Vođenje grupe Hidraulično lomljenje

Iz istorije razvoja metoda za intenziviranje proizvodnje nafte

Prvi pokušaji intenziviranja proizvodnje nafte iz naftnih bušotina učinjeni su još 1890-ih. U Sjedinjenim Državama, gdje se proizvodnja nafte u to vrijeme brzo razvijala, uspješno je testiran metod stimulacije proizvodnje iz čvrstih stijena pomoću nitroglicerina. Ideja je bila da se koristi eksplozija nitroglicerina za razbijanje gustih stijena u zoni dna bušotine i povećanje protoka nafte do dna. Metoda se uspješno koristila neko vrijeme, uprkos očiglednoj opasnosti.

Otprilike u isto vrijeme razvijena je metoda za stimulaciju proizvodnje nafte tretiranjem zone dna bušotine kiselinom. Prvi tretman kiselinom, prema nekim izvorima, obavljen je 1895. godine. Izumitelj metode pripisuje se Hermanu Freschu, glavnom hemičaru u Solar rafineriji Standard Oil-a. Fresh je dobio patent za obradu kiselinom 17. marta 1896. Radilo se o hemijskom agensu (hlorovodonična kiselina) koja može da reaguje sa krečnjakom, što rezultira stvaranjem rastvorljivih proizvoda. Ovi proizvodi se potom izvode iz formacije zajedno sa bušotinskim fluidima.

Kao i kod svih inovacija, trebalo je neko vrijeme da se ova inovacija uhvati. Bilo je potrebno 30 godina da se shvate pune prednosti tretmana kiselinom. Primena metode u industrijskim razmerama počela je tek 30-ih godina 20. veka.

Tokom ovih prvih stimulativnih tretmana kiselinom, otkriveno je da pritisak može razbiti formaciju. Tako se rodila ideja o hidrauličkom lomljenju, čiji je prvi zabilježeni pokušaj učinjen 1947. godine. Pokušaj je bio neuspješan, ali je inspirisao dalja istraživanja u ovoj oblasti.

Prvo komercijalno uspješno hidraulično frakturiranje izvedeno je 1949. godine u Sjedinjenim Državama, nakon čega je njihov broj počeo dramatično rasti. Do sredine 1950-ih, broj izvedenih hidrauličkih fraktura dostigao je 3.000 godišnje. U 1988. godini ukupan broj izvedenih hidrauličkih fraktura premašio je milion operacija. I to samo u SAD.

U domaćoj praksi metoda hidrauličkog frakturiranja koristi se od 1952. godine. Vrhunac primjene metode je dosegnut 1959. godine, nakon čega se broj operacija smanjio, a potom i potpuno zaustavio. Od početka 1970-ih do kraja 1980-ih, hidrauličko frakturiranje u domaćoj proizvodnji nafte u industrijskim razmjerima nije se provodilo. U vezi sa puštanjem u rad velikih naftnih polja u Zapadnom Sibiru, jednostavno je nestala potreba za intenziviranjem proizvodnje. Oživljavanje prakse hidrauličkog lomljenja u Rusiji počelo je tek kasnih 1980-ih.

Trenutno vodeće pozicije po broju hidrauličkih fraktura zauzimaju Sjedinjene Američke Države i Kanada. Slijedi Rusija, u kojoj se korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja provodi uglavnom na naftnim poljima Zapadnog Sibira. Rusija je praktično jedina zemlja (ne računajući Argentinu) izvan SAD-a i Kanade u kojoj je hidrauličko frakturiranje uobičajena praksa i percipira se sasvim adekvatno. U drugim zemljama, primjena tehnologije hidrauličkog frakturiranja je teška zbog lokalne pristranosti i nerazumijevanja tehnologije. U nekim zemljama postoje značajna ograničenja upotrebe tehnologije hidrauličkog frakturiranja, sve do direktne zabrane njene upotrebe.

Šta je GRP?

Suština metode hidrauličkog frakturiranja je u ubrizgavanju fluida pod visokim pritiskom u zonu dna, uslijed čega se stijena lomi i dolazi do stvaranja novih ili proširenja postojećih pukotina. Da bi pukotine bile otvorene kada se pritisak smanji, u njih se zajedno s tekućinom upumpava sredstvo za fiksiranje - propant. Fluid koji prenosi pritisak na stenu formacije naziva se fluid za lomljenje.

puknuća pukotina, nastala kao rezultat hidrauličkog lomljenja, može biti horizontalna ili vertikalna. Do pucanja stijene dolazi u smjeru okomitom na najmanje naprezanje. U pravilu, horizontalni lomovi nastaju kao rezultat hidrauličkog lomljenja do dubine od oko 500 metara. Na dubini ispod 500 metara pojavljuju se okomite pukotine. Budući da se produktivne formacije zasićene naftom u pravilu javljaju na dubini manjoj od 500 metara, pukotine u naftnim bušotinama su uvijek vertikalne.

Vrste hidrauličkog frakturiranja

Razlikovati propant hidrauličko frakturiranje I kiselo frakturiranje.

Hidraulično lomljenje propanta– hidrauličko frakturiranje pomoću propanta – propanta koji se pumpa tokom hidrauličkog lomljenja kako bi se spriječilo zatvaranje stvorene frakture. Ova vrsta hidrauličkog lomljenja se u pravilu koristi u terigenskim formacijama.

Kada ljudi govore o hidrauličkom frakturiranju, najčešće misle na propantno frakturiranje.

Kiselinsko lomljenje– hidrauličko frakturiranje, u kojem se kao tekućina za lomljenje koristi kiselina. Koristi se u slučaju karbonatnih formacija. Mreža pukotina i vugova stvorena uz pomoć kiseline i visokog pritiska ne zahteva fiksiranje propantom. Razlikuje se od konvencionalnog tretmana kiselinom po mnogo većoj količini korištene kiseline i pritisku ubrizgavanja (iznad tlaka loma stijene).

Glavni faktori od kojih zavisi uspjeh hidrauličkog frakturiranja:

• pravi izbor objekta za rad;
• korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja koja je optimalna za date uslove;
• kompetentan odabir bunara za obradu.

Ekološka sigurnost hidrauličkog lomljenja

Široko korištenje hidrauličkog frakturiranja u dužem vremenskom periodu (više od 50 godina) potvrđuje ekološku sigurnost metode. Radovi na hidrauličkom frakturisanju odvijaju se pod kontrolom državnih regulatornih tijela i nadzornika samih naftnih kompanija. Budući da ležišta nafte leže na velikim dubinama (1000-3000 m), uticaj procesa na površinske i podzemne vode je isključen. Sama je, koristeći nekoliko kolona, ​​dizajnirana da osigura ekološku sigurnost procesa proizvodnje nafte i rada u bušotinama.

Konačno

Tehnologija hidrauličkog frakturiranja prešla je dug put - od pojedinačnih operacija do najmoćnijeg alata za povećanje produktivnosti bušotine i upravljanje ležištima. Trenutno mnoga naftna polja svoj razvoj duguju metodama hidrauličkog frakturiranja. Na primjer, u SAD-u, gdje se tehnologija hidrauličkog frakturiranja koristi izuzetno široko, otprilike 25-30% svih rezervi postalo je komercijalno dostupno zahvaljujući ovoj tehnologiji. Prema mišljenju stručnjaka, hidrauličko frakturiranje doprinijelo je povećanju povratnih rezervi nafte u Sjevernoj Americi za 8 milijardi barela.

Uz formiranje pukotina u ležištu radi povećanja produktivnosti bušotine, hidrauličko frakturiranje se može koristiti i za prevazilaženje kontaminacije zone dna ležišta, kao sredstvo za poboljšanje efikasnosti operacija u implementaciji sekundarnih metoda proizvodnje nafte. , te povećati injektivnost bunara pri zakopavanju rastvora soli i industrijskog otpada u podzemne rezervoare.

Hidraulično frakturiranje (HF) je tehnološki proces povećanja propusnosti zone dna produktivne formacije uslijed stvaranja pukotina ili proširenja i produbljivanja prirodnih pukotina u njoj. Suština ovog procesa je u ubrizgavanju fluida u zonu dna rupe pod visokim pritiskom, koji premašuje lokalni pritisak stijene i svojstva čvrstoće ležišne stijene.

Hidraulično frakturiranje se primjenjuje:

Intenzivirati proizvodnju nafte iz bušotina sa jako kontaminiranom zonom dna bušotine stvaranjem pukotina;

Kako bi se osigurala hidrodinamička povezanost bunara sa sistemom prirodnih pukotina formacije i proširenja drenažne površine;

Uvesti u razvoj niskopropusna ležišta i prebaciti vanbilansne rezerve nafte u komercijalne;

Kada se razrade složene i heterogene ležišta kako bi se povećala stopa izvlačenja nafte i povećala konačna iskorištavanje nafte;

Povećati produktivnost naftnih bušotina;

Povećati injektivnost injekcionih bušotina;

U bušotinama sa visokim formacijskim pritiskom, ali sa niskom propusnošću formacije.

Ne preporučuje se izvođenje hidrauličkog frakturiranja u bušotinama koje se nalaze u blizini voda-nafta i gas-nafta zona, gdje je moguće ubrzano konus i prodor vode i plina u proizvodne bušotine; u osiromašenim ležištima sa niskim rezidualnim rezervama, kao iu karbonatnim ležištima sa haotičnom frakturacijom.

HF se izvodi sljedećim redoslijedom. U bušotinu se spušta cijev, a iznad krova proizvodne formacije u kojoj se planira hidrauličko lomljenje ugrađuje paker i sidro. Bunar se pere vodom kako bi se dno bušotine očistilo od gline i mehaničkih nečistoća. Ako je potrebno, prije hidrauličkog lomljenja ponekad se provodi obrada klorovodičnom kiselinom ili dodatna perforacija. U takvim slučajevima pritisak pucanja se smanjuje i povećava njegova efikasnost. Zatim se kroz cev (prečnik cevi od najmanje 89 - 114 mm, nije preporučljivo koristiti cevi manjeg prečnika prilikom hidrauličkog lomljenja, jer nastaju veliki gubici pritiska prilikom upumpavanja fluida u njih), fluid za lomljenje se ubrizgava u zapremine potrebne za stvaranje pritiska na dnu rupe potrebnog za lomljenje. Za zaštitu omotača od visokog pritiska, iznad pukotine se postavlja paker. Potpuno odvaja zonu produktivne formacije od gornjeg dijela bušotine. U tom slučaju pritisak koji stvaraju pumpe djeluje samo na formaciju i na donji dio pakera. Ugradite hidraulično sidro kako biste spriječili pomicanje pakera.

Tečnosti za lomljenje spadaju u tri kategorije: tečnost za lomljenje, tečnost koja nosi pesak i fluid za pomeranje.

Radni fluidi ne bi trebalo da smanjuju ni apsolutnu ni faznu propusnost stene ležišta. S tim u vezi, prilikom hidrauličkog frakturiranja u naftnim bušotinama koriste se fluidi na bazi ugljovodonika, a u injekcionim i naftnim bušotinama namenjenim pretvaranju u injektiranje koriste se fluidi na bazi vode. Međutim, u bunarima sa karbonatnim rezervoarima, vodene otopine klorovodične kiseline ili druge tekućine na bazi nje mogu se koristiti kao radni fluidi.

Tečnost za lomljenje mora dobro prodrijeti u formaciju i prirodno postojeće lomove u njoj. Tečnosti za lomljenje se uglavnom koriste:

1. ugljovodonik

2. vodeni rastvori

3. emulzije

Radni fluidi za hidrauličko frakturisanje ne bi trebalo da sadrže mehaničke nečistoće, a u kontaktu sa stenom i akumulacionim fluidom ne bi trebalo da stvaraju nerastvorljive taloge.

Najveću prednost za hidrauličko frakturiranje treba dati fluidima koji su potpuno rastvorljivi u fluidima formacije. Tokom hidrauličkog lomljenja, viskozitet radnih fluida mora biti stabilan.

Tečnost za nosač pijeska je tekućina koja se koristi za tjeranje pijeska sa površine u nastale pukotine. Tečnost za nosač pijeska treba da se ne može filtrirati ili da se brzo smanjuje, a takođe treba da ima visok kapacitet zadržavanja peska. Isti fluidi se koriste kao tečnosti za prenos pijeska kao i za lomljenje.

Punilo služi za formiranje pukotina i sprečava njihovo zatvaranje kada se ukloni pritisak. Za popravljanje pukotina nastalih tijekom hidrauličkog lomljenja koristi se kvarcni pijesak veličine zrna od 0,4 - 1,2 mm. Takav pijesak se u laboratorijskim uvjetima ispituje na čvrstoću i udubljenje u površinu stijena u kojima se stvara pukotina, kao i na zaostalu propusnost (propusnost nakon istiskivanja pijeska pod presom koja simulira djelovanje stijenskog pritiska). Pijesak za popunjavanje pukotina prilikom hidrauličkog lomljenja mora ispunjavati sljedeće zahtjeve: a) imati visoku mehaničku čvrstoću kako bi se u pukotinama formirali pouzdani pješčani jastuci i ne bi se urušili pod težinom stijena; b) održavati visoku propusnost. Ovo je krupnozrni, dobro valjan i jednolikog granulometrijskog sastava kvarcnog pijeska. U slučajevima visokog tlaka stijena ili nestabilne površine stijena u kojoj se stvara pukotina, koristi se umjetna keramika ili drugi propant.

Prilikom prvog hidrauličkog lomljenja u svaku pukotinu treba ubrizgati najmanje 1,5-2 tone pijeska.

Prilikom upumpavanja velikih količina pijeska (više od 15-20 tona) u rezervoar kako bi se kroz pukotine dublje prodrlo, prve porcije pijeska (30-40%) se upumpavaju sitnozrnim pijeskom sitne (0,4) -0,6 mm) frakcije, nakon čega slijedi prelazak na injektiranje krupnog pijeska.

Moderni dizajn hidrauličkog frakturiranja sastoji se od dva fundamentalno različita dijela.

U prvom dijelu projekta postavlja se cilj hidrauličkog lomljenja, određuju se bunari, formacije i međuslojevi za hidrauličko lomljenje, te izračunavaju dimenzije (dužina, širina) pukotina koje se formiraju. Obično ovaj dio projektiranja hidrauličkog frakturiranja izvodi preduzeće ili njegov odjel (geološki, razvojni, pojačani oporavak nafte), koji vodi razvoj polja ili nekog objekta. Po nalogu preduzeća, dizajn se može povjeriti i istraživačkoj organizaciji.

Drugi dio projekta se direktno odnosi na izbor parametara hidrauličkog frakturiranja koji obezbjeđuju takve brzine injektiranja i zapremine fluida i pijeska koji se ubrizgavaju u pukotine u odabranim bušotinama, koji omogućavaju stvaranje pukotina u ležištu sa dimenzijama i propusnošću projektovanim u prvi dio. Ovaj dio projekta sastoji se od izračunavanja procesa formiranja pukotine za punjenje i fiksiranja s pijeskom. U drugom dijelu projekta hidrauličkog frakturiranja odabiru se i efektivni fluidi za lomljenje odgovarajućih svojstava i pijesak (propant). Drugi dio projektiranja hidrauličkog lomljenja izvodi servisna („servisna“) kompanija, koja obično izvodi operaciju hidrauličkog lomljenja.

Kompletan set opreme za hidrauličko frakturiranje uključuje pumpne jedinice i jedinice za miješanje pijeska, kamion cisternu, blok razdjelnika i armature na ušću bušotine.

Ušće bušotine je opremljeno posebnom glavom na koju su povezane jedinice za ubrizgavanje fluida za lomljenje u bušotinu. Za hidraulično lomljenje mogu se koristiti: pumpne jedinice 4AN-700, modernizovane 5AN-700 ili okvir AHP-700. Maksimalni pritisak ovih jedinica je 70 MPa sa potrošnjom od 6 l/s, pri pritisku od 20 MPa dovod je 22 l/s. Pumpne jedinice su spojene na blok razdjelnika pomoću brzo odvojivih fleksibilnih cijevnih priključaka, koji su zauzvrat spojeni na armature glave bunara.

U praksi se često koristi intervalno hidraulično lomljenje. Interval, koristi se kada je nekoliko rezervoara razvijeno zajedničkim filterom, a rezervoari su izolovani jedan od drugog slojevima nepropusnih stijena.

Također se koristi usmjereno hidraulično lomljenje. Kod usmjerenog lomljenja pjeskarenjem vrši se dodatna perforacija u zadanom intervalu produktivne formacije u kojem se planira dobijanje pukotina. U ovom slučaju se koriste i „točkasta“ hidro-pjeskarska perforacija i perforacija prorezom.

Jedna od efikasnih novih tehnologija hidrauličkog frakturiranja je tehnologija taloženja propanata na kraju frakture (ili krajnjeg skrininga fraktura (TSO)), koja vam omogućava da namjerno povećate širinu frakture, zaustavljajući njen rast u dužinu, čime značajno povećava provodljivost. Kako bi se intenzivirala proizvodnja rezervi iz slojeva niske propusnosti i smanjio rizik od prodora loma u vodonosne slojeve ili plinonosne formacije, koristi se tehnologija selektivnog hidrauličkog frakturiranja.

U modernoj industriji proizvodnje nafte, hidraulično frakturiranje (HF) je učinkovita metoda utjecaja na područje dna bušotine. Ova metoda je neophodna za povećanje produktivnog povrata iz naftnog ili plinskog polja, stepena apsorpcije injekcionih vrsta bušotina, kao i kao dio radova na izolaciji podzemnih voda. Sam proces hidrauličkog frakturiranja uključuje stvaranje novih fraktura i povećanje postojećih koji leže u stijeni donje rupe. Uticaj na pukotine nastaje podešavanjem pritiska fluida koji se dovodi u bušotinu. Kao rezultat hidrauličkog frakturiranja, postaje moguće izvući vrijedne resurse koji se nalaze na udaljenoj udaljenosti od bušotine iz bušotine.

Iz istorije hidrauličkog lomljenja

Razvoji za povećanje produktivnosti proizvodnje nafte iz gotovih bušotina u Sjedinjenim Državama su se odvijali već krajem 19. stoljeća: tada je testiran metod stimulacije pomoću eksplozije nitroglicerina, koji je razbio čvrste stijene i omogućio kako bi odatle dobili vrijedne resurse. U istom periodu provedena su ispitivanja za razvoj zone dna rupe pomoću kiseline, a potonja metoda se aktivno koristila 30-ih godina prošlog stoljeća.

Tokom upotrebe kiseline za stimulaciju produktivnosti bušotine, ustanovljeno je da povećanje pritiska može dovesti do loma formacije. Time je započeo razvoj ideje o hidrauličkom frakturiranju, a prvi pokušaj učinjen je već 1947. godine. Uprkos neuspjehu, istraživači su nastavili da razvijaju metodu, a njihov rad je okrunjen uspjehom dvije godine kasnije. Pedesetih godina prošlog stoljeća Sjedinjene Države su sve više počele da se razvijaju koristeći metodu hidrauličkog frakturiranja, a do posljednje trećine 20. stoljeća broj takvih operacija premašio je milion samo u samoj Americi.

Hidrauličko frakturiranje kao tehnika razvoja bušotine korišteno je i u SSSR-u: prvi pokušaji su napravljeni 1959. godine. Nakon toga, popularnost ove metode počela je da blijedi, jer su se u Sibiru počele razvijati bušotine, koje su i bez dodatnih manipulacija osiguravale neprekidnu proizvodnju nafte i plina u potrebnim količinama. Od kasnih 80-ih godina, tehnika je ponovo postala široko rasprostranjena, kada su nekadašnja ležišta prestala proizvoditi istu količinu vrijednih resursa, ali se još nisu mogla smatrati potpuno iscrpljenim. Trenutno se tehnika hidrauličkog frakturiranja koristi u cijeloj Rusiji, kao iu drugim državama.

Vrste hidrauličkog lomljenja

U modernom području razvoja resursa razlikuju se dvije vrste hidrauličkog frakturiranja:

• Hidraulično lomljenje propanta. Ovom metodom koristi se poseban klinasti materijal. U toku postupka uliva se propant kako se pukotine nastale pritiskom ne bi ponovo spojile. Ova vrsta metode je pogodna za pješčanike, alevre i druge terigene stijene. Hidrauličko frakturiranje propantom je najčešće korišteno.
• Hidraulično lomljenje pomoću kiseline. Ova metoda je pogodnija za karbonatne stijene, a pukotine koje nastaju kombinacijom povećanja tlaka i dodavanja fluida za lomljenje ne zahtijevaju dodatno ojačanje, kao u prvom slučaju. Glavna razlika između kiselog lomljenja i konvencionalnog lomljenja istom kiselinom je količina materijala i stepen pritiska.

Bez obzira na vrstu tretmana, uspjeh hidrauličkog frakturiranja ovisi o nizu faktora. Prije svega, objekt za implementaciju metode mora biti odabran uzimajući u obzir njegove karakteristike, vrste rezervoara, kao i dubinu i intenzitet razvoja. Izbor tehnologije ovisi o uvjetima u kojima se bunar nalazi. Kada se pravilno primjenjuje, efikasnost povrata nafte u tretiranoj bušotini postaje mnogo veća.

Proces hidrauličkog lomljenja

Hidrauličko frakturiranje preporučljivo je izvesti za bušotine sa niskom produktivnošću, što nastaje zbog prirodne gustoće slojeva ili kada se kvaliteta filtracije smanji nakon otvaranja sljedećeg sloja.

Proces obrade se odvija u nekoliko faza:

• Proučavanje bušotine, tokom koje se utvrđuje njen upijajući kapacitet, otpornost na pritisak i drugi parametri.
• Well cleaning. Za to se koriste drenažne pumpe i bušotina se ispere tako da filtraciona svojstva u području dna bušotine budu dovoljna za daljnji rad. Takođe, bunar se može tretirati hlorovodoničnom kiselinom kako bi uslovi za nastanak loma od rupture bili optimalni.
• Spuštanje u bunar cijevi za dovod tekućine u dno rupe. Konopac omotača opremljen je pakerom i hidrauličnim ankerom tako da pritisak ne deformiše cijev. Usta su opremljena glavom za spajanje opreme koja je neophodna za pumpanje tekućine za ispiranje.
• Samo hidrauličko lomljenje se izvodi ubrizgavanjem tečnosti sve dok se u formaciji ne pojave pukotine. Odmah nakon hidrauličkog djelovanja potrebno je pumpati tekućinu velikom brzinom.
• Usta su začepljena, bunar se ne dodiruje dok se pritisak ne smanji.
• Ispiranje bušotine nakon hidrauličkog lomljenja i razvoja.

Na maloj dubini, hidrauličko lomljenje se može izvesti bez cijevne cijevi ili bez osigurača. U prvoj situaciji injektiranje se vrši kroz obložne cijevi, au drugoj se može organizirati duž prstena oko njih. Ova tehnika minimizira gubitak pritiska kada se u procesu koristi veoma gusta tečnost. Osim toga, za neke bušotine provodi se višestepeno lomljenje, u kojem različiti slojevi dobivaju pukotine, zbog čega se njihova propusnost uvelike povećava.

Za određivanje lokacije samih prijeloma koristi se metoda radioaktivnog snimanja. Ova tehnologija vam omogućava da saznate tačno gdje se nalaze praznine, uz uvođenje običnog i nabijenog pijeska.

Na primjeru polja JSC "Tomskneft" razmotrit ćemo tehnologiju hidrauličkog lomljenja.

Tehnologija procesa je sljedeća. Proizvodno kućište se pakuje 15-20 metara iznad vrha intervala perforacije, interval pakera se bira prema MLM dijagramu.

Ušće bunara je opremljeno armaturom AU-700. Prsten se pritisne na pritisak od 15 MPa kako bi se provjerila nepropusnost pakera. U budućnosti, tokom procesa, pritisak na anulus je na nivou ispitivanja pritiska kako bi se smanjilo opterećenje gumenih manžeta koje stvara pritisak ispod pakera tokom procesa.

Za hidrauličko frakturiranje koristi se 8 pumpnih jedinica, od kojih je 6 uključeno u proces, 2 rade u stanju mirovanja.

Ubrizgavanje emulzije vrši se pri udarnom pritisku ukupnog kapaciteta jedinica od 1,8 m 3 /min. U protok injektiranog fluida se dovodi fiksirajući materijal koncentracije 150 kg/m 3 koji se postepeno povećava i u poslednjih 20 minuta iznosi 500 kg/m 3 . Pijesak se prethodno pakira u miješalice pijeska USP-50 i dovodi do usisne cijevi 4AN-700 pomoću jedinice TsA-320. Nakon što se zaustavi dovod pijeska, pumpa se istisni fluid od 20 m 3 brzinom od 2,4 m 3 /min.

Ventil na tamponu se nakon procesa zatvara, čelo bušotine je opremljeno manometrom i iz njega se uzima kriva pada pritiska, čija interpretacija omogućava određivanje radijusa loma.

Od opreme korištene su miješalice pijeska i jedinice TsA-820 i AN-700 koje omogućavaju podizanje tlaka na ušću bušotine na 45-60 MPa. Međutim, pri pritiscima od 60 MPa, jedinice AN-700 su radile na granici svojih mogućnosti, tj. na značajnim dubinama i gustom rezervoaru, nastaju tehnička ograničenja u pogledu pritiska i, shodno tome, protoka fluida.

Kada se postignu ove vrijednosti, obično dolazi do hidrauličkog lomljenja. Navedeni raspon tlaka bio je predodređen razlikom u litološkom i fizičkom, a uglavnom, karakteristikama čvrstoće slojeva i naprezanja u stijeni. Zbog toga su pukotine nastale hidrauličkim lomljenjem orijentirane u vertikalnom smjeru.

Prema domaćoj tehnologiji, za izvođenje rupture i prijenosa materijala koji fiksira pukotinu, koristi se posebna kompozitna tekućina, gdje je 30-43% ulja i 1,5-3,0% emulgatora. Tip emulgatora koji se koristi ovisio je o vanjskoj temperaturi.

ARNA poliemulziju karakterišu povećane fizičke karakteristike: gustina 1,18-1,24 t/m 3 , viskozitet - 120-150 MPa.s, koeficijent konzistencije - 0,8. Povećana viskoznost i konzistencija fluida je bila predviđena da bi se obezbedio prenos peska koji se koristi za fiksiranje loma, čija je zapremina konstantna i iznosi oko 20 tona.Maksimalna koncentracija peska u fluidu dostigla je 500 kg/ m 3 . U cilju boljeg otvaranja pukotina i izbjegavanja pijeska na dnu bunara potrebna je velika brzina pumpanja, što se pokazalo tehnički izvodljivom na nivou od samo 2,4 m 3 /min.

Kao propant korišten je uvozni kvarcni pijesak.

Upotreba domaće tehnologije prilikom hidrauličkog lomljenja nije dala zadovoljavajuće rezultate, stoga se trenutno zajednički poduhvat Vah Frakmaster Services odvija na poljima hidrauličkog frakturiranja korištenjem strane tehnologije i naprednije opreme.

Prema stranoj tehnologiji, za ubrizgavanje se koristi posebna pumpna oprema: trocilindrične horizontalne ejektorske klipne pumpe sa zamjenjivim hidrauličnim dijelom (od 3" do 7 1/2"), koje razvijaju pritisak do 100 MPa i brzinu protoka od 2,5 m 3 /min.

Utvrđene su teorijske (eksperimentalno potvrđene) zavisnosti geometrijskih dimenzija loma: dužina x visina (područje širenja loma), širina od viskoznosti, količine ubrizganog fluida, pritiska i brzine injektiranja. Njihova prilično složena međusobna povezanost ogleda se i rješava na nivou kompjuterske simulacije kako prije radova na bušotini tako iu procesu.

Pumpe obezbeđuju veliku brzinu pumpanja fluida od 5,5 m3/min, a uz relativno nisku gustinu propanta (1,6 t/m3), održava se dovoljno visoka (do 1000 kg/m3) koncentracija prenesenog fiksirajućeg materijala tokom rada. .

Nakon određenog procijenjenog vremena, kao prijelaz (pod djelovanjem destruktora) iz gelastog stanja u pokretnije tečno stanje, ubrizgana tekućina se postepeno uklanja iz frakture.

Iz navedenog proizilazi da se primijenjeni JV „Vah Frakmaster Services“ i posebno tretirani fluidi specijalizirani samo za hidraulično lomljenje, materijal za pričvršćivanje, kao i oprema i tehnologija po mnogo čemu povoljno razlikuju od domaćeg. To zajedno osigurava veće početno i kumulativno povećanje proizvodnje nafte. Sljedeći glavni faktori smatraju se povoljnim:

Odsustvo vodene faze u fluidu za hidrauličko frakturiranje;

Visoka svojstva filtracije materijala za fiksiranje, obezbeđena sferičnosti zrna i homogenosti frakcije;

Tehnološka i tehnička osposobljenost za izvođenje hidrauličkog lomljenja sa zadatom dužinom i širinom loma. Teorijski je utvrđeno da pri malim brzinama ubrizgavanja fluida za hidrauličko lomljenje (oko 2,5 m 3 /min) nastaju duge (do 300 m) pukotine. Za formiranje relativno kratkih i širokih fraktura potrebna je dvostruko veća brzina ubrizgavanja tečnosti. Poznato je da prisustvo dugih lomova doprinosi neželjenim preranim prodorima vode.

Pored navedenog, postoji i značajna razlika u redoslijedu operacija prilikom puštanja bunara u rad. Tako se odmah nakon hidrauličkog lomljenja, prema stranoj tehnologiji, bušotina ispituje na izljev kroz različite mlaznice u rastućem nizu njihovih prečnika: 2, 4, 8 mm; ovo osigurava nesmetano povećanje povlačenja u zoni dna bušotine, praćeno uklanjanjem fluida za hidrauličko lomljenje, jačanjem stijenskim pritiskom propanta u pukotini i puštanjem razvojnog objekta u funkciju. Kao što proizilazi iz navedenog, tokom cijele operacije hidrauličkog frakturiranja, vodena faza se izvana ne unosi u ležište u blizini bušotine, što pogoduje kretanju i oporavku naftne faze.

Druga metoda je hidrauličko frakturiranje korištenjem domaće tehnologije. Neposredno nakon hidrauličkog frakturiranja, bušotina se gasi slanim rastvorima, nakon čega slijedi lomljenje pakera i izvlačenje cijevi. Zatim se pumpna oprema spušta i počinje rad bunara. Dakle, prema domaćoj tehnologiji, cijeli proces od početka hidrauličkog frakturiranja do naknadnog pokretanja bušotine je gotovo uvijek praćen prisustvom vodene faze u zoni dna i loma.

Poznato je da proces gašenja bušotine negativno utiče na produktivnost, a stepen ovog efekta je proporcionalan vremenu izlaganja fluidu zoni ležišta. Na polju koje se razmatra koristi se slani rastvor za gašenje bušotina i, u zavisnosti od formacijskog pritiska u području bušotine, gustina obično varira oko 1,18 t/m 3 (mineralizacija - 300 g/l).

U terenskoj praksi otopina nije pravilno filtrirana, pa se u bunar upumpava mnogo stranih tvari pjeskovito-glinenog sastava. Njihov sadržaj je toliko visok da često uzrokuje kvar pumpne opreme. Stoga je lako zamisliti stepen začepljenja propusnih međuslojeva u intervalu perforacije, hidraulički lom i neizbježno smanjenje produktivnosti bušotine zbog toga.

U pravilu se naglo povećava. Metoda omogućava „oživljavanje“ bušotina u stanju mirovanja, gdje proizvodnja nafte ili plina tradicionalnim metodama više nije moguća ili je neisplativa. Osim toga, metoda se trenutno koristi za razvoj novih naftnih ležišta, iz kojih je vađenje nafte tradicionalnim metodama neisplativo zbog niskih stopa proizvodnje. Takođe se koristi za vađenje gasa iz škriljaca i gasa čvrstog peska.

Tipično, naftne kompanije (Halliburton, Schlumberger, BJ Services, itd.) se specijaliziraju za hidrauličko frakturiranje i druge metode intenziviranja proizvodnje nafte.

Tehnologija

Tehnologija hidrauličkog frakturiranja u proizvodnji nafte uključuje ubrizgavanje fluida za lomljenje (gel, u nekim slučajevima voda, ili kiselina u kiselom frakturiranju) u bušotinu pomoću moćnih pumpnih stanica pod pritiscima višim od tlaka loma naftonosne formacije. Da bi pukotina ostala otvorena, po pravilu se u terigenim ležištima koristi propant, u karbonatnim ležištima koristi se kiselina koja korodira zidove nastale pukotine, ali se propant može koristiti i u karbonatnim ležištima.

U proizvodnji nekonvencionalnog gasa, lomljenje omogućava povezivanje pora čvrstih stijena i omogućava oslobađanje prirodnog plina. Prilikom hidrauličkog lomljenja u bunar se pumpa posebna mješavina. Obično je to 99% vode i pijeska, a samo 1% hemijskih reagensa. Sastav hemikalija je otvoren. Među njima su, na primjer, natrijum hlorid (kuhinjska so), guar guma, dezinfekciona sredstva, sredstva za sprečavanje stvaranja naslaga - supstance koje se koriste u proizvodnji slatkiša, šampona, pudera za lice i u farmaceutskim proizvodima.

Kako bi se spriječilo curenje fluida za hidrauličko lomljenje iz bušotine u tlo ili podzemne vode, velike uslužne kompanije koriste različite metode izolacije rezervoara, kao što su projektovanje bušotina sa više stubova i upotreba materijala za teške uslove rada u procesu cementiranja.

istorija

Prvo hidraulično lomljenje u svijetu pripisano je Halliburtonu u SAD 1947. godine. Industrijska voda je u tom trenutku korištena kao fluid za lomljenje, a riječni pijesak je korišten kao propant. Kasnije je hidrauličko frakturiranje provedeno i u SSSR-u, a kreatori teorijske osnove bili su sovjetski naučnici Kristianovič S.A., Zheltov Yu.P. (1953.), koji su također imali značajan utjecaj na razvoj hidrauličkog lomljenja u svijetu. Hidrauličko frakturiranje se također koristi za ekstrakciju metana iz ugljenih ležišta, kompaktnog plina od pješčenjaka i plina iz škriljaca. Po prvi put u svijetu, hidrauličko lomljenje ugljenog sloja izvedeno je 1954. godine u Donbasu. Danas se metodu hidrauličkog frakturiranja često koriste i državne i privatne rudarske kompanije kao metod intenziviranja proizvodnje nafte i gasa.

Upotreba hidrauličkog lomljenja u Rusiji

Privatne naftne kompanije Jukos i Sibnjeft koristile su hidraulično lomljenje na svojim poljima. Brojni novinari i stručnjaci tada su tvrdili da je ovaj način vađenja nafte barbarski i da dovodi do pljačke nalazišta. Slične kritičke izjave dao je i predsednik Rosnjefta Sergej Bogdančikov.

Istovremeno, Rosnjeft je naširoko koristio metodu hidrauličkog frakturiranja, od 2009. do 2010. godine Rosneft je ostao među najvećim klijentima kompanije Schlumberger za servisiranje naftnih polja, koja je specijalizovana za hidraulično lomljenje. Početkom novembra 2006. godine, na naftnom polju Priobskoye, kojim upravlja LLC RN-Yuganskneftegaz (podružnica državne kompanije Rosneft, koja je preuzela kontrolu nad glavnom imovinom Yukosa - Yuganskneftegaz), uz učešće stručnjaka Newco Well Service, najvećeg u ruskom hidrauličnom lomljenju naftnog ležišta. U rezervoar je upumpano 864 tone propanta. Operacija je izvedena sedam sati i direktno je prenošena putem interneta u kancelariji Jugansknjeftegaza. Trenutno Rosnjeft obavlja više od 2.000 operacija hidrauličkog frakturiranja godišnje, a velika većina novih bušotina puštena je u rad sa hidrauličnim frakturiranjem.

Kritika

Također u dokumentarcu Truthland, heroina iz Pennsylvanije govori o svom putovanju kroz plinska polja gdje se koristi tehnologija hidrauličkog frakturiranja. Žena komunicira sa ekolozima, zvaničnicima, lokalnim stanovništvom i dolazi do zaključka da izjave date u filmu "Gasland" nisu tačne.

vidi takođe

Bilješke

Linkovi

• Intenziviranje proizvodnje nafte. Tehničke i ekonomske karakteristike metoda / Sergej Veselkov // Promyshlennye Vedomosti (preuzeto 6. maja 2009.)
• Hemijski sastav tečne mješavine koja se koristi za hidrauličko frakturiranje

Wikimedia fondacija. 2010 .

Pogledajte šta je "Hidraulično frakturiranje" u drugim rječnicima:

- (a. hidrauličko lomljenje šava, hidraulično slam rupture; n. Hydrafrac; f. fracture hydraulique de la couche; i. fracturacion hidraulica de las capas) stvaranje pukotina u plinu, nafti, zasićenom vodom itd. također p. i ... ... ... Geološka enciklopedija

hidrauličko frakturiranje- Punjenje u formaciji ubrizgavanjem fluida pod visokim pritiskom Teme Industrija nafte i plina EN slom fracturinghidraulično lomljenje formacija frakturiranjehidraulično …

Metoda stvaranja pukotina u stijenama u blizini bušotine zbog pritiska na dnu rupe kao rezultat ubrizgavanja viskoznog fluida u stijene. Koriste se za povećanje produktivnosti bušotina (nafta, gas, itd.), poboljšanje ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

hidraulično lomljenje (formacija)- — Teme industrija nafte i gasa EN frac posao… Priručnik tehničkog prevodioca

hidrauličko frakturiranje- 3.3 hidraulično lomljenje; Hidraulično frakturiranje: Metoda za intenziviranje rada bušotine i povećanje iskorištenja nafte razvijanjem prirodnih ili umjetnih pukotina u produktivnom dijelu ležišta, otvorenog bušotinom, stvaranjem na dnu ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Metoda stvaranja pukotina u stijenama u blizini bušotine zbog pritiska na dnu bušotine kao rezultat ubrizgavanja viskoznog fluida u stijene. Koriste se za povećanje produktivnosti bušotina (nafta, gas, itd.), poboljšanje ... ... enciklopedijski rječnik

Stvaranje pukotina u stijenama u blizini bušotine zbog pritiska na dnu bušotine kao rezultat ubrizgavanja viskoznog fluida u stijene. G. r. p. koristi se za povećanje produktivnosti nafte, gasa i ubrizgavanja ... ... Velika sovjetska enciklopedija

HIDRAULIČNO FRACTURING- u naftnoj hidrogeologiji, metoda povećanja protoka naftnih bušotina i injektivnosti injekcionih bušotina vještačkom stratifikacijom stijena produktivne formacije sa stvaranjem pukotina u zoni dna koja se protežu na desetine metara od bušotine. G … Rječnik hidrogeologije i inženjerske geologije

Metoda povećanja filtrata. sposobnost stijena stvaranjem pukotina u stijenama u blizini bušotine, stvaranjem pritiska na dnu bušotine upumpavanjem viskozne tekućine u stijene (mineralna ulja, visokoviskozno ulje, emulzije i... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

hidrauličko frakturiranje upotrebom zgusnute vode kao fluida za lomljenje- — Teme Industrija nafte i gasa EN tretman loma vode… Priručnik tehničkog prevodioca

Knjige

• Hidrodinamičke metode za proučavanje vertikalnih bušotina sa hidrauličkom frakturom, M. Kh. Khairullin, R. S. Khisamov, M. N. Shamsiev, E. R. Badertdinova. Jedna od efikasnih metoda za poboljšanje produktivnosti bušotine je hidraulično frakturiranje (HF). Hidraulično lomljenje se zasniva na dizajnu procesa i kontroli…