Provođenje grp. Hidrauličko frakturiranje

Iz povijesti razvoja metoda za intenziviranje proizvodnje nafte

Prvi pokušaji intenziviranja proizvodnje nafte iz naftnih bušotina napravljeni su još 1890-ih. U Sjedinjenim Državama, gdje se proizvodnja nafte u to vrijeme razvijala velikom brzinom, uspješno je testirana metoda poticanja proizvodnje iz čvrstih stijena pomoću nitroglicerina. Ideja je bila da se eksplodira nitroglicerin kako bi se zgnječilo čvrsto kamenje u zoni dna bušotine i povećao protok nafte na dno. Metoda se već neko vrijeme uspješno primjenjuje, unatoč očitoj opasnosti.

Otprilike u isto vrijeme razvijena je metoda za poticanje proizvodnje nafte tretiranjem zone dna bušotine kiselinom. Prvi tretmani kiselinom, prema nekim izvješćima, provedeni su 1895. godine. Metoda je zaslužna Hermannu Freshu, glavnom kemičaru u Solarnoj rafineriji Standard Oila. Patent za zakiseljavanje Fresh dobiven je 17. ožujka 1896. Radilo se o kemijskom agensu (klorovodičnoj kiselini) koje je sposobno reagirati s vapnencem, što rezultira stvaranjem topljivih proizvoda. Ti se proizvodi naknadno uklanjaju iz formacije zajedno s bušotinskim tekućinama.

Kao i kod svih inovacija, trebalo je neko vrijeme da se ova inovacija učvrsti. Bilo je potrebno 30 godina da se shvate sve prednosti tretmana kiselinom. Primjena metode u industrijskim razmjerima počela je tek 30-ih godina 20. stoljeća.

Tijekom ovih prvih tretmana stimulacije kiselinom, otkriveno je da pritisak može razbiti formaciju. Tako se rodila ideja o hidrauličkom frakturiranju, čiji je prvi zabilježeni pokušaj učinjen 1947. godine. Pokušaj je bio neuspješan, ali je potaknuo daljnja istraživanja na ovom području.

Prvo komercijalno uspješno hidrauličko frakturiranje izvedeno je 1949. u Sjedinjenim Državama, nakon čega se broj počeo dramatično povećavati. Do sredine 50-ih, broj izvedenih poslova hidrauličkog frakturiranja dosegao je 3000 godišnje. Godine 1988. ukupan broj izvedenih operacija hidrauličkog frakturiranja premašio je milijun operacija. I to samo u SAD-u.

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

Trenutno vodeće pozicije po broju operacija hidrauličkog frakturiranja drže SAD i Kanada. Slijedi Rusija, gdje se korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja provodi uglavnom na naftnim poljima Zapadnog Sibira. Rusija je praktički jedina zemlja (ne računajući Argentinu) izvan Sjedinjenih Država i Kanade u kojoj je hidrauličko frakturiranje uobičajena praksa i percipira se sasvim adekvatno. U drugim je zemljama primjena tehnologije frakturiranja teška zbog lokalnih pristranosti i nerazumijevanja tehnologije. U nekim zemljama postoje značajna ograničenja za korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja, sve do potpune zabrane njezine uporabe.

Što je hidrauličko frakturiranje?

Bit metode hidrauličkog frakturiranja je ubrizgavanje tekućine pod visokim tlakom u zonu dna, uslijed čega se stijena lomi i stvara nove ili širenje postojećih pukotina. Kako bi prijelomi ostali otvoreni kada tlak padne, s tekućinom se ubrizgava sredstvo za fiksiranje, propant. Tekućina koja prenosi tlak na stijenu formacije naziva se tekućina za lomljenje.

Razbiti pukotinu koji proizlaze iz hidrauličkog frakturiranja mogu biti horizontalni ili vertikalni. Lom stijene događa se u smjeru okomitom na najmanji napon. Horizontalni lomovi u pravilu nastaju kao posljedica hidrauličkog lomljenja do dubine od oko 500 metara. Vertikalne pukotine pojavljuju se na dubinama ispod 500 metara. Budući da se produktivne naftom zasićene formacije javljaju u pravilu na dubini manjoj od 500 metara, pukotine u naftnim bušotinama uvijek su okomite.

Vrste hidrauličkog frakturiranja

Razlikovati lomljenje propanta i kiselo frakturiranje.

Punjenje propantom- hidrauličko frakturiranje pomoću propanta - propanta koji se ubrizgava tijekom hidrauličkog frakturiranja kako bi se spriječilo zatvaranje stvorene frakture. Ova vrsta hidrauličkog frakturiranja se u pravilu koristi u terigenskim formacijama.

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

Kiselinsko frakturiranje- hidrauličko frakturiranje, u kojem se kao tekućina za frakturiranje koristi kiselina. Koristi se u slučaju karbonatnih slojeva. Mreža prijeloma i šupljina stvorena uz pomoć kiseline i visokog tlaka ne zahtijeva konsolidaciju propanta. Razlikuje se od konvencionalnog zakiseljavanja mnogo većim volumenom korištene kiseline i tlakom ubrizgavanja (većim od tlaka loma stijene).

Glavni čimbenici o kojima ovisi uspjeh hidrauličkog frakturiranja:

• ispravan izbor objekta za izvođenje operacija;
• korištenje tehnologije hidrauličkog frakturiranja koja je optimalna za dane uvjete;
• kompetentan odabir bunara za liječenje.

Ekološka sigurnost hidrauličkog frakturiranja

Široka primjena hidrauličkog frakturiranja u dužem vremenskom razdoblju (više od 50 godina) potvrđuje ekološku sigurnost metode. Radovi na hidrauličkom frakturiranju izvode se pod kontrolom državnih regulatornih tijela i nadzornika samih naftnih kompanija. Budući da ležišta nafte leže na velikim dubinama (1000-3000 m), utjecaj procesa na površinske i podzemne vode je isključen. Sama je, uz korištenje nekoliko stupova, osmišljena kako bi se osigurala ekološka 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 ležištem. Trenutno mnoga naftna polja svoj razvoj duguju metodama hidrauličkog frakturiranja. Primjerice, u SAD-u, gdje se tehnologija hidrauličkog frakturiranja koristi iznimno široko, otprilike 25-30% svih rezervi postalo je komercijalno dostupno upravo zbog te tehnologije. Prema riječima stručnjaka, frakturiranje je pridonijelo povećanju nadoknadivih rezervi nafte u Sjevernoj Americi za 8 milijardi barela.

Uz nastanak pukotina u formaciji u svrhu povećanja produktivnosti bušotina, hidrauličko frakturiranje može se koristiti i za prevladavanje onečišćenja u podnožju formacije, kao sredstvo za povećanje učinkovitosti operacija u primjeni sekundarnih metoda proizvodnje nafte. , te povećati injektivnost bušotina pri zakopavanju otopina soli i industrijskog otpada u podzemne formacije. ...

Hidrauličko frakturiranje (HF) je tehnološki proces povećanja propusnosti zone dna produktivne formacije uslijed stvaranja pukotina ili proširenja i produbljivanja prirodnih pukotina u njoj. Bit ovog procesa je ubrizgavanje tekućine u zonu dna rupe pod visokim tlakom, koji premašuje lokalni tlak stijene i svojstva čvrstoće formacijske stijene.

Hidrauličko frakturiranje se koristi:

Intenzivirati proizvodnju nafte iz bušotina s jako onečišćenom zonom dna rupe zbog stvaranja pukotina;

Kako bi se osigurala hidrodinamička povezanost bušotine s prirodnim lomovima formacije i proširenjem drenaže;

Uvesti u razradu niskopropusna ležišta i prenijeti izvanbilančne rezerve nafte u komercijalne;

Prilikom uvođenja složenih i heterogenih ležišta u razvoj radi povećanja stope proizvodnje nafte i povećanja konačne iskoristivosti nafte;

Povećati produktivnost naftnih bušotina;

Povećati injektivnost injekcijskih bušotina;

U bušotinama s visokim ležišnim tlakom, ali s niskom propusnošću formacije.

Ne preporuča se izvođenje hidrauličkog frakturiranja u bušotinama koje se nalaze u blizini naftno-vodnih i plinsko-naftnih zona, u kojima je moguće ubrzano konusiranje i prodor vode i plina u proizvodne bušotine; u osiromašenim formacijama s niskim zaostalim rezervama, kao iu karbonatnim ležištima s kaotičnim lomovima.

Hidrauličko frakturiranje izvodi se sljedećim redoslijedom. U bušotinu se uvlači cijev, a iznad vrha produktivne formacije u kojoj se planira hidrauličko lomljenje ugrađuje paker i sidro. Bunar se ispire vodom kako bi se dno očistilo od gline i mehaničkih nečistoća. Ako je potrebno, ponekad se prije hidrauličkog lomljenja provodi obrada klorovodičnom kiselinom ili dodatna perforacija. U takvim slučajevima tlak pucanja se smanjuje i povećava njegova učinkovitost. Zatim se tekućina za frakturiranje ubrizgava u bušotinu duž cijevi (promjer cijevi nije manji od 89 - 114 mm, nepraktično je koristiti cijevi manjeg promjera tijekom hidrauličkog frakturiranja, budući da pri pumpanju tekućine postoje veliki gubici tlaka) , tekućina za frakturiranje se ubrizgava u količinama potrebnim za stvaranje tlaka na dnu rupe potrebnog za lomljenje. Za zaštitu kućišta od visokog tlaka iznad pukotine se postavlja paker. Potpuno odvaja produktivnu formaciju od gornjeg dijela bušotine. U tom slučaju tlak koji stvaraju pumpe djeluje samo na formaciju i na donji dio pakera. Postavlja se hidraulično sidro kako bi se spriječilo pomicanje pakera.

Tekućine za frakturiranje podijeljene su u tri kategorije: tekućina za lomljenje, tekućina za prijenos pijeska i tekućina za istiskivanje.

Radni fluidi ne bi trebali smanjiti ni apsolutnu ni faznu propusnost ležišne stijene. S tim u vezi, tijekom hidrauličkog frakturiranja u naftnim bušotinama koriste se tekućine na bazi ugljikovodika, a u injekcionim i naftnim bušotinama, namijenjenim prenamjeni u injekcione bušotine, na bazi vode. Međutim, u bušotinama s karbonatnim ležištima, vodene otopine klorovodične kiseline ili druge tekućine na bazi nje mogu se koristiti kao radni fluidi.

Tekućina za lomljenje treba dobro prodrijeti u formaciju i prirodno postojeće prijelome u njoj. Tekućine za frakturiranje se uglavnom koriste:

1.ugljikovodika

2.vodene otopine

3.emulzije

Radni fluidi za hidrauličko frakturiranje ne smiju sadržavati mehaničke nečistoće, a u dodiru sa stijenama i formacijskim fluidom ne smiju stvarati netopive sedimente.

Najveću prednost za hidrauličko frakturiranje treba dati tekućinama koje su potpuno topive u tekućinama ležišta. Tijekom hidrauličkog frakturiranja, viskoznost radnih tekućina mora biti stabilna.

Tekućina za prijenos pijeska je tekućina koja se koristi za dovod pijeska s površine u nastale pukotine. Tekućina za prijenos pijeska mora biti nefiltrirana ili s brzo opadajućom filtrabilnosti, a također mora imati visok kapacitet zadržavanja pijeska. Iste tekućine se koriste kao tekućine za prijenos pijeska kao i za frakturiranje.

Punilo služi za formiranje pukotina i sprječava njihovo zatvaranje pri otpuštanju pritiska. Za popravljanje pukotina nastalih tijekom hidrauličkog lomljenja koristi se kvarcni pijesak veličine zrna od 0,4 - 1,2 mm. Takav se pijesak u laboratorijskim uvjetima ispituje na čvrstoću i udubljenje u površinu stijena u kojima nastaje pukotina, kao i na zaostalu propusnost (propusnost nakon što se pijesak istiskuje pod prešom koja simulira djelovanje stijenskog pritiska). Pijesak za popunjavanje pukotina tijekom hidrauličkog frakturiranja mora ispunjavati sljedeće zahtjeve: a) imati visoku mehaničku čvrstoću kako bi u lomovima formirao pouzdane pješčane jastuke i da se ne bi uništio težinom stijena; b) održavati visoku propusnost. Riječ je o krupnozrnom, dobro valjanom i homogenom granulometrijskom sastavu kvarcni pijesak. U slučajevima visokog tlaka stijena ili krhke površine stijena u kojoj nastaje pukotina, koristi se umjetna keramika ili drugi propantni materijal.

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

Prilikom injektiranja velikih količina pijeska (više od 15-20 tona) u formaciju s ciljem dubljeg prodora kroz pukotine, prvi dijelovi pijeska (30-40%) se ubrizgavaju sitnozrnim finim pijeskom (0,4). -0,6 mm), nakon čega slijedi prijelaz na injekcioni pijesak veće frakcije.

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

U prvom dijelu projekta utvrđuje se cilj hidrauličkog frakturiranja, određuju se bušotine, formacije i međuslojevi za hidrauličko lomljenje, te izračunavaju dimenzije (duljina, širina) pukotina koje je potrebno formirati. Obično ovaj dio projekta hidrauličkog frakturiranja izvodi poduzeće ili njegov odjel (geološki, razvojni, pojačani oporavak nafte), koji vodi razvoj polja ili nekog objekta. Po nalogu poduzeća, dizajn se također može povjeriti istraživačkoj organizaciji.

Drugi dio projekta izravno je vezan uz izbor parametara hidrauličkog frakturiranja koji u odabranim bušotinama osiguravaju takve brzine injektiranja i volumena fluida i pijeska koji se ubrizgavaju u pukotine, koji omogućuju stvaranje pukotina u formaciji s veličinom i kapacitetom protoka. projiciran u prvom dijelu. Ovaj dio dizajna sastoji se od izračunavanja procesa punjenja pukotine i pričvršćivanja pijeskom. U drugom dijelu projekta hidrauličkog frakturiranja također se odabiru učinkovite tekućine za frakturiranje odgovarajućih svojstava i pijesak (propant). Drugi dio projekta hidrauličkog frakturiranja izvodi tvrtka za održavanje ("servis"), 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 spojene jedinice za injektiranje fluida za frakturiranje u bušotinu. Za hidrauličko frakturiranje mogu se koristiti: crpne jedinice 4AN-700, modernizirane 5AN-700 ili okvirne pumpe ANR-700. Maksimalni tlak ovih jedinica je 70 MPa pri protoku od 6 l / s; pri tlaku od 20 MPa brzina protoka je 22 l / s. Crpne jedinice su spojene na blok razdjelnika pomoću brzo odvojivih fleksibilnih cijevnih priključaka, koji su zauzvrat spojeni na armature glave bušotine.

U praksi se često koristi intervalno hidrauličko frakturiranje. Interval, koristi se kada se zajedničkim filterom razvija više slojeva, a slojevi su međusobno izolirani slojevima nepropusnih stijena.

Također se koristi usmjereno frakturiranje. Kod usmjerenog hidrauličkog frakturiranja perforacijom pjeskarenjem vrši se dodatna perforacija u zadanom intervalu produktivne formacije u kojoj se planira zahvat lomova. U ovom slučaju koriste se i "točkasta" hidro-pjeskarska perforacija i pukotina.

Jedna od učinkovitih novih tehnologija hidrauličkog frakturiranja je tehnologija taloženja propanata na kraju loma (ili vrha screening of fractures (TSO)), koja omogućuje namjerno povećanje širine loma, zaustavljajući njegov rast u dužinu, čime se značajno povećanje vodljivosti. Kako bi se intenzivirao razvoj rezervi iz slojeva niske propusnosti i smanjio rizik od ulaska loma u vodonosnike ili plinonosne slojeve, koristi se tehnologija selektivnog hidrauličkog frakturiranja.

U suvremenoj industriji proizvodnje nafte, hidrauličko frakturiranje (hidrauličko frakturiranje) je učinkovita metoda utjecaja na područje bušotine u blizini bušotine. Ova metoda je neophodna za povećanje produktivne proizvodnje iz naftnog ili plinskog polja, stupnja apsorpcije vrsta injekcionih bušotina, kao iu okviru radova na izolaciji podzemnih voda. Sam proces hidrauličkog frakturiranja uključuje stvaranje novih lomova i povećanje postojećih, koji leže u formaciji dna. Frakture se stimuliraju podešavanjem tlaka tekućine koja se dovodi u bušotinu. Kao rezultat hidrauličkog frakturiranja, postaje moguće izvući vrijedne resurse iz bušotine koja se nalazi na udaljenoj udaljenosti od bušotine.

Iz povijesti nastanka hidrauličkog frakturiranja

Razvoj povećanja produktivnosti proizvodnje nafte iz gotovih bušotina proveden je u Sjedinjenim Državama već krajem 19. stoljeća: tada je testirana metoda stimulacije eksplozijom nitroglicerina, koja je razbijala tvrde stijene i stvarala odatle je moguće dobiti vrijedne resurse. U istom razdoblju provedena su ispitivanja za razvoj zone dna rupe pomoću kiseline, a potonja metoda aktivno se koristila 30-ih godina prošlog stoljeća.

Korištenjem kiseline za poticanje produktivnosti bušotine, utvrđeno je da povećanje tlaka može dovesti do loma. Od toga je započeo razvoj ideje o hidrauličkom lomljenju stijena, a prvi pokušaj učinjen je već 1947. godine. Unatoč neuspjehu, istraživači su nastavili razvijati metodu, a njihov je rad okrunjen uspjehom dvije godine kasnije. U 50-im godinama u Sjedinjenim Državama sve se više razvoja počelo provoditi metodom hidrauličkog frakturiranja, a do posljednje trećine 20. stoljeća broj takvih operacija premašio je milijun samo u samoj Americi.

Hidrauličko frakturiranje kao tehnika razvoja bušotine počelo se koristiti i u SSSR-u: prvi pokušaji zabilježeni su 1959. godine. Nakon toga je počelo razdoblje izumiranja popularnosti ove metode, budući da su se u Sibiru počele razvijati bušotine, koje su bez dodatnih manipulacija osiguravale neprekidnu proizvodnju nafte i plina u potrebnim količinama. Od kraja 80-ih godina, tehnika je ponovno postala široko rasprostranjena, kada su prijašnja 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 zemljama.

Vrste hidrauličkog frakturiranja

U suvremenom području razvoja resursa postoje dvije vrste hidrauličkog frakturiranja:

• Hidrauličko frakturiranje propantom. Ova metoda koristi poseban materijal za klin. Tijekom postupka propant se ulijeva prema unutra kako se prijelomi nastali pritiskom ne bi ponovno spojili. Ova vrsta metode je prikladna za pješčenike, alevre i druge terigene stijene. Najčešće se koristi hidrauličko frakturiranje propantom.
• Kiselinsko frakturiranje. Ova metoda je prihvatljivija za karbonatne stijene, a lomovi koji nastaju kombinacijom povećanja tlaka i dodavanja tekućine za lomljenje ne trebaju dodatno ojačati, kao u prvom slučaju. Glavna razlika između kiselog hidrauličkog frakturiranja i konvencionalnog tretmana kiselinom je količina materijala i stupanj pritiska.

Bez obzira na vrstu tretmana, uspjeh hidrauličkog frakturiranja ovisi o nizu čimbenika. Prije svega, objekt za provedbu metode treba odabrati uzimajući u obzir njegove karakteristike, vrste rezervoara, kao i dubinu i intenzitet razvoja. Izbor tehnologije ovisi o uvjetima u kojima se bunar nalazi. Pravilnom primjenom učinkovitost proizvodnje nafte u tretiranoj bušotini postaje znatno veća.

Proces hidrauličkog frakturiranja

Preporučljivo je provesti hidrauličko frakturiranje za bušotine s niskom produktivnošću, što nastaje zbog prirodne gustoće slojeva ili sa smanjenjem kvalitete filtracije nakon otvaranja sljedećeg sloja.

Proces obrade se odvija u nekoliko faza:

• Pregled bušotine, tijekom kojeg se određuju njeni upijajući kapaciteti, otpornost na pritisak i drugi parametri.
• Čišćenje bunara. Za to se koriste drenažne pumpe i bušotina se ispiru tako da filtracijska svojstva u području dna rupe budu dovoljna za daljnji rad. Također, bušotina se može tretirati klorovodičnom kiselinom kako bi uvjeti za nastanak loma od loma bili optimalni.
• Spuštanje u bušotinu cijevi za dovod tekućine do dna. Kućište je opremljeno pakerom i sidrom za sprječavanje pritiska od deformacije cijevi. Ušće bušotine je opremljeno glavom za spajanje opreme koja je neophodna za pumpanje tekućine za ispiranje.
• Samo hidrauličko frakturiranje izvodi se ubrizgavanjem tekućine do pojave loma u formaciji. Odmah nakon hidrauličkog djelovanja potrebno je pumpati tekućinu velikom brzinom.
• Glava bušotine je zatvorena, bušotina se ne dodiruje dok se pokazatelji tlaka ne smanje.
• Ispiranje bušotine nakon hidrauličkog lomljenja i razvoja.

Na maloj dubini, hidrauličko frakturiranje može se izvesti bez cijevi ili bez sigurnosnog uređaja. U prvoj situaciji, injektiranje se provodi kroz cijevi kućišta, au drugoj se može organizirati u prsten oko njih. Ova tehnika smanjuje gubitke tlaka ako se u procesu koristi vrlo gusta tekućina. Osim toga, za neke se bušotine provodi višestupanjsko frakturiranje, u kojem se lome različite formacije, zbog čega se njihova propusnost uvelike povećava.

Za određivanje mjesta samih prijeloma koristi se metoda radioaktivne karotaže. Ova tehnologija vam omogućuje da točno saznate gdje su prekidi, uz uvođenje običnog i nabijenog pijeska.

Razmotrimo tehnologiju hidrauličkog frakturiranja na primjeru polja Tomskneft.

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

Ušće bušotine je opremljeno armaturom AU-700. Prstenasti prostor se stlači pod tlakom od 15 MPa kako bi se provjerila nepropusnost pakera. Ubuduće, tijekom procesa, tlak u prstenastom prostoru je na razini pritiska stiskanja kako bi se smanjilo opterećenje gumenih manžeta koje stvara pritisak ispod pakera tijekom procesa.

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

Injektiranje emulzije vrši se pod tlakom praska s ukupnim kapacitetom jedinica od 1,8 m 3 / min. Materijal za sidrenje se dovodi u tok ubrizgane tekućine s koncentracijom od 150 kg/m 3, koja se postupno povećava i u posljednjih 20 minuta iznosi 500 kg/m 3. Pijesak se prethodno pakira u mješalice pijeska USP-50 i dovodi u usisnu cijev 4AN-700 pomoću jedinice CA-320. Nakon zaustavljanja opskrbe pijeskom, ubrizgava se tekućina istiskivanja od 20 m 3 brzinom od 2,4 m 3 / min.

Zasun na tamponu se zatvara nakon završetka procesa, čelo bušotine je opremljeno manometrom i iz njega se uzima krivulja pada tlaka, čija interpretacija omogućuje određivanje radijusa loma.

Od opreme korištene su miješalice pijeska i jedinice TsA-820 i AN-700, koje omogućuju podizanje tlaka na vrhu bušotine na 45-60 MPa. Međutim, pri pritiscima od 60 MPa, jedinice AN-700 radile su na granici svojih mogućnosti, t.j. na značajnim dubinama i gustom rezervoaru postoje tehnička ograničenja na tlakove i, sukladno tome, brzinu protoka tekućine.

Kada se postignu ove vrijednosti, obično dolazi do hidrauličkog lomljenja. Navedeni raspon tlakova bio je predodređen razlikom litološko-fizičkih, a uglavnom karakteristikama čvrstoće slojeva i naprezanja u stijeni. Stoga su pukotine nastale hidrauličkim lomljenjem orijentirane u okomitom smjeru.

Prema domaćoj tehnologiji, za lomljenje i prijenos materijala za fiksiranje pukotina koristi se posebna kompozitna tekućina, pri čemu je 30-43% ulja dodano amoniziranoj vodenoj otopini kalcijevog nitrata (ARNK), što je 55- 65% ukupnog volumena tekućine (oko 100 m 3), te 1,5-3,0% emulgatora. Vrsta korištenog emulgatora je pak ovisila o vanjskoj temperaturi.

ARNK poliemulziju karakteriziraju povećane fizičke karakteristike: gustoća 1,18-1,24 t / m 3, viskoznost - 120-150 MPa.s, koeficijent konzistencije - 0,8. Povećana viskoznost i konzistencija tekućine predviđeni su kako bi se osigurao prijenos pijeska koji se koristi za konsolidaciju loma, čiji je volumen konstantan i iznosi oko 20 tona.Maksimalna koncentracija pijeska u tekućini dosegla je 500 kg/m3. Za bolje otvaranje pukotina i izbjegavanje taloženja pijeska na dnu bušotine potrebna je visoka brzina crpljenja, što se pokazalo tehnički izvedivim na razini od samo 2,4 m 3 / min.

Kao propant korišten je uvozni kvarcni pijesak.

Korištenje domaće tehnologije tijekom hidrauličkog frakturiranja nije dalo zadovoljavajuće rezultate, stoga se u ovom trenutku Vakh Frakmaster Services JV provodi na područjima hidrauličkog frakturiranja korištenjem strane tehnologije i naprednije opreme.

Prema stranoj tehnologiji, za ubrizgavanje se koristi posebna pumpna oprema: trocilindrične ejektorske klipne horizontalne pumpe sa zamjenjivim hidrauličkim dijelom (od 3 "do 7 1/2"), razvijajući tlak do 100 MPa i protok 2,5 m 3 / min.

Utvrđene su teorijske (eksperimentalno potvrđene) ovisnosti geometrijskih dimenzija prijeloma: duljina x visina (područje širenja loma), širina o viskoznosti, količini ubrizgane tekućine, tlaku i brzini injektiranja. Njihov prilično složen odnos ogleda se i rješava na razini računalnog modeliranja kako prije radova na bušotini tako i u procesu.

Crpke osiguravaju visoku brzinu crpljenja tekućine od 5,5 m3/min, a pri relativno niskoj gustoći propanta (1,6 t/m3) održava se dovoljno visoka (do 1000 kg/m3) koncentracija prenesenog fiksirajućeg materijala tijekom operacija.

Nakon određenog izračunatog vremena, kao prijelaz (pod djelovanjem destruktora) iz gelastog stanja u pokretnije tekuće stanje, ubrizgana tekućina se postupno uklanja iz prijeloma.

Iz navedenog proizlazi da je Vakh Frakmaster Services JV i posebne prerađene tekućine specijalizirane samo za hidrauličko frakturiranje, materijal za pričvršćivanje, kao i opremu i tehnologiju u mnogim aspektima povoljno u usporedbi s domaćim. To zajedno osigurava veće početno i kumulativno povećanje proizvodnje nafte. Sljedeći glavni čimbenici smatraju se preferencijalnim:

Odsutnost vodene faze u tekućini za hidrauličko frakturiranje;

Visoka svojstva filtracije materijala za sidrenje, osigurana sferičnosti zrna i ujednačenosti frakcije;

Tehnološka i tehnička osposobljenost za izvođenje hidrauličkog frakturiranja zadane duljine i širine loma. Teoretski je utvrđeno da pri malim brzinama ubrizgavanja tekućine za hidrauličko frakturiranje (oko 2,5 m 3 / min) nastaju dugi (do 300 m) lomovi. Za stvaranje relativno kratkih i širokih prijeloma potrebna je dvostruko veća brzina ubrizgavanja tekućine. Poznato je da dugi prijelomi pridonose nepoželjnim prijevremenim prodorima ubrizgane vode.

Osim navedenog, bitna razlika je i u redoslijedu operacija prilikom puštanja bušotine u pogon. Dakle, odmah nakon hidrauličkog frakturiranja korištenjem strane tehnologije, bušotina se ispituje na izlijevanje kroz različite prigušnice u rastućem slijedu njihovih promjera: 2, 4, 8 mm; na taj način se osigurava nesmetano povećanje depresije u zoni dna rupe, praćeno uklanjanjem tekućine za hidrauličko frakturiranje, jačanjem propanta u lomu tlakom stijene i aktiviranjem objekta razvoja. Kao što proizlazi iz navedenog, u cijelom procesu hidrauličkog frakturiranja, vodena faza se ne unosi izvana u ležište zone dna rupe, što pogoduje kretanju i povratu naftne faze.

Druga metoda je hidrauličko frakturiranje korištenjem domaće tehnologije. Neposredno nakon hidrauličkog frakturiranja, bušotina se gasi slanom vodom, nakon čega slijedi razbijanje pakera i podizanja cijevi. Zatim se pumpna oprema spušta i počinje rad bušotine. Dakle, prema domaćoj tehnologiji, cijeli proces od početka hidrauličkog frakturiranja do naknadnog pokretanja bušotine gotovo je stalno popraćen prisutnošću vodene faze u zoni dna i loma.

Dobro je poznat negativan utjecaj na produktivnost procesa ubijanja bušotine, a stupanj tog učinka proporcionalan je vremenu izlaganja fluida zoni formacije. Na razmatranom polju, slana otopina se koristi za gašenje bušotina i, ovisno o veličini ležišnog tlaka u području bušotine, gustoća obično varira oko 1,18 t / m 3 (slanost - 300 g / l).

U terenskoj praksi otopina nije pravilno filtrirana, stoga se u bunar ubrizgava puno stranih tvari pješčano-glinenog sastava. Njihov je sadržaj toliko velik da je često razlog kvara crpne opreme. Stoga je lako zamisliti stupanj začepljenja propusnih slojeva u intervalu perforacije, hidraulički lom i neizbježno smanjenje produktivnosti bušotina zbog toga.

U pravilu naglo raste. Metoda omogućuje "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. Također je primjenjiv za ekstrakciju plina iz škriljevca i zbijenog plina od pješčenjaka.

Obično su naftne tvrtke (Halliburton, Schlumberger, BJ Services, itd.) specijalizirane za hidrauličko frakturiranje i druge metode intenziviranja proizvodnje nafte.

Tehnologija

Tehnologija hidrauličkog frakturiranja za proizvodnju nafte uključuje ubrizgavanje tekućine za lomljenje (gela, u nekim slučajevima vode ili kiseline tijekom kiselog frakturiranja) u bušotinu pomoću snažnih crpnih stanica pod tlakovima višim od tlaka loma u naftonosnoj formaciji. Za održavanje loma u otvorenom stanju, u pravilu se u terigenim ležištima koristi propant, au karbonatnim ležištima koristi se kiselina koja erodira stijenke nastalog pukotina, no propant se može koristiti i u karbonatnim ležištima. .

Prilikom proizvodnje nekonvencionalnog plina, hidrauličko frakturiranje omogućuje ponovno povezivanje pora čvrstih stijena i omogućava oslobađanje prirodnog plina. Tijekom hidrauličkog frakturiranja u bušotinu se pumpa posebna smjesa. Obično je to 99% vode i pijeska, a samo 1% kemijskih reagensa. Sastav kemikalija je otvoren. Među njima su, na primjer, natrijev klorid (kuhinjska sol), guar guma, dezinficijensi, sredstva protiv kamenca - tvari koje se koriste u proizvodnji slatkiša, šampona, pudera za lice i farmaceutskih proizvoda.

Kako bi spriječile istjecanje pukotinske tekućine iz bušotine u tlo ili podzemne vode, velike uslužne tvrtke koriste različite metode izolacije ležišta, kao što su strukture bušotina s više stupova i korištenje teških materijala u procesu cementiranja.

Priča

Prvi tretman hidrauličkog frakturiranja na svijetu pripisuje se Halliburtonu, koji ga je izveo u Sjedinjenim Državama 1947. godine. U to vrijeme se industrijska voda koristila kao tekućina za frakturiranje, a riječni pijesak kao propant. Kasnije je hidrauličko frakturiranje provedeno u SSSR-u, a kreatori teorijske osnove bili su sovjetski znanstvenici Khristianovich S.A., Zheltov Yu.P. (1953.), koji su također imali značajan utjecaj na razvoj hidrauličkog frakturiranja u svijetu. Hidrauličko frakturiranje se također koristi za proizvodnju metana iz ugljenog kamena, zbijenog plina iz pješčenjaka i plina iz škriljevca. Prvi put u svijetu hidrauličko lomljenje ugljenog sloja izvedeno je 1954. godine u Donbasu. Danas se metodu hidrauličkog frakturiranja vrlo često koriste i državne i privatne proizvodne tvrtke kao metodu poticanja proizvodnje nafte i plina.

Korištenje hidrauličkog frakturiranja u Rusiji

Privatne naftne tvrtke Yukos i Sibneft koristile su hidrauličko frakturiranje na svojim poljima. Brojni novinari i stručnjaci tada su ustvrdili da je ovaj način vađenja nafte barbarski i da dovodi do pljačke naftnih polja. Slične je kritike uputio i predsjednik Rosnjefta Sergej Bogdančikov.

Istodobno, Rosneft je naširoko koristio metodu hidrauličkog frakturiranja, a od 2009.-2010. Rosneft je ostao među najvećim klijentima tvrtke Schlumberger za usluge naftnih polja, specijalizirane za hidrauličko frakturiranje. Početkom studenog 2006. na naftnom polju Priobskoye kojim upravlja RN-Yuganskneftegaz LLC (podružnica državne tvrtke Rosneft, koja je preuzela kontrolu nad glavnom imovinom Yukosa, Yuganskneftegazom), uz sudjelovanje stručnjaka iz Newco Well Service, najveće rusko hidrauličko frakturiranje nafte. U formaciju je ubrizgano 864 tone propanta (propanta). Operacija je trajala sedam sati, a prenosila se uživo putem interneta u uredu Yuganskneftegaza. Trenutno Rosneft obavlja više od 2 tisuće operacija hidrauličkog frakturiranja godišnje, velika većina novih bušotina pušta se u rad s hidrauličkim frakturiranjem.

Kritika

Također u dokumentarcu Truthland, heroina iz Pennsylvanije govori o svom putovanju kroz plinska polja koristeći tehnologiju hidrauličkog frakturiranja. Žena komunicira s ekolozima, dužnosnicima, lokalnim stanovništvom i dolazi do zaključka da izjave iz filma "Gasland" ne odgovaraju stvarnosti.

vidi također

Bilješke (uredi)

Linkovi

• Poticanje proizvodnje ulja. Tehničke i ekonomske značajke metoda / Sergej Veselkov // Promyshlennye vedomosti (Preuzeto 6. svibnja 2009.)
• Kemijski sastav tekućine koja se koristi za hidrauličko frakturiranje

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što je "hidrauličko 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 masivima plinom, naftom, vodom zasićenim itd. također pi ... ... Geološka enciklopedija

hidrauličko frakturiranje- Frakturiranje stijena ubrizgavanjem tekućine pod visokim pritiskom Teme Industrija nafte i plina EN slom fracturinghidraulično frakturiranjeformacija frakturiranjehidraulični ...

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

hidrauličko frakturiranje (formacija)- - Teme industrija nafte i plina EN frac posao ... Vodič za tehničkog prevoditelja

hidrauličko frakturiranje- 3.3 hidrauličko frakturiranje; Hidrauličko frakturiranje: Metoda za intenziviranje rada bušotina i povećanje iskorištenja nafte razvojem prirodnih ili stvaranjem umjetnih pukotina u produktivnom dijelu ležišta, kroz koje probija bušotina, stvaranjem na dnu ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

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

Stvaranje pukotina u stijenama uz bušotinu zbog pritiska na dnu bušotine kao rezultat ubrizgavanja viskoznog fluida u stijene. Gr. koristi se za povećanje produktivnosti nafte, plina i ubrizgavanja ... ... Velika sovjetska enciklopedija

HIDRAULIČNO lomljenje- u naftnoj hidrogeologiji, metoda povećanja protoka naftnih bušotina i injektivnosti injektnih bušotina umjetnom stratifikacijom ležišnih stijena s stvaranjem pukotina u zoni dna, koja se protežu na desetke metara od bušotine. G… Rječnik hidrogeologije i inženjerske geologije

Metoda za povećanje filtracije sposobnost stijena stvaranjem pukotina u stijenama uz bušotinu, stvaranjem pritiska na dnu rupe pumpanjem viskoznog fluida u stijene (mineralna ulja, visokoviskozno ulje, emulzija i ... Veliki enciklopedijski veleučilišni rječnik

hidrauličko frakturiranje korištenjem zgusnute vode kao tekućine za frakturiranje- - Teme Industrija nafte i plina EN tretman loma vode ... Vodič za tehničkog prevoditelja

knjige

• Hidrodinamičke metode istraživanja za vertikalne bušotine s hidrauličkim frakturiranjem, M. Kh. Khairullin, R.S. Khisamov, MN Shamsiev, E.R. Badertdinova. Jedna od najučinkovitijih metoda za povećanje produktivnosti bušotine je hidrauličko frakturiranje (hidrauličko frakturiranje). Frakturiranje se temelji na dizajnu i kontroli procesa ...