Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LXII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 08 февраля 2018 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Сизов Н.П., Сизов Р.А., Манафов М.Г. ОБЗОР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕННЫХ СИСТЕМ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 2(61). URL: https://sibac.info/archive/technic/2(61).pdf (дата обращения: 09.12.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 6 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ОБЗОР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЕННЫХ СИСТЕМ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

Сизов Никита Павлович

студент, Институт Нефти и Газа АГТУ,

РФ, г. Астрахань

Сизов Роман Александрович

студент, Институт Нефти и Газа АГТУ,

РФ, г. Астрахань

Манафов Максим Гамидович

студент, Институт Нефти и Газа АГТУ,

РФ, г. Астрахань

В настоящее время доля месторождений с трудноизвлекаемыми запасами жидких углеводородов составляет 70-80 % от общего числа нефтяных и нефтегазовых месторождений на территории России. Как правило, к таким месторождениям относятся месторождения с одним или несколькими признаками:

  • продуктивные пласты, насыщенные углеводородами, сложены низкопроницаемыми породами;
  • нефть, которая находится в продуктивном пласте, обладает нестандартными свойствами: высоковязкая, высокопарафинистая;
  • давление, фиксируемое в пласте, выше расчетного для данной глубины.

Таблица 1.

Классификация коллекторов

Группа коллекторов

Проницаемость, мкм2

Радиус каналов фильтра­ции, мкм

Пористость общая, %

Нефтенасыщенность, %

Непроницаемые

<0,001

<3

2-4

0

Низкопроницаемые (низкопродуктивные)

0,001-0,01

3-5

4-8

1-62

Среднепроницае­мые (среднепродук­тивные)

0,01-0,1

5-14

8-10

62-82

Высокопроницае­мые (высокопродуктивные)

>0,1

14-20

10-15

82-90

 

Извлечение углеводородов из продуктивных пластов, слагающих такие месторождения, практически невозможно без применения методов увеличения нефтеотдачи. Наибольшее распространение получили методы механического воздействия на пласт, в частности – гидроразрыв пласта (ГРП).

ГРП играет ключевую роль при разработке нетрадиционных запасов. На первом этапе в скважину закачивают небольшое количество жидкости, называемой «pre-pad», чтобы заполнить скважину, вызвать разрыв пласта и убедиться в хорошем техническом состоянии скважины. Затем закачивают вторую жидкость, называемую жидкостью разрыва. Гидравлическое давление, создаваемое нагнетаемой жидкостью разрыва, заставляет трещину распространяться далее в пласт. Эта жидкость также охлаждает ствол скважины и горные породы у стенок трещины. Затем в трещину закачивают суспензию, состоящую из жидкости и расклинивающего материала. Для перемещения расклинивающего материала вглубь трещины и предотвращения его осаждения необходимо, чтобы жидкость имела высокую вязкость. По завершении этих действий необходимо «разрушить» жидкость и снизить ее вязкость с помощью добавок с тем, чтобы вымыть ее и очистить скважину. Трещина должна сомкнуться над расклинивающим материалом для предотвращения его осаждения и создания протяженной проводящей трещины.[1]

В настоящее время нефтедобывающие компании, проводя геолого-технические мероприятия, в основном ограничиваются использованием стандартных технологий гидроразрыва пласта (ГРП) с применением гелированного водного раствора на полимерной основе. Данные растворы, как и жидкости глушения, а также буровые растворы вызывают значительное повреждение пласта и самой трещины, что существенно снижает остаточную проводимость трещин, и, как следствие, добычу нефти. Особое значение кольматация пласта и трещин имеет на месторождениях с текущим пластовым давлением менее 80 % первоначального. Из технологий, применяемых для решения данной проблемы, выделяют технологии с использованием смеси жидкости и газа:

  • вспененные (например, азотированные) жидкости с содержанием газа менее 52 % общего объема смеси;
  • пенные ГРП – более 52 % газа.

Пенный ГРП, как и обычный, направлен на создание трещины в пласте, высокая проводимость которой обеспечивает приток углеводородов к скважине. Однако при пенном ГРП за счет замены (в среднем 60 % объема) части гелированного водного раствора на сжатый газ (азот или углекислый газ) значительно возрастают проницаемость и проводимость трещин, и, как следствие, степень повреждения пласта минимальна.

Во время процесса пенного ГРП используется пена в качестве жидкости разрыва, а пены образуются путем объединения двух фаз. В дополнение к этим двум основным фазам используются поверхностно-активные вещества (ПАВ) для поддержания стабильности пены, что создает лучшее соединение между двумя фазами. После приготовления пены некоторое количество расклинивающего агента (проппанта) смешивают с пеной, и эту смесь вводят в пласт через наблюдательную или эксплуатационную скважину с заранее определенным давлением. В зависимости от выбранных фаз пены могут быть разделены на три основных типа (см. таблицу 2).

Таблица 2

Классификация пенных агентов для ГРП. [2]

Вид пены

Основные компоненты

Сфера использования

Пены на водной основе

Вода+пенообразователь-ПАВ+азот или углекислый газ (редко)

Пласты с низким давлением

Пены на кислотной основе

Кислота (соляная или плавиковая)+ пенообразователь-ПАВ+азот

Пласты с низким давлением, особо склонные к взаимодействию с водой

Пены на спиртовой основе

Метанол+ пенообразователь-ПАВ+азот

Пласты с низким давлением

 

Среди различных типов потенциальных пеноматериалов для гидроразрыва наиболее часто используется пена на водной основе, что обусловлено широкой доступностью и более низкими технологическими требованиями. Тем не менее, пены на водной основе могут способствовать значительному набуханию матрицы породы, что значительно сокращает эффективное поровое пространство породы, которое может быть наполнено флюидом, и уменьшением каналов фильтрации нефти. В этих изменчивых условиях с низкой проницаемостью добыча пластового флюида будет сильно уменьшаться. Тем не менее, такие рецепты можно легко предварительно рассчитать, зная состав глин, присутствующих в массе породы, поскольку они являются эффективными агентами для процесса набухания. Исходя из всех этих фактов, становится ясно, что для достижения эффективного процесса гидроразрыва необходимо всестороннее изучение свойств используемого типа пены и характеристик пласта.

В мировой практике уже была отмечена наибольшая эффективность использования пенных жидкостей для ГРП в скважинах, где пластовой энергии недостаточно для выталкивания отработанной жидкости ГРП в ствол скважины во время ее освоения. Это относится как к новому, так и к действующему фонду скважин. Например, по выбранным скважинам Южно-Приобского месторождения пластовое давление снизилось до 50 % первоначального. При проведении пенного ГРП сжатый газ, который был закачан в составе пены, помогает выдавливать отработанный раствор из пласта, что увеличивает объемы отработанной жидкости и снижает время отработки скважины. [3]

Системы пенного гидроразрыва пласта являются современным методом, который позволяет производить добычу углеводородного сырья из месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, при использовании данного вида воздействия на пласт не происходит его значительного загрязнения, что способствует не только сохранению естественных свойств пласта, но и уменьшить экологическое воздействие. К тому же с экономической точки зрения, данные системы являются более рентабельными и технологичными по сравнении со стандартными системами гидроразрыва с использованием технических жидкостей и натуральных загустителей.

 

Список литературы:

  1. R. Malpani, S. A. Holditch Выбор жидкости разрыва для интенсификации добычи из малопроницаемых газоносных пластов // Нефтегазовые технологии - Ноябрь 2008 - №11 - с. 51-55
  2. W. A. M. Wanniarachchi, P. G. Ranjith, M. S. A. Perera. Shale gas fracturing using foam-based fracturing fluid // Environ Earth Sci-2017
  3. А.В. Барышников, Р.Р. Ямилов, А.В. Сурков, С.А. Верещагин, М.В. Опарин, Д.В. Мельников. Результаты проведения пенного гидроразрыва пласта на Южно-Приобском месторождении // Нефтяное хозяйство – 2011 – №1 – с. 76-77
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 6 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом