимое число развернутых волокон для характеризации одного или нескольких особенностей одной или нескольких трещин.
6. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, некоторые из развертываемых волокон транспортируются в трещины от корпуса инструмента с использованием вязкого волочения текучих сред, закачиваемых в пласт во время операции по гидроразрыву пласта.
7. Система по п.6, в которой транспортирующие текучие среды закачивают во время одного или нескольких этапов операции по гидроразрыву пласта, выбранных из группы, состоящей из этапа гидроразрыва и этапа очистки.
8. Система по п.6, в которой транспортирующей текучей средой является гель гидроразрыва, имеющий свойства снижения вязкости при сдвиге, что уменьшает тенденцию прихвата развертываемых волокон к стенкам трещины и увеличивает тенденцию транспортировки развертываемых волокон по середине трещины.
9. Система по п.1, в которой волокна являются нетокопроводящими волокнами.
10. Система по п.1, в которой волокна способны передавать электромагнитные сигналы.
11. Система по п.10, в которой волокна выбраны из группы, состоящей из углеродных волокон, оптических волокон и электрических проводников.
12. Система по п.1, в которой волокна включают в себя электрические проводники.
13. Система по п.12, в которой каждое волокно включает в себя одиночный электрический проводник.
14. Система по п.12, в которой каждое волокно включает в себя многочисленные проводники в конфигурации, выбранной из группы, состоящей из: жгутов, скрученных пар и тонких коаксиальных кабелей.
15. Система по п.1, в которой измеряют значения длины развертывания, по меньшей мере, некоторых из волокон.
16. Система по п.15, в которой значения длины измеряют, по меньшей мере, частично, посредством мониторинга свойства каждого волокна при его транспортировке в трещину.
17. Система по п.16, в которой свойство каждого волокна, мониторинг которого осуществляют, выбирают из группы, состоящей из: натяжения волокна, скорости волокна и длины волокна.
18. Система по п.17, в которой мониторинг длины волокна осуществляют посредством мониторинга вращения ролика, находящегося в контакте с волокном.
19. Система по п.17, в которой мониторинг длины волокна осуществляют посредством детектирования изменения свойства бобины, на которую волокно намотано.
20. Система по п.19, в которой детектируемым изменением свойства бобины является изменение вращения и/или массы бобины.
21. Система по п.15, в которой значения длины измеряют с использованием методики, выбранной из группы, состоящей из оптической рефлектометрии, электрической рефлектометрии и электрических резонансных измерений.
22. Система по п.15, в которой целью измерения является оценка геометрии трещин, произведенных в подземной формации горной породы, и, при этом измеренные значения длины используют для выполнения оценки.
23. Система по п.22, в которой оценка геометрии происходит в режиме реального времени в процессе операции по гидроразрыву пласта.
24. Система по п.22, в которой, по меньшей мере, некоторые из значений измеренной длины выбраковывают из оценки, как не согласующиеся с другими значениями измеренной длины.
25. Система по п.22, в которой два или более неидентичных крыльев трещины могут быть идентифицированы в обработанной гидроразрывом формации горной породы посредством идентификации соответствующих групп значений измеренной длины волокон.
26. Система по п.1, в которой, каждое из по меньшей мере, некоторых развернутых волокон, имеет один или несколько датчиков для выполнения измерений в формации горной породы, и данные от одного или нескольких датчиков передаются по волокнам к корпусу инструмента.
27. Система по п.26, в которой измерения относятся к одному или нескольким типам, выбранным из группы, состоящей из давления, температуры, плотности, реологии, электропроводности и химических свойств.
28. Система по п.26, в которой измерения используют в одном или нескольких вариантах практического применения, выбранном из группы, состоящей из: детектирования поступления нефти, детектирования поступления газа и детектирования поступления воды.
29. Система по п.26, в которой измерения используют для оптимизации закачки жидкостей для гидроразрыва во время процесса гидроразрыва посредством мониторинга локальной разницы давления, и/или температуры.
30. Система по п.26, в которой измерения используют для выполнения локальных измерений значений ширины трещины.
31. Система по п.26, в которой измерения используют для оценки распределения и/или состояния частиц расклинивающего агента, скоплений частиц, и/или связанных с расклинивающим агентом волокон.
32. Система по п.26, в которой один или несколько датчиков являются разъемными от волокон, чтобы данные разъемных датчиков транслировались с помощью беспроводной связи на волокна.
33. Система по п.32, в которой данные транслируются электромагнитным средством и/или акустическим средством.
34. Система по п.26, в которой развернутые волокна имеют один или более датчиков, каждый из которых имеет один или несколько локальных процессоров, эффективно снижающих количество данных, передаваемых к корпусу инструмента.
35. Система по п.1, в которой развернутые волокна используют, по меньшей мере, частично, для воздействия на операцию гидроразрыва посредством одной или нескольких методик, выбранных из группы, состоящей из высвобождения кислоты из капсул, высвобождение агентов из капсул, регулирования перемещения текучих сред, высвобождения деэмульгаторов, высвобождения усилителей вязкости и высвобождения ингибиторов вязкости.
36. Система по п.35, в которой одну или более методик инициируют на основании локального измерения на одном или нескольких волокнах и без прямого управления с поверхности.
37. Система по п.1, в которой развернутые волокна спроектированы с возможностью оставаться в трещинах для осуществления долгосрочного мониторинга и/или управления добычей скважины.
38. Система по п.1, в которой модуль управления волокном спроектирован с возможностью установки в стволе скважин вблизи подземной формации, обрабатываемой гидроразрывом, и развертываемые волокна расположены в расстановке с разносом вдоль оси модуля управления волокном.
39. Система по п.38, в которой геометрию горизонта, обрабатываемого гидроразрывом в подземной формации горной породы, можно оценивать, по меньшей мере, частично, посредством оценки длины в осевом направлении, в котором волокна развернуты от расстановки в трещине.
40. Система по п.1, в которой модуль управления волокном спроектирован с возможностью размещения на поверхности во время операции по гидроразрыву пласта.
41. Способ, используемый совместно с операцией по гидроразрыву пласта, содержащий развертывание множества непрерывных волокон во множестве трещин в подземной формации горной породы, причем каждое развернутое волокно, является непрерывно продолжающимся от ствола скважины в формацию горной породы, при этом число развернутых непрерывных волокон создает достаточное резервирование для выполнения по меньшей мере, целевого измерения, относящегося к операции по гидроразрыву пласта.
42. Способ по п.41, в котором число развертываемых непрерывных волокон составляет, по меньшей мере, 4.
43. Способ по п.41, в котором число развертываемых непрерывных волокон составляет, по меньшей мере, 40.
44. Способ по п.41, в котором число развертываемых непрерывных волокон основано, по меньшей мере, частично, на оценке, которую может давать статистически значимое число развернутых волокон для характеризации одного или более характеристик одной или более трещин.
45. Способ по п.41, в котором, по меньшей мере, некоторые из развертываемых волокон транспортируются в трещины от корпуса инструмента с использованием вязкого волочения текучих сред, закачиваемых в формацию во время операции по гидроразрыву пласта.
46. Способ по п.45, в котором транспортирующие текучие среды закачивают во время этапа гидроразрыва и/или этапа очистки.
47. Способ по п.45, в котором транспортирующей текучей средой является гель для гидроразрыва, имеющий свойство снижения вязкости при сдвиге, что уменьшает тенденцию прихвата развертываемых волокон к стенкам трещин и увеличивает тенденцию транспортировки развертываемых волокон по середине трещины.
48. Способ по п.41, в котором волокна выбраны из группы, состоящей из: углеродных волокон, оптических волокон и электрических проводников.
49. Способ по п.48, в котором каждое волокно включает в себя одиночный электрический проводник.
50. Способ по п.48, в котором каждое волокно включает в себя многочисленные проводники в конфигурации, выбранной из группы, состоящей из жгутов, скрученных пар и тонких коаксиальных кабелей.
51. Способ по п.41 дополнительно содержащий измерение значений длины развертывания, по меньшей мере, некоторых из волокон.
52. Способ по п.51, в котором значения длины измеряют, по меньшей мере, частично, посредством мониторинга свойства каждого волокна при его транспортировке в трещину.
53. Способ по п.52, в котором свойство каждого волокна, мониторинг которого осуществляют, выбирают из группы, состоящей из натяжения волокна, скорости волокна и длины волокна.
54. Способ по п.53, в котором мониторинг длины волокна осуществляют посредством мониторинга вращения ролика, находящегося в контакте с волокном.
55. Способ по п.53, в котором мониторинг длины волокна осуществляют посредством детектирования изменения свойства бобины, на которую волокно намотано, и при этом детектируемым изменением свойства бобины является изменение вращения и/или массы бобины.
56. Способ по п.51, в котором значения длины измеряют с использованием методики, выбранной из группы, состоящей из оптической рефлектометрии, электрической рефлектометрии и электрических резонансных измерений.
57. Способ по п.51, в котором целью измерения является оценка геометрии произведенных трещин в подземной формации горной породы, при этом измеренные значения длины используют для выполнения оценки.
58. Способ по п.57, в котором оценка геометрии происходит в режиме реального времени в процессе операции по гидроразрыву пласта.
59. Способ по п.57, в котором, по меньшей мере, некоторые из значений измеренной длины выбраковывают из оценки, как не согласующиеся с другими значениями измеренной длины.
60. Способ по п.57, в котором два или более неидентичных крыла трещины могут быть идентифицированы в обработанной гидроразрывом формации горной породы посредством идентификации соответствующих групп значений измеренной длины волокон.
61. Способ по п.41, в котором, каждое из по меньшей мере, некоторых развернутых волокон, имеет один или более датчиков для выполнения измерений в формации горной породы, и данные от одного или нескольких датчиков передаются по волокнам к корпусу инструмента.
62. Способ по п.61, в котором измерения относятся к одному или нескольким типам, выбранным из группы, состоящей из: давления, температуры, плотности, реологии, электропроводности и химических свойств.
63. Способ по п.61, в котором измерения используют в одном или нескольких вариантах практического применения, выбранном из группы, состоящей из: детектирования поступления нефти, детектирования поступления газа и детектирования поступления воды.
64. Способ по п.61, в котором измерения используют для оптимизации закачки жидкостей для гидроразрыва во время процесса гидроразрыва посредством мониторинга локальной разницы давления, и/или температуры.
65. Способ по п.61, в котором измерения используют для выполнения локальных измерений значений ширины гидроразрыва.
66. Способ по п.61, в котором измерения используют для оценки распределения и/или состояния частиц расклинивающего агента, скоплений частиц, и/или связанных расклинивающим агентом волокон.
67. Способ по п.61, в котором один или несколько датчиков являются разъемными от волокон, чтобы данные разъемных датчиков транслировались беспроводной связью на волокна.
68. Способ по п.61, в котором данные транслируются электромагнитным средством и/или акустическим средством.
69. Способ по п.61, в котором каждое из развернутых волокон, имеющее один или более датчиков, имеет один или более локальных процессоров, эффективно снижающих количество данных, передаваемых к корпусу инструмента.
70. Способ по п.41, в котором развернутые волокна используют, по меньшей мере, частично, для воздействия на операцию гидроразрыва посредством одной или более методик, выбранных из группы, состоящей из высвобождения кислоты из капсул, высвобождения агентов из капсул, регулирования перемещения текучих сред, высвобождения деэмульгаторов, высвобождения усилителей вязкости и высвобождения ингибиторов вязкости.
71. Способ по п.70, в котором одну или более методик инициируют на основании локального измерения на одном или нескольких волокнах и без прямого управления с поверхности.
72. Способ по п.41, в котором развернутые волокна спроектированы с возможностью оставления в гидроразрывах для осуществления долгосрочного мониторинга и/или управления добычей скважины.
73. Способ по п.41, в котором волокна развертывают с использованием модуля управления волокном, спроектированного для развертывания волокон и осуществления связи с ними.
74. Способ по п.73, в котором модуль управления волокном спроектирован с возможностью установки в стволе скважин вблизи подземной формации, обрабатываемой гидроразрывом, и развертываемые волокна расположены в расстановке с разносом вдоль оси модуля управления волокном.
75. Способ по п.74 дополнительно содержащий оценку геометрии горизонта, обрабатываемого гидроразрывом в подземной формации горной породы, по меньшей мере, частично, посредством оценки длины в осевом направлении, на которую волокна развернуты от расстановки в трещине.
76. Способ по п.73, в котором модуль управления волокном спроектирован с возможностью размещения на поверхности во время операции по гидроразрыву пласта.