ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОПАНТОВ ПРИ ГИДРОРАЗРЫВЕ ПЛАСТА

THE USE OF PROPANTS IN HYDRAULIC FRACTURING

Roman Ovcharenko

student, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье описано использование различных видов пропантов при применении метода расклинивающих агентов при гидроразрыве пласта.

ABSTRACT

This article describes the use of various types of propants when applying the method of wedging agents in hydraulic fracturing.

Ключевые слова: нефть, призабойная зона пласта, гидроразрыв пласта, пропанды.

Keywords: oil, bottom-hole formation zone, hydraulic fracturing, propanda.

Пропанты – сферические гранулы, удерживающие под большим давлением трещины ГРП (гидроразрыв пласта) от смыкания и обеспечивающие необходимую производительность нефтяных и/или газовых скважин путем создания в пласте проводящего канала.

Применение песка в качестве агента при гидроразрыве пласта имеет ряд недостатков, связанных с его механическими свойствами. Песок намного тяжелее воды (2.6 гр/см3 против 1 гр/см3 у воды), а значит, он будет стремиться образовывать горки на своем пути к достижению самых отдаленных концов вновь образованной трещины гидроразрыва, что не позволит использовать максимальную длину трещины. Другим недостатком песка является его слабая механическая прочность, что приводит к его быстрому разрушению (песок выдерживает давление около 280 атм), которое вскоре проявит себя как вынос пропанта из скважины, а это в свою очередь создает проблему пескопроявлений и потери геомеханической устойчивости пласта-коллектора.

За последующие полвека было испытано достаточно большое количество различных расклинивающих агентов: стальная дробь, алюминиевые гранулы, высокопрочные стеклянные шарики. В США проводился эксперимент по использованию в качестве агента скорлупы грецкого ореха. Идея применения заключалась в простоте ее перемещения в нужное место, т.к скорлупа является плавучим материалом, а также в том, что под действием давления закрытия трещины скорлупа будет сжиматься а не размельчаться, и при использовании в небольших количествах образует каналы с неограниченной гидропроводностью для притока углеводородов в скважину. Использование скорлупы грецких орехов в качестве расклинивающего материала было сравнительно недолгим по той причине, что подавляющее большинство трещин были вертикальными, и скорлупа грецких орехов в них, оставаясь на плаву, скапливалась бы в одном месте и под давлением закрытия трещины образовывала бы нечто подобное древесноволокнистой плите с практически нулевой проницаемостью.

Стоит отметить проводившиеся в 70-х годах работы по использованию материалов с отверждаемым смоляным покрытием (рисунок 1). В качестве основы использовался различный песок, керамические и алюминиевые гранулы. При первоначальных испытаниях расклинивающего агента с отверждаемым в пласте смоляным покрытием была отмечена значительно более высокая интенсивность притока жидкости к забою скважины по сравнению с расклинивающим материалом без смоляного покрытия.

Рисунок 1. Частицы песка с отверждаемым смоляным покрытием

В настоящее время в операциях ГРП используются следующие виды пропантов:

• природный кварцевый песок;
• алюмосиликатные керамические пропанты (на основе бокситов, каолинов и их смесей);
• магнезиально-силикатные пропанты (на основе серпентинитов, оливинитов и их природных смесей);
• RCP-пропанты с полимерным покрытием (как керамические, так и кварцевый песок).

Высокопрочным пропантом является керамический агломерированный боксит, который изготавливают из качественных бокситовых или каолиновых руд. Процесс изготовления включает измельчение руды, компактирование в сферические частицы и последующий обжиг в печи при высокой температуре, вызывающей процесс агломерации. Конечный продукт обычно содержит до 85 % Al2O3. Остальные 15 % составляют оксиды железа, титана и кремния. Удельная плотность его 3,65 г/см3 по сравнению с плотностью песка 2,65 г/см3. Применяются агломерированные бокситы в основном в глубоких (более 3500 м) скважинах.

RCP-пропанты закачиваюся в скважину на конечной стадии ГРП целью предотвращения обратного выноса пропантов. За счет полимеризации покрытия под воздействием высоких температур и давления происходит прочное сцепление пропантов. При этом сохраняются высокие значения проницаемости даже при воздействии на полимерно-покрытые пропанты высоких давлений [6].

Использование расклинивающих агентов в гидроразрывах является необходимостью. С 1947 г. была проделана большая работа, однако необходимо дальнейшее совершенствования технологий производства и оценки эффективности, поиск новых материалов.

Список литературы:

1. ГОСТ 51761— 2005. Пропанты алюмосиликатные. Технические условия. - Москва: Стандартинформ, 2006.
2. Меликбеков А.С. Теория и практика гидравлического разрыва пласта. - М.: Недра, 1967. - 141 с.
3. Папков С. Пропанты нового поколения для ГРП // Журнал Neftegaz.ru – № 7-8 - с. 80-81.
4. Христианович С.А. Исследования механизма гидравлического разрыва пласта // Труды/Институт геологии и разработки горючих ископаемых. – М., 1960. – Т2.: Материалы по разработке нефтяных и газовых месторождений.