Свойства технических жидкостей - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Текучие материалы (флюиды) деформируются непрерывно (иными словами, текут) без разрушения под воздействием постоянного напряжения.
Напряжение, возникающее между слоями, есть напряжение сдвига, . Его размерность -- давление или сила на единицу площади (в системе СИ -- Па). Локальная интенсивность течения характеризуется скоростью сдвига. Ее можно рассматривать как темп изменения скорости с расстоянием между скользящими слоями. Материальная функция, выражающая связь между напряжением сдвига и скоростью сдвига отражена на рис. 35 и в табл. 40. Эта информация необходима для расчета падения давления (фактически, рассеяния энергии) для заданной ситуации течения, такое, как течение в трубе или течение между параллельными пластинами.
Рис. 35. Реологические кривые "касательное напряжение-скорость сдвига"
Таблица 40. Реологические уравнения состояния
Ньютоновская жидкость |
Степенной закон |
Вязкопластичная жидкость |
Степенной закон с пределом текучести |
Большинство гелей-жидкостей разрыва (ЖР) проявляют значительное разжижение при сдвиге (т. е., уменьшение эффективной вязкости с увеличением скорости сдвига). Уравнение состояния, описывающее этот главный аспект их режима течения, -- модель степенного закона. Показатель текучести, n, обычно изменяется от 0,3 до 0,6 доли ед.
Главное назначение жидкости разрыва - передача с поверхности на забой скважины кинетической энергии, необходимой для разрыва и раскрытия трещины.
Основные требования к жидкостям, используемым при гидроразрыве:
Должны обладать достаточной динамической вязкостью для создания трещин высокой проводимости за счет их большого раскрытия;
Иметь низкие фильтрационные утечки для получения трещин необходимых размеров при минимальных затратах жидкости;
Обеспечивать минимальное снижение проницаемости зоны пласта, контактирующей с жидкостью разрыва;
Обеспечивать низкие потери давления на трение в трубах;
Иметь достаточную для обрабатываемого пласта термостабильность и высокую сдвиговую стабильность, т. е. устойчивость структуры жидкости при сдвиге;
Легко выноситься из пласта и трещины гидроразрыва после обработки;
Быть удобными в приготовлении и хранении в промысловых условиях;
Иметь низкую коррозионную активность;
Быть экологически чистыми и безопасными в применении;
Иметь относительно низкую стоимость.
Виды жидкостей разрыва
1) Жидкости на водной основе.
Используются сегодня в большинстве обработок. Хотя это было не так в первые годы освоения гидроразрыва, когда жидкости на нефтяной основе использовались фактически на всех обработках. Этот вид жидкости имеет ряд преимуществ над жидкостью на нефтяной основе:
Жидкости на водной основе экономичнее;
Жидкости на водной основе дают больший гидростатический эффект чем нефть, газ и метанол;
Жидкости невоспламеняемые;
Жидкости на водной основе легко доступны;
Этот тип жидкости легче контролируется и загущается.
Линейные жидкости разрыва.
Первый загуститель воды был крахмал. В начале 1960-х была найдена замена - гуаровый клей - это полимерный загуститель. Он используется и в наше время. Также используются и другие линейные гели в качестве жидкости разрыва: гидроксипропил, гидроксиэтилцеллюлоза, карбоксиметил, ксантан и в некоторых редких случаях полиакриламиды.
Соединяющиеся жидкости разрыва. Развитие этого типа жидкости решило много проблем которые возникали, когда было необходимо закачивать линейные гели в глубокие скважины с высокой температурой. Было разработано много жидкостей-сшивателей, таких как алюминиевые, на хромной, медной основе и марганце. Дополнительно стали использовать сшиватель на основе КМЦ (карбоксилметилцеллюлоза) и некоторые типы соединителя на основе гидрокситилцеллюлозы. С разработкой гидроксипропилового гуара и карбоксиметил-гидроксиэтилцеллюлозных полимеров, также было разработано новое поколение сшивателей. Полимерные молекулы сшивателя имеют тенденцию к увеличению термостабильности базового полимера.
Замедляющие соединительные системы. Они использовались как жидкости разрыва с контролируемым временем соединения, или замедленной реакцией соединения. Очевидно, что время соединения, это время, необходимое чтобы достичь очень большого увеличения вязкости и становления жидкости однородной. Замедляющие соединительные системы показывают лучшую дисперсность соединителя, дают большую вязкость, и увеличивают в жидкости разрыва термостабильность. Другое преимущество этих систем - это пониженное трение при закачке.
2) Жидкости на нефтяной основе.
Самый простой на нефтяной основе гель разрыва, возможен сегодня, это продукт реакции фосфата алюминия и базовый, типичный алюминат соды. 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 127°C. Основным недостатком использования жидкостей на нефтяной основе это пожаро и взрывоопасность. Также надо отметить, что приготовление жидкостей на нефтяной основе требует большого технического и качественного контроля.
3) Жидкости на спиртовой основе.
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 на гуаровуюсмолу, т. к. она поднимает вязкость на 25% выше. В пластах, чувствительных к воде, жидкости на гидрокарбонатной основе более предпочтительны, чем жидкости на спиртовой основе.
4) Эмульсионные жидкости разрыва.
У них много недостатков, поэтому они используются в очень узком спектре. У них крайне высокое давление трения в результате их вязкости. Стоимостная эффективность нефтяной эмульсии подразумевает, что закачанная нефть может быть добыта назад и продана. Использование эмульсий типа "нефть в воде" направленно сокращалось с ростом цены на нефть.
5) Жидкости на основе пен. Энергетические жидкости разрыва, где используется азот и углекислый газ, растворяемые в воде.
В качестве жидкости разрыва, а также жидкости-песконосителя будет использован водяной гель "Химеко-В". Гелирующий комплекс "Химеко-В" предназначен для получения полисахаридного водного геля. В качестве жидкости для получения геля применяют пресную или пластовую, или минерализованную воду. В состав комплекса гелирующего "Химеко-В" входят:
Гелеобразователь ГПГ-3. Полисахарид, мелкодисперсный гигроскопичный порошок белого или желтого цвета.
Поверхностно-активное вещество (ПАВ) - регулятор деструкции - азотсодержащее соединение, полупрозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета.
Боратный сшиватель - БС-1. Боросодержащее соединение, полупрозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета.
Деструктор ХВ. Неорганическое соединение, белый порошок.
Водный гель комплекса "Химеко-В" обладает высокой вязкостью, низкими фильтрационными утечками, высокой удерживающей способностью зернистого наполнителя.
Использование соляной кислоты для обработки пласта вызывает ряд проблем: высокие значения коррозии, межфазного натяжения на границе с углеводородами; вторичное осадкообразование; повышенная скоростью реакции с водонасыщенной породой; образование осадков и эмульсий с пластовыми флюидами. Поэтому при обработке соляной кислотой применяется ряд добавок: ингибиторов коррозии, ингибиторов осадкообразования, деэмульгаторов, понизителей скорости реакции и различных ПАВ.
При КГРП будет использован 24%-й раствор соляной кислоты с добавкой ПАВ "НЕФТЕНОЛ-К". Он представляет собой многокомпонентную смесь анионных и катионных поверхностно-активных веществ разного химического строения:
Катионактивный ПАВ (КПАВ), входящий в состав "НЕФТЕНОЛ-К", притермической деструкции не выделяет летучих хлорсодержащих продуктов, поэтому неоказывает отрицательного влияния на дальнейшую переработку нефти.
Анионактивный ПАВ (АПАВ), входящий в состав "НЕФТЕНОЛ-К", не выделяет осадков на контакте с минерализованной пластовой водой, так как образует водорастворимые соединения при взаимодействии с растворами солей.
Промысловые эксперименты показали, что оптимальная концентрация "НЕФТЕНОЛ-К", в качестве добавки в кислоты - 4 %.
Преимущества: снижает межфазное натяжение; ингибирует скорость коррозии; препятствует образованию вторичных осадков; замедляет скорость реакции кислоты с породой; препятствует образованию эмульсии при взаимодействии с нефтью; стойкий к минеральной агрессии и температуре; сохраняет продуктивность пластов; снижает коррозионную агрессивность.
Похожие статьи
-
Расчет параметров гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Данные, необходимые для расчета параметров проведения ГРП и параметров трещины, представлены в табл. 41. Таблица 41. Параметры скважины-кандидата...
-
Мероприятия по борьбе с асфальтосмолопарафиновыми отложениями Для предупреждения и ликвидации АСПО на Гагаринском месторождении применяют химический и...
-
Первичное вскрытие продуктивных пластов: Основными причинами снижения проницаемости прискважинной зоны являются репрессия, продолжительность ее действия,...
-
Оборудование для проведения КГРП - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Оборудование для КГРП является исходной точкой для успешного контроля качества и выполнения работ. Оборудование, требуемое для выполнения стимулирующей...
-
Проведение гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Перед проведением КГРП необходимо провести ряд подготовительных мероприятий: Промывка забоя;при наличие аварийного инструмента в скважине выполняются...
-
Для промыслового сбора и транспорта нефти рекомендуется однотрубная герметизированная напорная система сбора. Продукция скважин поступает по выкидным...
-
Геолого-гидродинамическая модель - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Построение трехмерной геологической модели Гагаринского месторождения нефти осуществлено в интегрированном программном комплексе IRAP RMS 2010.1.Она...
-
Технические жидкости Рабочие жидкости для ГРП представляют собой эмульсии и жидкости на углеводородной или водной основах. Наиболее часто в процессе ГРП...
-
Выводы по анализу эксплуатации скважин - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Средний дебит скважин составляет 12,4 т/сут. Средняя обводненность продукции составляет 23 %. Наиболее распространенный типоразмер используемого насоса...
-
Конструкция добывающих и нагнетательных скважин Направление I диаметром 530 мм спускается на глубину 15 м для предохранения устья от размыва и перекрытия...
-
Всего проанализировано 92 глубинные пробы из 12 скважин. Величина давления насыщения нефти газом в качественных пробах менялась от 11,84 до 16,1 МПа,...
-
Анализ остаточных извлекаемых запасов показал, что в южной части залежи сосредоточена большая часть ОИЗ составляет907 тыс. т. На фаменском объекте...
-
Прогнозирование дебита после КГРП - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Для расчета прогнозируемого дебита нефти после ГТМ, построим график зависимости дебита скважины до и после КГРП (рис. 41) для скв. №№ 224, 400, 406, 412,...
-
На фаменском объекте Гагаринского месторождения наиболее часто применяемыми методами повышения нефтеотдачи пластов являются кислотные обработки,...
-
Состав и свойства пластовой воды - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Пластовые воды продуктивных отложений верхнедевонско-турнейского ГНВК являются потенциально перспективными для формирования промышленно ценных попутных...
-
Технология кислотного гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Проведение кислотного гидроразрыва пласта (КГРП) целесообразно в карбонатном коллекторе с относительно большой по размерам и ухудшенной призабойной зоной...
-
На фаменской залежи Гагаринского месторождения было проведено 12 кислотных гидроразрывов пласта. Среди всех мероприятий по повышению нефтеотдачи пласта...
-
Введение - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Нефтяная промышленность является одной из ведущих отраслей в Российской Федерации. Доля нефтегазовых доходов в бюджете составляет около половины от всех....
-
Породы-коллекторы представлены в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами, которые по разрезу переслаиваются с аргиллитами и...
-
Потокометрические исследования В скв. №№ 402 и 405 работает кровельная часть пласта, в скв. № 427 интервалы перфорации перекрыты НКТ. Скв. № 412 во время...
-
Сравнение проектных и фактических показателей разработки по объектам не проводилось, поскольку в протоколе № 3284 от 17.11.2004 г. приведена таблица...
-
Скважина, на которой будет проводиться КГРП, должна удовлетворять следующим требованиям: Конструкция скважины должна соответствовать техническим и...
-
Перед началом работ кранов и подъемников необходимо выделить опасные зоны, в пределах которых постоянно действуют или могут действовать опасные факторы....
-
Занимаясь трудовой деятельностью на БКНС оператор обслуживает технологическое оборудование станции, такого как ЦНС, водораспределительные устройств,...
-
Стоимость одной планируемой обработки составит 6000 тыс. руб. В рассматриваемой ситуации инвестиции будем считать разовыми. Мероприятие проводится на...
-
Для поддержания пластового давления в фаменской залежи используют пресную воду. Для организации ППД применяют как воды близлежащих водоносных горизонтов,...
-
На фаменском пласте Гагаринского месторождения проводились следующие геолого-технические мероприятия (ГТМ): Кислотный гидроразрыв пласта (КГРП);...
-
Анализ текущего состояния разработки - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Фонд скважин используется не полностью. Коэффициент использования добывающих скважин за последние пять лет разработки изменялся от 0,82 до 0,93 д. ед.,...
-
Теория гидроразрыва пласта - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Зарождение и распространение трещины означает, что материал отреагировал существенно неупругим образом, и произошло необратимое изменение. Тем не менее,...
-
Водонефтяной контакт оставлен на прежней отметке минус 1880 м. Запасы нефти и газа по ряду эксплуатационных скважин в разведанной части залежи пласта Фм...
-
Вещественный состав, коллекторские свойства и нефтенасыщенность Начальное пластовое давление Пласта Фм приведенное к абсолютной отметке ВНК (-1880 м)...
-
Заряжание скважин - Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения
Способ формирования комбинированных скважинных зарядов с использованием неводоустойчивых простейших взрывных смесей в обводненных забоях отличается от...
-
Анализ выработки запасов нефти из пластов - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения
Анализ выработки запасов на Гагаринском месторождении выполняется с использованием геолого-технологического моделирования разработки залежи с учетом...
-
Прибыль от реализации продукции скважины определяется на основе дохода от реализации за вычетом эксплуатационных затрат: ПT=ДT-ЗT. Тогда прибыль от...
-
История разработки Месторождение открыто в результате поисково-разведочного бурения в 1990 году. Месторождение введено в пробную эксплуатацию в ноябре...
-
Рис. 43. Схема опасных производственных факторов Разрушение металлических конструкций. следовательно, источник опасен. Для обеспечения безопасности...
-
Территория района относится к Камско-Чусовской группе бассейнов Северо-Предуральского бассейна пластовых и блоково-пластовых напорных вод Предуральского...
-
В административном отношении Гагаринское месторождение нефти расположено вКрасновишерском районе Пермского края. От краевого центра г. Перми удалено в...
-
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одной из наиболее эффективных технологий интенсификации работы как добывающих, так и нагнетательных скважин....
-
Обводненость скважин - Геологическое строение и горно-геологическая характеристика месторождения
Взрывные работы в условиях обводненности вскрышных пород не только осложняются и удорожаются, но и оказывают влияние на качество карьерных вод. Объемы...
Свойства технических жидкостей - Геологическая характеристика Гагаринского месторождения