Исследование влияния реологических параметров маловязкой жидкости для гидравлического разрыва пласта на ее песконесущую способность
ВВЕДЕНИЕ
В наше время процесс добычи нефти является необходимой составляющей сферы энергетики. Всё больше и больше месторождений занято ведущими компаниями, основной целью которых является получение прибыли за счёт добычи пластовых углеводородов. Существует тенденция ухудшения количественного показателя нефтеотдачи скважины в процессе её эксплуатации, как следствие уменьшение подачи нефтепродуктов потребителю приводит к значительным финансовым потерям. Тем не менее, существует множество методов интенсификации нефтегазодобычи. Такое технологическое решение, как гидравлический разрыв пласта является наиболее актуальным и эффективным способом повышения дебита скважин. Гидравлический разрыв пласта является закачкой рабочего агента в пласт с давлением, выше давления разрыва пласта. В результате процесса образуются трещины, которые необходимо закрепить в открытом состоянии с помощью специальных гелей и расклинивающих материалов. Закрепившись, жидкость из трещин удаляется с помощью деструктора (брейкера). Появившиеся трещины открывают проход нефтяному флюиду сквозь плотные горные породы в ствол скважины, вследствие чего многократно увеличивается ее дебит. В процессе гидроразрыва нередко встаёт проблема того, что высоковязкие полимеры утяжеляют процесс транспорта проппанта до начала пласта с низкой проницаемостью.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА 9
1.1 Процесс гидравлического разрыва пласта 9
1.2 Краткая характеристика гидравлического разрыва пласта 12
1.3 Факторы, влияющие на эффективность проведения ГРП 14
1.4 Экологические аспекты проведения ГРП 16
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 17
2.1 Жидкости для гидроразрыва пласта 17
2.2 Компоненты, входящие в состав жидкостей гидроразрыва 19
2.3 Жидкости на водной основе 27
2.4 Жидкости на углеводородной основе 31
2.5 Пенные жидкости 33
2.6 Жидкости на основе ВУПАВ 35
2.7 Модель вязкоупругого тела Максвелла 37
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОЦЕССЕ ГРП РАСКЛИНИВАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ 41
3.1 Расклинивающие материалы ГРП 41
3.2 Выбор расклинивающих материалов и жидкостей песконосителей 44
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ВКР 46
4.1 Определение пескоудерживающей и песконесущей способностей жидкостей разрыва 46
4.2 Осцилляционные исследования жидкостей на ротационном вискозиметре Grace M5600 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Магадова Л.А., Силин М.А., Глущенко В.Н. Нефтепромысловая химия. Технологические аспекты и материалы для гидраразрыва пласта: Учеб. пособие для вузов. - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012.-423 с;
2. Силин М. А. и др. Гидравлический разрыв пласта и методики испытания технологических жидкостей разрыва. – 2019;
3. Силин М. А. и др. Химические реагенты и технологии для повышения нефтеотдачи пластов. – 2015.
4. Базаревская В.Г. Перспективы разработки доманиковых отложений республики / В.Г. Базаревская, М.Х. Мусабиров, А.Ф. Яртиев // Особенности разведки и разработки месторождений нетрадиционных углеводородов: материалы Междунар. науч.–практ. конф. – Казань: Ихлас, 2015. – С. 122-125.
5. РД 153-39.0-865-14. Методическое руководство по опробированию доманиковых отложений вертикальных и горизонтальных скважин, по выбору технологий гидроразрыва пласта и кислотных обработок призабойной зоны: введен впервые / Р.Ш. Динмухамедов, К.М. Гарифов, Т.И. Тарасов, В.Г. Базаревская, А.Ф. Яртиев, Д.А. Тимиров, О.В. Преснякова; Институт «ТатНИПИнефть». – Бугульма, 2014. – 14 с.
6. Martin Chaplin. Water Structure and Behavior: Guar Gum. London South Bank University. April 2012.
7. New fluid technology allows fracturing without internal breakers / J. Weaver, E. Schmelzl, M. Jamieson, G. Schiffner // SPE Gas Technology Symposium. – 2002.
8. Магадова Л.А. Разработка жидкостей разрыва на водной и углеводородной основах и технологий их применения для совершенствования процесса гидравлического разрыва пласта: дисс. на соиск. ученой степ. д-ра техн. наук.: 02.00.11: утв. 23.10.07. –М. –2007. –375 с.
9. Квятковский, А.Л. Полимероподобные червеобразные мицеллы ионогенных поверхностно-активных веществ: структура и реологические свойства / А.Л. Квятковский, В.С. Молчанов, О.Е. Филиппова // Высокомолекулярные соединения. Серия А. – 2019. – Т. 61. – № 2. – С. 180-192.
10. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. – СПб: Профессия, 2007. – 558 с.
11. Кристеа, Н. Подземная гидравлика / Н. Кристеа: перевод с рум. инж. А.С. Владиславлева; под ред. В.А. Евдокимова. – М.: Гостоптехиздат, 1961. – Т. 1. – 343 с.
12. Экономидес М., Олини Р., Валко П., Унифицированный дизайн ГРП: от теории к практике. -М. -Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007. -236 с.
13. Грачев, С.И. Оценка прироста дренируемых запасов нефти по скважинам при гидроразрыве пласта / С.И. Грачев, А.Г. Копытов, К.В. Коровин // И.В. Нефть и газ. – 2005. – №2. – С. 41-46.
14. Усачев, П.М. Гидравлический разрыв пласта / П.М. Усачев. – М.: Недра, 1986. – 164 с.
15. Рябоконь, С.А. Жидкости-песканосители для гидроразрыва пласта / С.А. Рябоконь, А.С. Нечаев, Е.В. Чагай. – М.: ВНИИОЭНГ, 1987. – Вып. 14(143). - 52 с
16. Каневская Р.Д., Дияшев И.Р., Некипелов Ю.В. Применение гидравлического разрыва пласта для интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи. Журнал «Нефтяное хозяйство» №5, 2002. – С. 92 - 98.
Гидроразрыв пласта – это физический процесс, при котором специальные технологические жидкости закачиваются в пласт с помощью насосной установки со специально установленной секцией для развития давления до 20 МПа, создавая давление, превышающее производственное давление гидроразрыва. Затем пласт разламывается, создавая высокопроводящие трещины. С помощью специальной технологической жидкости, проппант подается в образовавшуюся трещину, которая удерживается открытой после сброса избыточного давления. Вслед за разрывом, давление жидкости увеличивает объем полости трещины, обеспечивая ее контакт с системами естественных трещин, не вскрытых скважиной, а также с зонами повышенной пористости, увеличивая таким образом площадь дренажей скважины и способствуя значительному увеличению ее подачи или приемистости на объектах нагнетания с повышением конечной нефтеотдачи продуктивных пластов. В настоящее время в качестве основного метода гидроразрыва пласта используется гелеобразующая рабочая жидкость на основе воды и углеводородов, которая обеспечивает высокую вязкость, низкие потери на трение и контроль над трещиной вплоть до полного исчезновения в трещине в конце ГРП. При этом процедура может быть выполнена с высокой скоростью нагнетания жидкости для получения более длинных размеров трещины.