При проведении гидроразрыва пласта (ГРП) применяются различные по своим физическим свойствам жидкости, материалы и добавки.
Существует ряд показателей (физические и химические свойства), которым должна удовлетворять жидкость ГРП:
- Совместимость с материалом пласта
- Способность удерживать проппант во взвешенном состоянии и транспортировать его в образующиеся трещины
- Способность создавать необходимую ширину трещины для закачки в нее проппанта
- Способность удаления жидкости из пласта после проведения грп
- Низкие потери на трение
- Легкость приготовления жидкости в полевых условиях
- Сохранение показателя вязкости на протяжении всех этапов грп
- Экономическая эффективность
Типы жидкостей ГРП
- жидкость разрыва (гель/вода/кислота)
- песконоситель
- продавочная
Жидкость разрыва – основной рабочий агент ГРП, нагнетанием которого создается давление разрыва, позволяющее образовывать или раскрывать имеющиеся в обрабатываемом пласте трещины.
Песконоситель – жидкость, используемая для транспортировки проппанта. Данная жидкость должна иметь определенную пескоудерживающую способность, а также обладать минимальной фильтруемостью.
Продавочная жидкость – используется на заключительной стадии ГРП для продавки в обрабатываемый пласт жидкостей разрыва и песконосителя, оставшихся в НКТ
Жидкости и материалы для ГРП
Проппант – перекрывает открытые трещины и позволяет газу или жидкости свободно проникать в ствол скважины (кварцевый песок, кальцинированный боксит, оксид циркония, керамические гранулы).
Кислота – очищает интервалы перфорации от цемента и бурового раствора для закачки жидкости разрыва и обеспечивает доступ к пласту (соляная кислота HCl 3% – 28%).
Брейкер – уменьшает вязкость жидкости с целью более свободного проникновения расклинивающего агента (проппанта) в трещины и повышения извлечения жидкости для гидроразрыва (пероксидисульфат)
Бактерицидные добавки – ингибируют рост организмов, которые могут образовывать газы (в особенности сероводород), также такие добавки предотвращают рост бактерий, которые могут уменьшить способность жидкости переносить проппант в трещины. (Глутаральдегид: 2-бром-2-нитро-1,2-пропандиол)
Буфер / рН-регулирующий агент – регулирует и контролирует pH жидкости, в целях максимизации эффективности других добавок, таких как сшиватели (карбонат натрия или калия, уксусная кислота)
Стабилизатор глин – предотвращает набухание и перенос глинистых частиц, содержащихся в пласте, которые могут блокировать поровое пространство, тем самым снижая проницаемость (например, хлорид тетраметиламмония, хлорид калия).
Ингибитор коррозии – уменьшает образование ржавчины на стальных трубах, обсадной колонне, оборудовании и емкостей с жидкостью. Используется только в жидкостях гидроразрыва, содержащих кислоту. (метанол, бисульфат аммония для поглотителей кислорода)
Сшиватель (Crosslinker)– вязкость жидкости повышается при использовании сложных эфиров фосфатов в сочетании с металлами. Металлы называют сшивающими агентами. Повышенная вязкость жидкости для гидроразрыва позволяет жидкости переносить больше расклинивающего агента в трещины (гидроксид калия, боратные соли)
Понизитель трения – позволяет закачивать жидкости для гидроразрыва с оптимальными скоростями и давлениями, сводя трение к минимуму. (акрилат-акриламидный сополимер натрия, полиакриламид (ПАМ), нефтяные дистилляты)
Желирующий агент – увеличивает вязкость жидкости гидроразрыва, позволяя жидкости переносить больше расклинивающего агента в трещины (гуаровая камедь, нефтяной дистиллят)
Стабилизатор железа – предотвращает осаждение карбонатов и сульфатов (карбонат кальция, сульфат кальция, сульфат бария), которые могут закупорить пласт.
Растворитель – добавка, растворимая в жидкостях в нефти, воде и жидкостях для кислотной обработки, которая используется для контроля смачиваемости контактных поверхностей или для предотвращения появления или разрушения эмульсий (используются различные ароматические углеводороды)
ПАВы – снижают поверхностное натяжение жидкости гидроразрыва, тем самым способствуя извлечению жидкости (используется метанол, изопропанол, этоксилированный спирт)
