Conducerea grupului Fracturarea hidraulica

Din istoria dezvoltării metodelor de intensificare a producției de petrol

Primele încercări de a intensifica producția de petrol din puțurile de petrol au fost făcute încă din anii 1890. În Statele Unite, unde producția de petrol se dezvolta într-un ritm rapid la acea vreme, a fost testată cu succes o metodă de stimulare a producției din roci strânse folosind nitroglicerină. Ideea a fost de a folosi nitroglicerină pentru a sparge rocile strânse din zona fundului puțului și pentru a crește fluxul de petrol către fundul găurii. Metoda a fost folosită cu succes de ceva timp, în ciuda pericolului ei evident.

Aproximativ în același timp, a fost dezvoltată o metodă de stimulare a producției de petrol prin tratarea zonei de fund a puțului cu acid. Primul tratament cu acid, conform unor surse, a fost efectuat în 1895. Inventatorul metodei este creditat lui Herman Fresch, chimist-șef la rafinăria Solar a Standard Oil. Fresh a primit un brevet de tratament cu acid la 17 martie 1896. Acesta se referea la un agent chimic (acidul clorhidric) care poate reactiona cu calcarul, rezultand formarea de produse solubile. Aceste produse sunt ulterior scoase din formațiune împreună cu fluidele de sondă.

Ca și în cazul tuturor inovațiilor, a durat ceva timp pentru ca această inovație să prindă. A fost nevoie de 30 de ani pentru a realiza beneficiile complete ale tratamentelor cu acid. Aplicarea metodei la scară industrială a început abia în anii 30 ai secolului XX.

În timpul acestor prime tratamente cu acid de stimulare, s-a constatat că presiunea ar putea fractura formațiunea. Așa s-a născut ideea fracturării hidraulice, a cărei prima încercare înregistrată a fost făcută în 1947. Încercarea a fost nereușită, dar a inspirat cercetări suplimentare în acest domeniu.

Prima fracturare hidraulică de succes comercial a fost efectuată în 1949 în Statele Unite, după care numărul acestora a început să crească dramatic. La mijlocul anilor 1950, numărul de fracturări hidraulice efectuate a ajuns la 3.000 pe an. În 1988, numărul total de fracturări hidraulice efectuate a depășit 1 milion de operațiuni. Și asta doar în SUA.

În practica casnică, metoda de fracturare hidraulică a fost utilizată din 1952. Apogeul aplicării metodei a fost atins în 1959, după care numărul operațiunilor a scăzut, apoi s-a oprit complet. De la începutul anilor 1970 până la sfârșitul anilor 1980, fracturarea hidraulică în producția autohtonă de petrol la scară industrială nu a fost efectuată. În legătură cu punerea în funcțiune a câmpurilor mari de petrol din Siberia de Vest, nevoia de intensificare a producției a dispărut pur și simplu. Regenerarea practicii fracturării hidraulice în Rusia a început abia la sfârșitul anilor 1980.

În prezent, pozițiile de frunte în ceea ce privește numărul de fracturări hidraulice sunt ocupate de Statele Unite și Canada. Ele sunt urmate de Rusia, în care utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică se desfășoară în principal în câmpurile petroliere din Siberia de Vest. Rusia este practic singura țară (fără a număra Argentina) în afara SUA și Canada în care fracturarea hidraulică este o practică comună și este percepută destul de adecvat. În alte țări, aplicarea tehnologiei de fracturare hidraulică este dificilă din cauza părtinirii locale și a neînțelegerii tehnologiei. În unele țări, există restricții semnificative privind utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică, până la interzicerea directă a utilizării acesteia.

Ce este un GRP?

Esența metodei de fracturare hidraulică constă în injectarea fluidului de înaltă presiune în zona fundului găurii, în urma căreia roca se sparge și are loc formarea de fisuri noi sau expansiunea existente. Pentru a menține fisurile deschise atunci când presiunea este redusă, un agent de fixare - agent de susținere - este pompat în ele împreună cu lichidul. Fluidul care transmite presiunea rocii de formare se numește fluid de fracturare.

fisura de rupere, format ca urmare a fracturării hidraulice, poate fi orizontal sau vertical. Ruptura rocii are loc în direcția perpendiculară pe cea mai mică solicitare. De regulă, fracturile orizontale apar ca urmare a fracturării hidraulice la o adâncime de aproximativ 500 de metri. La o adâncime sub 500 de metri apar fisuri verticale. Deoarece formațiunile productive saturate cu petrol apar, de regulă, la o adâncime mai mică de 500 de metri, fracturile în puțurile de petrol sunt întotdeauna verticale.

Tipuri de fracturare hidraulică

Distinge fracturare hidraulică de susținereȘi fracturare acidă.

Fracturare hidraulică de susținere– fracturare hidraulică folosind agent de susținere – un agent de susținere care este pompat în timpul fracturării hidraulice pentru a preveni închiderea fracturii create. Acest tip de fracturare hidraulică este utilizat, de regulă, în formațiunile terigene.

Când oamenii vorbesc despre fracturarea hidraulică, cel mai adesea se referă la fracturarea cu susținere.

Fracturarea acidă– fracturarea hidraulică, în care acidul este utilizat ca fluid de fracturare. Se folosește în cazul formațiunilor carbonatice. Rețeaua de fisuri și goluri create cu ajutorul acidului și a presiunii înalte nu necesită fixarea suportului. Se deosebește de tratamentul convențional cu acid printr-un volum mult mai mare de acid utilizat și prin presiunea de injectare (peste presiunea de rupere a rocii).

Principalii factori de care depinde succesul fracturării hidraulice:

• alegerea corectă a obiectului pentru operații;
• utilizarea tehnologiei de fracturare hidraulică optimă pentru aceste condiții;
• selecția competentă a puțurilor pentru prelucrare.

Siguranța mediului în cazul fracturării hidraulice

Utilizarea pe scară largă a fracturării hidraulice pentru o perioadă lungă de timp (mai mult de 50 de ani) confirmă siguranța mediului a metodei. Lucrările la fracturarea hidraulică se desfășoară sub controlul organismelor de reglementare de stat și al supraveghetorilor companiilor petroliere înseși. Deoarece rezervoarele de petrol se află la adâncimi mari (1000-3000 m), influența procesului asupra apelor de suprafață și subterane este exclusă. În sine, folosind mai multe coloane, este conceput pentru a asigura siguranța mediului în procesul de producție a petrolului și a lucrărilor efectuate în puțuri.

In cele din urma

Tehnologia de fracturare hidraulică a parcurs un drum lung - de la operațiuni unice la cel mai puternic instrument pentru creșterea productivității puțului și gestionarea rezervorului. În prezent, multe câmpuri petroliere își datorează dezvoltarea metodelor de fracturare hidraulică. De exemplu, în SUA, unde tehnologia de fracturare hidraulică este utilizată extrem de larg, aproximativ 25-30% din toate rezervele au devenit disponibile comercial datorită acestei tehnologii. Potrivit experților, fracturarea hidraulică a contribuit la creșterea rezervelor recuperabile de petrol din America de Nord cu 8 miliarde de barili.

Odată cu formarea de fracturi în rezervor pentru a crește productivitatea sondei, fracturarea hidraulică poate fi utilizată și pentru a depăși contaminarea zonei de fund a rezervorului, ca mijloc de îmbunătățire a eficienței operațiunilor în implementarea metodelor secundare de producție de petrol. , și pentru a crește injectivitatea puțurilor la îngroparea soluțiilor de sare și a deșeurilor industriale în rezervoare subterane.

Fracturarea hidraulică (HF) este un proces tehnologic de creștere a permeabilității zonei de fund a unei formațiuni productive datorită formării de fisuri sau expansiunii și adâncirii fisurilor naturale în aceasta. Esența acestui proces constă în injectarea fluidului în zona fundului găurii la presiune ridicată, care depășește presiunea locală a rocii și proprietățile de rezistență ale rocii rezervor.

Se aplică fracturarea hidraulică:

Pentru a intensifica producția de petrol din puțuri cu o zonă de fundul găurii puternic contaminată prin crearea de fisuri;

În vederea asigurării legăturii hidrodinamice a puțului cu sistemul de fracturi de formare naturală și extinderea zonei de drenaj;

Să pună în dezvoltare zăcăminte cu permeabilitate scăzută și să transfere rezervele de petrol din bilanț în cele comerciale;

Atunci când zăcăminte complexe și eterogene sunt puse în dezvoltare pentru a crește rata de recuperare a petrolului și a crește recuperarea finală a petrolului;

Pentru a crește productivitatea sondelor de petrol;

Pentru a crește injectivitatea puțurilor de injecție;

În puțuri cu presiune mare de formare, dar cu permeabilitate scăzută la formare.

Nu se recomandă efectuarea fracturării hidraulice în puțurile situate în apropierea zonelor de apă-petrol și gaz-olină, unde sunt posibile conuri accelerate și pătrunderea apei și gazelor în puțurile de producție; în rezervoare epuizate cu rezerve reziduale reduse, precum și în rezervoare de carbonat cu fracturare haotică.

HF se efectuează în următoarea ordine. Tubul este coborât în ​​puț, iar deasupra acoperișului formațiunii productive în care este planificată fracturarea hidraulică sunt instalate un packer și o ancoră. Fântâna se spală cu apă pentru a curăța fundul de argilă și impurități mecanice. Dacă este necesar, tratamentul cu acid clorhidric sau perforarea suplimentară se efectuează uneori înainte de fracturarea hidraulică. În astfel de cazuri, presiunea de spargere este redusă și eficiența acesteia este crescută. Apoi, puțul este injectat prin tubulatura (diametrul tubului de cel puțin 89 - 114 mm, nu este recomandabil să se folosească țevi cu un diametru mai mic în timpul fracturării hidraulice, deoarece se produc pierderi mari de presiune la pomparea fluidului în ele), fracturarea. fluidul este injectat în volumele necesare pentru a crea presiunea la fracturare. Pentru a proteja carcasa de presiune înaltă, deasupra formațiunii fracturate este instalat un packer. Separă complet zona de formare productivă de partea de deasupra puțului. În acest caz, presiunea creată de pompe acționează numai asupra formațiunii și asupra părții inferioare a packerului. Instalați o ancoră hidraulică pentru a preveni mișcarea packerului.

Fluidele de fracturare se împart în trei categorii: fluid de fracturare, fluid purtător de nisip și fluid de deplasare.

Fluidele de lucru nu ar trebui să reducă nici permeabilitatea absolută, nici permeabilitatea de fază a rocii rezervor. În acest sens, în timpul fracturării hidraulice în puțurile de petrol se folosesc fluide pe bază de hidrocarburi, iar în puțurile de injecție și petrol destinate conversiei în injecție se folosesc fluide pe bază de apă. Cu toate acestea, în puțurile cu rezervoare de carbonat, soluțiile apoase de acid clorhidric sau alte lichide pe bază de acesta pot fi folosite ca fluide de lucru.

Fluidul de fracturare trebuie să pătrundă bine în formațiune și în fracturile existente în mod natural în aceasta. Fluidele de fracturare sunt utilizate în principal:

1. hidrocarbură

2. soluţii apoase

3. emulsii

Fluidele de lucru pentru fracturarea hidraulică nu trebuie să conțină impurități mecanice, iar în contact cu roca și fluidul de rezervor nu trebuie să formeze precipitate insolubile.

Cea mai mare preferință pentru fracturarea hidraulică ar trebui acordată fluidelor care sunt complet solubile în fluidele de formare. În timpul fracturării hidraulice, vâscozitatea fluidelor de lucru trebuie să fie stabilă.

Un fluid purtător de nisip este un fluid utilizat pentru a conduce nisipul de la suprafață în fracturile rezultate. Fluidul purtător de nisip trebuie să fie nefiltrabil sau să scadă rapid filtrabilitatea și ar trebui să aibă, de asemenea, o capacitate mare de reținere a nisipului. Aceleași fluide sunt utilizate ca fluide purtătoare de nisip ca și pentru fracturare.

Umplutura servește la formarea crăpăturilor și pentru a împiedica închiderea acestora atunci când presiunea este îndepărtată. Pentru a fixa fisurile formate în timpul fracturării hidraulice, se folosește nisip de cuarț cu granulație de 0,4 - 1,2 mm. Un astfel de nisip este testat în condiții de laborator pentru rezistența și indentarea în suprafața rocilor în care se formează o fisură, precum și pentru permeabilitatea reziduală (permeabilitatea după ce nisipul este stors sub o presă care simulează acțiunea presiunii rocilor). Nisipul pentru umplerea fisurilor în timpul fracturării hidraulice trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: a) să aibă rezistență mecanică ridicată pentru a forma perne de nisip fiabile în fisuri și pentru a nu se prăbuși sub greutatea rocilor; b) menține permeabilitatea ridicată. Acesta este cu granulație grosieră, bine laminată și uniformă în compoziția granulometrică a nisipului cuarțos. În cazul presiunii ridicate a rocii sau a unei suprafețe instabile a rocii în care se formează o fisură, se folosește o ceramică artificială sau un alt agent de susținere.

În timpul primei fracturi hidraulice, în fiecare fractură trebuie injectate cel puțin 1,5-2 tone de nisip.

La pomparea unor cantități mari de nisip (mai mult de 15-20 de tone) în rezervor pentru a-l pătrunde mai adânc prin fisuri, primele porțiuni de nisip (30-40%) sunt pompate cu nisip cu granulație fină (0,4). -0,6 mm), urmată de trecerea la nisip grosier injectat.

Designul modern de fracturare hidraulică constă din două părți fundamental diferite.

În prima parte a proiectului se stabilește scopul fracturării hidraulice, se determină puțurile, formațiunile și straturile intermediare pentru fracturarea hidraulică și se calculează dimensiunile (lungime, lățime) fracturilor care urmează să fie formate. De obicei, această parte a proiectării fracturării hidraulice este realizată de o întreprindere sau departamentul acesteia (geologic, dezvoltare, recuperare îmbunătățită a petrolului), conducând dezvoltarea câmpurilor sau a unui obiect. La ordinul unei întreprinderi, designul poate fi încredințat și unei organizații de cercetare.

A doua parte a proiectului este direct legată de selectarea parametrilor de fracturare hidraulică care asigură astfel de viteze de injecție și volume de fluide și nisip injectate în fracturile din puțurile selectate, care permit crearea de fracturi în rezervor cu dimensiunile și debitul proiectat în prima parte. Această parte a proiectului constă în calcularea procesului de formare a unei fisuri de umplere și fixarea acesteia cu nisip. În cea de-a doua parte a proiectului de fracturare hidraulică, sunt de asemenea selectate fluide de fracturare eficiente cu proprietăți adecvate și nisip (agent de susținere). A doua parte a proiectării fracturării hidraulice este realizată de o companie de service („service”), care efectuează de obicei operația de fracturare hidraulică.

Setul complet de echipamente pentru fracturarea hidraulică include unități de pompare și amestecare a nisipului, un camion cisternă, un bloc colector și fitinguri pentru capul puțului.

Capul sondei este echipat cu un cap special, la care sunt conectate unități pentru a injecta fluide de fracturare în puț. Pentru fracturarea hidraulica se pot folosi: unitati de pompare 4AN-700, modernizate 5AN-700 sau cadru AHP-700. Presiunea maximă a acestor unități este de 70 MPa cu o alimentare de 6 l/s, la o presiune de 20 MPa alimentarea este de 22 l/s. Unitățile de pompare sunt conectate la blocul colector folosind conexiuni de conducte flexibile detașabile rapid, care, la rândul lor, sunt conectate la fitingurile capului sondei.

În practică, fracturarea hidraulică pe intervale este adesea folosită. Interval, este utilizat atunci când mai multe rezervoare sunt dezvoltate printr-un filtru comun, iar rezervoarele sunt izolate unele de altele prin straturi de roci impermeabile.

Se folosește și fracturarea hidraulică direcțională. În fracturarea direcțională prin sablare, se realizează perforarea suplimentară într-un interval dat al formațiunii productive, în care se preconizează obținerea de fisuri. În acest caz, sunt utilizate atât perforarea „punctală” cu hidro-sablare, cât și perforarea cu fantă.

Una dintre noile tehnologii eficiente de fracturare hidraulică este tehnologia depunerii de proppanat la sfârșitul fracturii (sau screening-ul final al fracturilor (TSO)), care vă permite să creșteți în mod intenționat lățimea fracturii, oprind creșterea acesteia în lungime, prin urmare creșterea semnificativă a conductivității. Pentru a intensifica producerea de rezerve din straturile cu permeabilitate redusă și pentru a reduce riscul de intrare a unei fracturi în acvifere sau în formațiunile purtătoare de gaz, se utilizează tehnologia de fracturare hidraulică selectivă.

În industria modernă de producție a petrolului, fracturarea hidraulică (HF) este o metodă eficientă de influențare a zonei de fund a puțului. Această metodă este necesară pentru a crește randamentul productiv dintr-un zăcământ de petrol sau gaze, gradul de absorbție al soiurilor de injecție de puțuri și, de asemenea, ca parte a lucrărilor de izolare a apelor subterane. Procesul de fracturare hidraulică în sine include crearea de noi fracturi și creșterea celor existente care se află în roca de fund. Impactul asupra fracturilor are loc prin reglarea presiunii fluidului alimentat puțului. Ca urmare a fracturării hidraulice, devine posibilă extragerea resurselor valoroase situate la distanță îndepărtată de sondă de sondă.

Din istoria fracturării hidraulice

Evoluții pentru creșterea productivității producției de petrol din sondele finite au fost realizate în State deja la sfârșitul secolului al XIX-lea: apoi a fost testată o metodă de stimulare prin intermediul unei explozii de nitroglicerină, care a spart roci solide și a făcut posibilă. pentru a obține resurse valoroase de acolo. În aceeași perioadă, au fost efectuate teste privind dezvoltarea zonei de fund folosind acid, iar ultima metodă a fost utilizată în mod activ în anii 30 ai secolului trecut.

În timpul utilizării acidului pentru a stimula productivitatea puțului, s-a constatat că creșterea presiunii poate duce la fracturi de formațiune. Aceasta a început dezvoltarea ideii de fracturare hidraulică, iar prima încercare a fost făcută deja în 1947. În ciuda eșecului, cercetătorii au continuat să dezvolte metoda, iar munca lor a fost încununată cu succes doi ani mai târziu. În anii 1950, Statele Unite au început să se dezvolte din ce în ce mai mult folosind metoda fracturării hidraulice, iar până în ultima treime a secolului XX, numărul acestor operațiuni a depășit un milion doar în America însăși.

Fracturarea hidraulică ca tehnică de dezvoltare a puțurilor a fost folosită și în URSS: primele încercări au fost făcute în 1959. După aceea, popularitatea acestei metode a început să se estompeze, deoarece în Siberia au început să fie dezvoltate puțuri, care, chiar și fără manipulări suplimentare, au asigurat producția neîntreruptă de petrol și gaze în volumele necesare. De la sfârșitul anilor 80, tehnica a devenit din nou răspândită, când fostele zăcăminte au încetat să producă aceeași cantitate de resurse valoroase, dar nu puteau fi considerate încă complet epuizate. În prezent, tehnica fracturării hidraulice este utilizată în toată Rusia, precum și în alte state.

Varietăți de fracturare hidraulică

În domeniul modern al dezvoltării resurselor, se disting două tipuri de fracturare hidraulică:

• Fracturare hidraulică de susținere. Cu această metodă, se folosește un material special de înțepare. În timpul procedurii, agentul de susținere este turnat, astfel încât fisurile create de presiune să nu se reconecteze. Acest tip de metodă este potrivit pentru gresii, siltstone și alte roci terigene. Fracturarea hidraulică cu agent de susținere este cea mai frecvent utilizată.
• Fracturarea hidraulică cu acid. Această metodă este mai potrivită pentru rocile carbonatice, iar fisurile care se obțin printr-o combinație de creștere a presiunii și adăugarea unui fluid de fracturare nu necesită armături suplimentare, ca în primul caz. Principala diferență între fracturarea acidă și fracturarea convențională cu același acid este cantitatea de material și gradul de presiune.

Indiferent de tipul de tratament, succesul fracturării hidraulice depinde de o serie de factori. În primul rând, obiectul pentru implementarea metodei trebuie selectat ținând cont de caracteristicile sale, tipurile de rezervoare, precum și de adâncimea și intensitatea dezvoltării. Alegerea tehnologiei depinde de condițiile în care se află puțul. Când se aplică corect, eficiența recuperării uleiului într-o fântână tratată devine mult mai mare.

Procesul de fracturare hidraulică

Fracturarea hidraulica este indicata sa se efectueze pentru sondele cu productivitate scazuta, care apare datorita densitatii naturale a straturilor sau cand calitatea filtrarii scade dupa deschiderea stratului urmator.

Procesul de prelucrare are mai multe etape:

• Studiul puțului, în timpul căruia se determină capacitatea de absorbție, rezistența la presiune și alți parametri.
• Curățare bine. Pentru aceasta, se folosesc pompe de drenaj și sondele sunt spălate, astfel încât proprietățile de filtrare în zona fundului găurii să fie suficiente pentru lucrări ulterioare. De asemenea, putul poate fi tratat cu acid clorhidric astfel incat conditiile de formare a fracturilor din ruptura sa fie optime.
• Coborâre în puțul țevilor pentru alimentarea cu fluid în fundul găurii. Coarda de carcasă este echipată cu un packer și o ancoră hidraulică pentru ca presiunea să nu deformeze conducta. Gura este echipată cu un cap pentru conectarea echipamentului necesar pentru pomparea lichidului de spălare.
• Fracturarea hidraulica propriu-zisa se realizeaza prin injectarea fluidului pana cand apar fisuri in formatie. Imediat după acțiunea hidraulică, este necesară pomparea lichidului la viteză mare.
• Gura este blocată, puțul nu este atins până când presiunea scade.
• Spălarea puțurilor după fracturarea hidraulică și dezvoltarea.

La o adâncime mică, fracturarea hidraulică poate fi efectuată fără țevi sau fără siguranță. În prima situație, injecția se realizează prin țevi de carcasă, iar în a doua, poate fi organizată de-a lungul inelului din jurul lor. Această tehnică minimizează pierderea de presiune atunci când în proces este utilizat un lichid foarte gros. În plus, pentru unele sonde se efectuează fracturarea în mai multe etape, în care diferite straturi obțin fisuri, din cauza cărora permeabilitatea lor crește foarte mult.

Pentru a determina locația fracturilor în sine, se utilizează metoda de înregistrare radioactivă. Această tehnologie vă permite să aflați exact unde sunt golurile, cu introducerea nisipului obișnuit și încărcat.

Pe exemplul domeniilor SA „Tomskneft” vom lua în considerare tehnologia fracturării hidraulice.

Tehnologia procesului este următoarea. Carcasa de producție este ambalată la 15-20 de metri deasupra vârfului intervalului de perforare, intervalul de ambalare este selectat conform diagramei MLM.

Capul de sondă este echipat cu fitinguri AU-700. Inelul este presat la o presiune de 15 MPa pentru a verifica etanșeitatea garniturii. Pe viitor, în timpul procesului, presiunea asupra inelului este la nivelul testării presiunii pentru a reduce sarcina asupra manșetelor de cauciuc creată de presiunea sub packer în timpul procesului.

Pentru fracturarea hidraulică, sunt utilizate 8 unități de pompare, iar 6 dintre ele sunt angajate în proces, 2 funcționează în modul inactiv.

Injectarea emulsiei se realizează la o presiune de explozie cu o capacitate totală a unităţilor de 1,8 m3/min. Un material de fixare cu o concentrație de 150 kg/m 3 este alimentat în debitul fluidului injectat, care crește treptat și în ultimele 20 de minute este de 500 kg/m 3 . Nisipul este ambalat preliminar în mixere de nisip USP-50 și alimentat la conducta de aspirație 4AN-700 de unitatea TsA-320. După oprirea alimentării cu nisip, un fluid de deplasare de 20 m 3 este pompat cu o viteză de 2,4 m 3 /min.

Supapa de pe tampon este închisă după proces, capul sondei este echipat cu un manometru și din acesta este preluată curba căderii de presiune, a cărei interpretare permite determinarea razei de fractură.

Dintre echipamente s-au folosit mixere de nisip și unități TsA-820 și AN-700, care permit ridicarea presiunii la capul sondei la 45-60 MPa. Cu toate acestea, la presiuni de 60 MPa, unitățile AN-700 au fost operate la limita capacităților lor, adică. la adâncimi semnificative și un rezervor dens, apar limitări tehnice în ceea ce privește presiunea și, în consecință, fluxul de fluid.

Când aceste valori sunt atinse, de obicei apare fracturarea hidraulică. Intervalul de presiune indicat a fost predeterminat de diferența litologică și fizică și, în principal, de caracteristicile de rezistență ale straturilor și tensiunile din rocă. Prin urmare, fracturile create prin fracturarea hidraulică sunt orientate pe direcție verticală.

Conform tehnologiei autohtone, pentru realizarea ruperii și transferului materialului de fixare a fisurii se folosește un lichid compozit special, în care 30-43% ulei și 1,5-3,0% emulgator. Tipul de emulgator folosit, la rândul său, depindea de temperatura exterioară.

Poliemulsia de ARN se caracterizează prin caracteristici fizice sporite: densitate 1,18-1,24 t/m 3 , vâscozitate - 120-150 MPa.s, coeficient de consistență - 0,8. S-a avut în vedere creșterea vâscozității și consistenței fluidului pentru a asigura transferul nisipului folosit în scopul remedierii fracturii, al cărui volum este constant și este de aproximativ 20 de tone.Concentrația maximă de nisip în fluid a ajuns la 500 kg/ m 3 . Pentru a deschide mai bine fracturile și a evita șlefuirea la fundul puțului a fost necesară o viteză mare de pompare, care s-a dovedit a fi fezabilă din punct de vedere tehnic la un nivel de doar 2,4 m 3 /min.

Nisip de cuarț importat a fost folosit ca agent de susținere.

Utilizarea tehnologiei autohtone în timpul fracturării hidraulice nu a dat rezultate satisfăcătoare, prin urmare, în prezent, societatea mixtă Vah Frakmaster Services se desfășoară pe câmpurile zonei de fracturare hidraulică folosind tehnologie străină și folosind echipamente mai avansate.

Conform tehnologiei străine, pentru injecție se utilizează echipamente speciale de pompare: pompe cu piston cu ejector orizontal cu trei cilindri cu o parte hidraulică înlocuibilă (de la 3" la 7 1/2"), care dezvoltă o presiune de până la 100 MPa și un debit de 2,5 m3/min.

Au fost stabilite dependențe teoretice (confirmate experimental) ale dimensiunilor geometrice ale fracturii: lungime x înălțime (aria de propagare a fracturii), lățimea de vâscozitate, cantitatea de fluid injectată, presiunea și viteza de injectare. Interrelația lor destul de complexă se reflectă și se rezolvă la nivelul simulării pe calculator atât înainte de lucrarea la sondă, cât și în proces.

Pompele asigură o viteză mare de pompare a fluidului de 5,5 m3/min, iar cu o densitate relativ scăzută a agentului de susținere (1,6 t/m3), se menține o concentrație suficient de mare (până la 1000 kg/m3) a materialului de fixare transferat în timpul funcționării. .

După un anumit timp estimat, pe măsură ce trecerea (sub acțiunea destructorului) de la starea de gel la o stare lichidă mai mobilă, fluidul injectat este îndepărtat treptat din fractură.

Din cele de mai sus, rezultă că JV aplicată „Vah Frakmaster Services” și fluidele tratate special specializate numai pentru fracturare hidraulică, material de fixare, precum și echipamente și tehnologie diferă favorabil de cea casnică în multe privințe. Împreună, aceasta asigură o creștere inițială și cumulativă mai mare a producției de petrol. Următorii factori principali sunt considerați avantajoși:

Absența unei faze apoase în fluidul de fracturare hidraulică;

Proprietăți de filtrare ridicate ale materialului de fixare, oferite de sfericitatea boabelor și de omogenitatea fracției;

Abilitatea tehnologică și tehnică de a efectua fracturi hidraulice cu o lungime și lățime specificate a fracturilor. S-a stabilit teoretic că la viteze mici de injectare a fluidului hidraulic de fracturare (aproximativ 2,5 m 3 /min), se formează fracturi lungi (până la 300 m). Pentru formarea de fracturi relativ scurte și largi, este necesară dublul vitezei de injectare a fluidului. Se știe că prezența fracturilor lungi contribuie la străpungerile premature nedorite de apă.

Pe lângă cele de mai sus, există și o diferență semnificativă în succesiunea operațiunilor la punerea în funcțiune a unei puțuri. Astfel, imediat după fracturarea hidraulică, conform tehnologiei străine, puțul este testat pentru scurgere prin diferite duze într-o succesiune crescândă a diametrelor lor: 2, 4, 8 mm; aceasta asigură o creștere lină a tragerii în zona fundului găurii, însoțită de îndepărtarea fluidului hidraulic de fracturare, întărirea prin presiunea rocilor a agentului de susținere în fractură și punerea în funcțiune a obiectului de dezvoltare. Rezultă din cele de mai sus, pe toată durata operațiunii de fracturare hidraulică, faza de apă nu este introdusă în rezervorul de lângă sondă din exterior, ceea ce favorizează deplasarea și recuperarea fazei petroliere.

O altă metodă este fracturarea hidraulică folosind tehnologia casnică. Imediat după fracturarea hidraulică, puțul este ucis cu soluții saline, urmat de spargerea packerului și recuperarea tubulaturii. Apoi echipamentul de pompare este coborât și începe funcționarea puțului. Astfel, în conformitate cu tehnologia casnică, întregul proces de la începutul fracturării hidraulice până la pornirea ulterioară a sondei este aproape întotdeauna însoțit de prezența unei faze apoase în zona de fund și fractură.

Este bine cunoscut faptul că procesul de ucidere a puțului are un efect negativ asupra productivității, iar gradul acestui efect este proporțional cu timpul de expunere a fluidului în zona rezervorului. În domeniul luat în considerare, pentru distrugerea puțurilor se folosește o soluție salină și, în funcție de presiunea de formare în zona sondei, densitatea fluctuează de obicei în jurul valorii de 1,18 t/m 3 (mineralizare - 300 g/l).

În practica de teren, soluția nu este filtrată corespunzător, așa că o mulțime de substanțe străine de compoziție nisipoasă-argilă sunt pompate în puț. Conținutul lor este atât de mare încât adesea provoacă defecțiunea echipamentului de pompare. Prin urmare, este ușor de imaginat gradul de colmatare a straturilor intermediare permeabile în intervalul de perforare, fractura hidraulică și scăderea inevitabilă a productivității sondei din acest motiv.

De regulă, crește brusc. Metoda face posibilă „reanimarea” puțurilor inactiv, unde producția de petrol sau gaze prin metode tradiționale nu mai este posibilă sau neprofitabilă. În plus, metoda este utilizată în prezent pentru dezvoltarea de noi rezervoare de petrol, extracția petrolului din care prin metode tradiționale este nerentabilă din cauza ratelor scăzute de producție. De asemenea, este utilizat pentru extracția gazelor de șist și a gazului de nisip etanș.

De obicei, companiile de servicii petroliere (Halliburton, Schlumberger, BJ Services etc.) sunt specializate în fracturarea hidraulică și alte metode de intensificare a producției de petrol.

Tehnologie

Tehnologia de fracturare hidraulică în producția de petrol include injectarea fluidului de fracturare (gel, în unele cazuri apă sau acid în fracturarea acidă) în puț folosind stații de pompare puternice la presiuni mai mari decât presiunea de fracturare a formațiunii purtătoare de petrol. Pentru a menține fractura deschisă, de regulă, în rezervoarele terigene se folosește un agent de susținere, în rezervoarele de carbonat se folosește acid, care corodează pereții fracturii create.Cu toate acestea, agentul de susținere poate fi folosit și în rezervoarele de carbonat.

În producția de gaz neconvențional, fracturarea permite conectarea porilor rocilor strânse și permite eliberarea gazului natural. În timpul fracturării hidraulice, un amestec special este pompat în puț. De obicei este 99% apă și nisip și doar 1% reactivi chimici. Compoziția substanțelor chimice este deschisă. Printre acestea, de exemplu, clorură de sodiu (sare de masă), gumă de guar, dezinfectanți, agenți pentru prevenirea formării depunerilor - substanțe utilizate în producția de dulciuri, șampoane, pudre de față și în produse farmaceutice.

Pentru a preveni scurgerea fluidului hidraulic de fracturare din puț în sol sau în apele subterane, marile companii de servicii folosesc diferite metode de izolare a rezervoarelor, cum ar fi proiectarea puțurilor cu mai multe coloane și utilizarea materialelor grele în procesul de cimentare.

Istorie

Prima fracturare hidraulică din lume este creditată de Halliburton în SUA în 1947 . Apa industrială a fost folosită ca fluid de fracturare în acel moment, iar nisipul de râu a fost folosit ca agent de susținere. Mai târziu, fracturarea hidraulică a fost efectuată și în URSS, dezvoltatorii bazei teoretice au fost oamenii de știință sovietici Khristianovich S.A., Zheltov Yu.P. (1953), care au avut, de asemenea, un impact semnificativ asupra dezvoltării fracturării hidraulice în lume. Fracturarea hidraulică este, de asemenea, utilizată pentru a extrage metanul din strat de cărbune, gazul de gresie compactat și gazul de șist. Pentru prima dată în lume, fracturarea hidraulică a unui strat de cărbune a fost efectuată în 1954 în Donbass. Astăzi, metoda de fracturare hidraulică este destul de des folosită atât de companiile miniere de stat, cât și de cele private ca metodă de intensificare a producției de petrol și gaze.

Utilizarea fracturării hidraulice în Rusia

Companiile petroliere private Yukos și Sibneft au folosit fracturarea hidraulică pe câmpurile lor. O serie de jurnalişti şi experţi au susţinut atunci că această metodă de extragere a petrolului este barbară şi duce la jefuirea zăcămintelor. Declarații critice similare au fost făcute de președintele Rosneft, Serghei Bogdanchikov.

În același timp, Rosneft a folosit pe scară largă metoda de fracturare hidraulică, în perioada 2009-2010, Rosneft a rămas printre cei mai mari clienți ai companiei de service pentru câmpurile petroliere Schlumberger, specializată în fracturare hidraulică. La începutul lunii noiembrie 2006, la zăcământul petrolier Priobskoye, operat de SRL RN-Yuganskneftegaz (o subsidiară a companiei de stat Rosneft, care a câștigat controlul asupra activului principal al Yukos - Yuganskneftegaz), cu participarea specialiștilor Newco Well Service, cel mai mare în rusă fracturarea hidraulică a unui rezervor de petrol. 864 de tone de agent de susținere au fost pompate în rezervor. Operațiunea s-a desfășurat timp de șapte ore și a fost transmisă în direct prin internet către biroul Yuganskneftegaz. În prezent, Rosneft efectuează peste 2.000 de operațiuni de fracturare hidraulică pe an, marea majoritate a puțurilor noi fiind puse în funcțiune cu fracturare hidraulică.

Critică

Tot în documentarul Truthland, eroina din Pennsylvania vorbește despre călătoria ei prin câmpurile de gaze unde se folosește tehnologia de fracturare hidraulică. Femeia comunică cu ecologiști, oficiali, localnici și ajunge la concluzia că afirmațiile date în filmul „Gasland” nu sunt adevărate.

Vezi si

Note

Legături

• Intensificarea producției de petrol. Caracteristicile tehnice și economice ale metodelor / Sergey Veselkov // Promyshlennye Vedomosti (Preluat la 6 mai 2009)
• Compoziția chimică a amestecului fluid utilizat pentru fracturarea hidraulică

Fundația Wikimedia. 2010 .

Vedeți ce este „Fracturarea hidraulică” în alte dicționare:

- (a. hydraulic seam fracturing, hydraulic slam rupture; n. Hydrafrac; f. fracture hydraulique de la couche; i. fracturacion hidraulica de las capas) formarea de fisuri în gaz, petrol, apă saturate etc. de asemenea p. și ...... Enciclopedia Geologică

fracturare hidraulica- Fracturarea rocilor de rezervor prin injectare de lichid sub presiune înaltă Subiecte industria petrolului și gazelor EN defalcarefracturare fracturare hidraulică fracturare în formații hidraulice...

O metodă de a crea fisuri în rocile adiacente unui foraj datorită presiunii din fundul găurii ca urmare a injectării unui fluid vâscos în roci. Sunt folosite pentru a crește productivitatea sondelor (petrol, gaz etc.), pentru a îmbunătăți ... ... Dicţionar enciclopedic mare

fracturare hidraulică (formare)- — Subiecte industria petrolului și gazelor EN frac job... Manualul Traducătorului Tehnic

fracturare hidraulica- 3.3 fracturare hidraulică; Fracturare hidraulică: O metodă de intensificare a funcționării sondei și creșterea recuperării petrolului prin dezvoltarea fracturilor naturale sau artificiale în partea productivă a rezervorului, deschisă de sondă, prin crearea la fund... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

O metodă de a crea fisuri în rocile adiacente unui foraj datorită presiunii din partea inferioară a sondei ca urmare a injectării unui fluid vâscos în roci. Sunt folosite pentru a crește productivitatea sondelor (petrol, gaz etc.), pentru a îmbunătăți ... ... Dicţionar enciclopedic

Crearea de fisuri în rocile adiacente găurii de foraj din cauza presiunii din fundul puțului ca urmare a injectării unui fluid vâscos în roci. G. r. p. este folosit pentru a crește productivitatea petrolului, gazelor și injecției ... ... Marea Enciclopedie Sovietică

FRACTURAREA HIDRAULICĂ- în hidrogeologia petrolului, o metodă de creștere a debitelor sondelor de petrol și a injectivității sondelor de injecție prin stratificarea artificială a rocilor unei formațiuni productive cu formarea de fisuri în zona de fund care se extinde la zeci de metri de sondă. G… Dicționar de hidrogeologie și geologie inginerească

Metoda de creștere a filtratului. capacitatea rocilor de a forma fisuri în rocile adiacente găurii de foraj, prin crearea presiunii la fund prin pomparea unui lichid vâscos în roci (uleiuri minerale, ulei cu vâscozitate mare, emulsii și... Marele dicționar politehnic enciclopedic

fracturare hidraulică folosind apă îngroșată ca fluid de fracturare- — Subiecte industria petrolului și gazelor EN tratarea fracțiunilor apei … Manualul Traducătorului Tehnic

Cărți

• Metode hidrodinamice pentru studierea puțurilor verticale cu fractură hidraulică, M. Kh. Khairullin, R. S. Khisamov, M. N. Shamsiev, E. R. Badertdinova. Una dintre metodele eficiente de îmbunătățire a productivității puțului este fracturarea hidraulică (HF). Fracturarea hidraulică se bazează pe proiectarea și controlul procesului...