9.12. Жидкости, применяемые при грп

Процесс гидравлического разрыва пласта состоит из следующих последовательно проводимых операций (рис. 1.6): установка пакера с целью герметизации затрубного пространства и закачка в пласт жидкости разрыва для образования и расширения трещин; закач­ка жидкости-песконосителя с песком, предназначенным для закре­пления трещин или сохранения их раскрытого состояния; закачка продавочной жидкости для вытеснения песка в трещины пласта из насосно-компрессорных труб и ствола скважины.

а — установка пакера; б — создание трещин; в - закрепление трещин.

1 — эксплуатационная колонна; 2 — колонна НКТ;

3 — продуктивный пласт; 4 — пакер

Рабочие жидкости, используемые при ГРП, разделяются на жид­кость разрыва, жидкость-песконоситель и продавочную жидкость. Общие требования ко всем трем жидкостям, называемым рабочими, следующие:

Рабочие жидкости не должны уменьшать ни абсолютную, ни фазовую проницаемости породы пласта, поэтому при ГРП в добы­вающих скважинах применяют жидкости на углеводородной основе, а в водонагнетательных — на водной;

• свойства рабочих жидкостей должны обеспечивать наиболее пол­ное удаление их из созданных трещин и порового пространства пород, они должны быть взаиморастворимы с пластовыми флюидами;

вязкость рабочих жидкостей должна быть стабильной в пласто- вых условиях в течение всего времени проведения ГР

ПЖидкость разрыва - это рабочая жидкость, при закачивании ко­торой в пласт создается давление, достаточное для нарушения це­лостности пород. При небольшой ее вязкости для достижения вы­сокого давления разрыва требуется закачать в пласт большой объем жидкости, что связано с необходимостью иметь несколько одновре­менно работающих агрегатов. В то же время при большой вязкости жидкости разрыва для образования трещин необходимы высокие давления. В зависимости от проницаемости пород пласта на прак­тике применяют жидкости разрыва вязкостью 50—500 мПа-с и более.

Жидкости разрыва на водной основе с обязательным загущением используются сегодня в большинстве обработок. Этот вид жидкости имеет ряд преимуществ над жидкостью на нефтяной основе.

1. Жидкости на водной основе экономичнее.

2. Жидкости на водной основе дают больший гидростатический эффект, чем нефть, газ и метанол.

3. Эти жидкости не воспламеняемы; следовательно, они не взры­воопасны.

4. Жидкости на водной основе легко доступны.

5. Этот тип жидкости легче контролируется и загущается.

В качестве загустителя используется гуаровый клей — это поли­мерный загуститель. Также используются и другие линейные гели в качестве жидкости разрыва: гидроксипропил, гидроксиэтилцел- люлоза, карбоксиметил, ксантан и в некоторых редких случаях — по- лиакриламиды.

Жидкости на нефтяной основе. Самый простой на нефтяной осно­ве гель разрыва это продукт реакции фосфата алюминия и базового алюмината соды. Эта реакция присоединения, которая преобразует созданную соль, что дает вязкость в дизельных топливах. Гель фос­фата алюминия улучшает расклинивающие свойства сырых нефТей и увеличивает их термостабильность. Фосфат алюминия может быть использован, чтобы создать жидкость с повышенной стабильностью к высоким температурам и хорошей емкостью для транспортиров­ки проппанта для использования в скважинах с высокими темпера­турами (более 120 °С). Основной недостаток использования жидко­стей на нефтяной основе — это пожаровзрывоопасность. Также надо отметить, что приготовление жидкостей на нефтяной основе требует большого технического и качественного контроля. Приготовление же жидкости на водной основе значительно облегчает процесс.

Жидкости на спиртовой основе. Метанол и изопропанол исполь­зовались как компоненты жидкости на водной основе и жидкости на кислотной основе, или, в некоторых случаях, как солевые жид­кости разрыва в течение многих лет. Спирт, который уменьшает по­верхностное натяжение воды, направленно использовался для уда­ления водяных препятствий. В жидкостях разрыва спирт нашел ши­рокое применение как температурный стабилизатор, так как он дей­ствует как удерживатель кислорода. Полимеры повысили возмож­ность загустить чистый метанол и пропанол. Эти полимеры, вклю­чая гидроксипропилцеллюлозу и гидроксипропилгуар, замени­ли. Гуаровая смола поднимает вязкость на 25% выше, чем метанол и изопропанол, но, кроме того, дает осадок. В пластах, чувствитель­ных к воде, жидкости на гидрокарбонатной основе более предпочти­тельны, чем жидкости на спиртовой основе.

Эмульсионные жидкости разрыва (водонефтяные, нефтекислот- ные, кислотно-керосиновые). У них много недостатков и они ис­пользуются в очень узком диапазоне, потому что имеют крайне вы­сокое давление трения и высокую стоимость.

Также в мировой практике известны следующие виды жидкостей разрыва: жидкости на основе пен, энергетические жидкости разры­ва, где используется азот и углекислый газ, растворяемые в воде.

Жидкость-песконоситель - это рабочая жидкость, используемая для транспортирования проппанта с поверхности до трещин и для их заполнения. Поэтому она должна обладать высокой пескоудер- живающей способностью, для чего скорость закачки этой жидкости должна быть несколько выше скорости выпадения песка из нее.

Чтобы переносить песок по трещинам, жидкость-песконоситель должна обладать малой фильтрационной способностью, что дости­гается за счет увеличения ее вязкости введением соответствующих загустителей.

В качестве жидкостей-песконосителей используются те же жид­кости, что и для разрыва пласта.

Продавочная жидкость. Должна быть с наименьшей вязкостью и плотностью, что снижает потери напора при прокачке и облегча­ет освоение скважины после ГРП. Ее объем определяется объемом НКТ и ствола скважины в интервале вскрытого продуктивного раз­реза. В качестве продавочной жидкости используется практически любая недорогая жидкость, обладающая минимальной вязкостью для уменьшения потерь напора и имеющаяся в достаточном коли­честве.