9.13. Расклинивающие агенты для проведения грп

В качестве расклинивающих агентов используются зернистые материалы. Первым материалом, который использовался для удер­жания трещины в раскрытом состоянии, был хорошо окатанный од­нородный кварцевый песок размером от 0,25 до 1,6 мм. Учитывая высокую плотность песка (2650 кг/м³) и недостаточную прочность на смятие, были созданы искусственные проппанты.

Требования, предъявляемые к зернистым расклинивающим агентам, сводятся к следующему:

• прочность их должна быть достаточной, чтобы не быть раздав­ленными массой вышележащей толщи горных пород, и в то же вре­мя зернистые материалы не должны вдавливаться в поверхность тре­щины;

• по форме они должны приближаться к шару;

• однородность фракционного состава;

сохранение высокой проницаемости под действием внешнего давления

.Проппанты — искусственно созданные гранулы — должны про­тивостоять не только высокому пластовому давлению, стремяще­муся деформировать частицы проппанта, что приводит к неизбеж­ному смыканию трещины, но и выдерживанию действия агрессив­ной скважинной среды (влага, кислые газы, солевые растворы) при высоких температурах. При разрушении частиц проппанта под дей­ствием скважиннои среды также происходит смыкание трещины с неизбежным уменьшением дебита скважины. Промышленно проппанты получают путем переработки исходного сырья, в каче­стве которого могут быть использованы кварцевый песок, бокси­ты, каолины, оксиды алюминия, различные алюмосиликатные виды сырья. Также проппанты производят на основе различных железных шлаков, то есть шлаков, образующихся при выплавке железа, чугу­на и стали, или нежелезистых металлургических и неметаллургиче­ских шлаков, то есть медных, никелевых, фосфорных, свинцовых, свинцово-цинковых, цинковых, алюминиевых и титановых шлаков.

Применяемые при ГРП высокопрочные боксито-керамические проппанты с диаметром частиц от 0,4 до 1,7 мм обеспечивают высо­кую эффективность процесса. Округлая форма крупинок обеспечи­вает высокую проводимость созданных трещин для пластового флю­ида.

Для предотвращения обратного выноса проппанта на последних стадиях применяется крупный проппант с полимерным покрытием. Мониторинг добычи по скважинам с подобным заканчиванием ГРП показал, что вынос расклинивающего агента сведен к минимуму без снижения продуктивности. Покрытие проппанта обеспечивает сце­пление зерен проппанта в пластовых условиях. Кроме того, для пре­дотвращения выноса проппанта в последнюю порцию жидкости- песконосителя могут добавляться синтетические волокна.

Концентрация расклинивающего материала в жидкости- песконосителе зависит от фильтруемости и удерживающей способ­ности жидкости и изменяется в пределах 40—600 кг на 1 м³ жидкости.

9.14. Оборудование, применяемое для гидроразрыва пласта

В настоящее время для производства ГРП на гелированных жид­костях используются мобильные комплексы, укомплектованные не­обходимым количеством скважинного оборудования (пакеры, скре­перы, НКТ, устьевые головки). В состав каждого комплекса входят: пескосмесительная установка (блендер), насосный агрегат (3—5 еди­ниц), блок манифольда, песковоз (сандтрак), станция контроля, емкосри для приготовления технических жидкостей.

Блендер — это установка на шасси, служащая для смешивания жидкостей ГРП с химикатами и проппантом и подачи смеси на насо­сные установки. Это ниболее важная составная часть системы ГРП. Благодаря тщательно разработанной системе программного управ­ления процессом, она в состоянии обеспечить высокий уровень сме­шивания жидкостей, проппанта и химикатов. Станция контроля са­мого блендера обеспечивает соблюдение высокого качества процес­сов автоматическим контролем плотности (АКП) и автоматическим контролем химикатов (АКХ).

Насосная установка - это насосный агрегат, установленный на автомобильном шасси и предназначенный для закачивания загеленной жидкости и проппанта в скважину. Создаваемое давление — свыше 100 МПа.

Манифольд высокого и низкого давления для подачи с бленде­ра на насосные установки смешанных жидкостей гидроразрыва. Две отдельные системы давления предполагают возможность работы без взаимных помех: жидкости ГРП, поступающие с блендера, попада­ют в систему низкого давления и подаются на насосы. Насосы через систему высокого давления манифольда подают жидкость в скважи­ну. Транспортировка, разгрузка и погрузка манифольда осуществля­ется транспортером-подъемником.

Сандтрак (песковоз) — назначением сандтрака является перевоз­ка проппанта и его загрузка на блендер в контролируемом количе­стве. Гидравлически управляемый самосвал, полностью закрытой конструкции.

Станция контроля для проведения ГРП — это компьютерный центр для управления насосными агрегатами и сбора информации по ГРП. Станция контроля оснащена компьютерами. Компьютеры исполь­зуются для проектирования ГРП, для записи данных и их обработки.

Гидратационные установки предназначены для замешивания жидкости ГРП и подачи загеленной жидкости в поток. Данные агре­гаты оснащены системой подачи химреагентов, емкостью для сме­шивания, центробежными насосами и электронной системой. Вся работа установки полностью контролируется электронной системой и питается от двигателя автомобиля.

Установка подогрева и фильтрации воды предназначена для по­догрева жидкости для ГРП. Подогрев воды осуществляется с горел­ки, работающей на дизельном топливе. На установке предусмотрен силовой блок мощностью 2150 кВт, который обеспечивает подогрев 50 м³ воды до температуры 30 °С в течение одного часа. Все компо­ненты установки смонтированы в одном контейнере. При необходи­мости данный контейнер можно снимать с автомобиля.

Емкости для приготовления загеленных жидкостей, применяемых при гидроразрыве пласта. Емкости изготовлены в виде термосов. Процесс остывания жидкостей в них происходит вдвое медленнее, чем в обычных, не теплоизолированных емкостях. Емкости-термосы позволяют применять при ГРП гели на водной основе и в зимнее время

Установка по дозировке химреагентов предназначена для пере­возки и подачи химреагентов, как в процессе приготовления рабо­чей жидкости, так и при производстве ГРП. Блок состоит из 5 насо­сов, каждый производительностью 1—50 л/мин, блока компьютер­ного управления.

В практике проведения гидроразрывов пласта в России может использоваться и отечественная техника. К технике ГРП относят­ся: насосная установка УН1-630х700А (4АН-700), пескосмесительный агрегат 4ПА и установка пескосмесительная УСП-50, автоци­стерны ЦР-20 и АЦПП-21-5523А, блок манифольда 1БМ-700, арма­тура устья, НКТ, пакеры и якори.

Рис. 9.7. Схема расположения оборудования при ГРП 1 — технологические емкости объемом 40м³;

2 — пескосмесителъный агрегат (блендер); 3 -песковоз; 4 - блок манифольда;

5 — насосные агрегаты; 6 — насосный агрегат ЦА-320; 7- пожарная машина;

8 — скорая помощь; 9 — манифольдные линии; 10 — скважина;

11 — станция управления; 12 — контрольно-измерительные линии

Расстояние между технологическими емкостями не менее 1 м.

Расстояние между агрегатами — не менее 1 м.

Расстояние между агрегатами и скважиной — не менее 10 м

При проведении ГРП по отечественным технологиям использу­ются насосные агрегаты 4АН-700, которые позволяют поднять дав­ление на устье скважины до 45-60 МПа. Однако при давлениях свы­ше 60 МПа насосные агрегаты 4АН-700 эксплуатируются на пределе

своих возможностей, то есть при значительных глубинах и плотном продуктивном пласте возникают технические ограничения по дав­лениям, и соответственно расходу жидкости.

Сравнивая технические характеристики отечественного и им­портного оборудования для гидроразрыва пласта, можно сделать вы­вод о превосходстве импортной техники над отечественной по всем параметрам, что способствует более быстрому и качественному про­изводству гидравлического разрыва пласта. Достоинством импорт­ного оборудования является также простота и удобство в обслужи­вании при работе. Недостатком импортного оборудования является его дороговизна и дефицит запасных частей при его ремонте.