Izvajanje grp. Hidravlično lomljenje

Iz zgodovine razvoja metod za intenziviranje proizvodnje nafte

Prvi poskusi intenziviranja proizvodnje nafte iz naftnih vrtin so bili izvedeni že v 1890-ih letih. V ZDA, kjer se je proizvodnja nafte v tem času hitro razvijala, so uspešno preizkusili metodo spodbujanja proizvodnje iz tesnih kamnin z uporabo nitroglicerina. Ideja je bila, da bi eksplodirali nitroglicerin, da bi zdrobili tesne skale v območju dna vrtine in povečali pretok nafte na dno. Metoda se kljub očitni nevarnosti že nekaj časa uspešno uporablja.

Približno v istem času je bila razvita metoda za spodbujanje proizvodnje nafte z obdelavo spodnjega dela vrtine s kislino. Prva obdelava s kislino je bila po nekaterih poročilih izvedena leta 1895. Metoda je pripisana Hermannu Freshu, glavnemu kemiku v Solarni rafineriji Standard Oil. Patent za zakisljevanje Fresh je bil pridobljen 17. marca 1896. Gre za kemično sredstvo (klorovodikovo kislino), ki je sposobno reagirati z apnencem, kar povzroči nastanek topnih produktov. Ti produkti se nato odstranijo iz formacije skupaj s tekočinami iz vrtine.

Kot pri vseh novostih, je trajalo nekaj časa, da se je ta inovacija uveljavila. Trajalo je 30 let, da smo spoznali vse prednosti zdravljenja s kislino. Uporaba metode v industrijskem obsegu se je začela šele v 30. letih 20. stoletja.

Med temi prvimi tretmaji s kislinsko stimulacijo je bilo ugotovljeno, da bi pritisk lahko zlomil tvorbo. Tako se je rodila ideja o hidravličnem lomljenju, ki je bil prvi zabeleženi poskus leta 1947. Poskus je bil neuspešen, vendar je spodbudil nadaljnje raziskave na tem področju.

Prvo komercialno uspešno hidravlično lomljenje je bilo izvedeno leta 1949 v ZDA, nato pa se je število začelo dramatično povečevati. Do sredine 50-ih let je število opravljenih del hidravličnega lomljenja doseglo 3000 na leto. Leta 1988 je skupno število izvedenih operacij hidravličnega lomljenja preseglo 1 milijon operacij. In to je samo v ZDA.

V domači praksi se metoda hidravličnega lomljenja uporablja od leta 1952. Vrhunec uporabe metode je bil dosežen leta 1959, po katerem se je število operacij zmanjšalo, nato pa popolnoma prenehalo. Od zgodnjih sedemdesetih do poznih osemdesetih let prejšnjega stoletja se hidravlično lomljenje v domači proizvodnji nafte v industrijskem obsegu ni izvajalo. V zvezi z zagonom velikih naftnih polj v Zahodni Sibiriji je potreba po intenziviranju proizvodnje preprosto izginila. Oživitev prakse uporabe hidravličnega lomljenja v Rusiji se je začela šele v poznih osemdesetih letih.

Trenutno vodilni položaj po številu operacij hidravličnega lomljenja zasedajo ZDA in Kanada. Sledi Rusija, kjer se uporaba tehnologije hidravličnega lomljenja izvaja predvsem na naftnih poljih Zahodne Sibirije. Rusija je tako rekoč edina država (brez Argentine) zunaj ZDA in Kanade, kjer je hidravlično lomljenje običajna praksa in se dojema dokaj ustrezno. V drugih državah je uporaba tehnologije lomljenja težka zaradi lokalnih pristranskosti in nerazumevanja tehnologije. V nekaterih državah obstajajo znatne omejitve uporabe tehnologije hidravličnega lomljenja, vse do popolne prepovedi njene uporabe.

Kaj je hidravlično lomljenje?

Bistvo metode hidravličnega lomljenja je vbrizgavanje tekočine pod visokim pritiskom v območje dna luknje, zaradi česar se kamnina zlomi in nastajajo novi ali širijo obstoječi lomi. Da ostanejo zlomi odprti, ko tlak pade, se s tekočino injicira fiksirno sredstvo, propant. Tekočina, ki prenaša pritisk na formacijsko kamnino, se imenuje tekočina za lomljenje.

Razbiti razpoko posledica hidravličnega lomljenja je lahko vodoravna ali navpična. Zlom kamnine se pojavi v smeri, pravokotni na najmanjšo napetost. Horizontalni zlomi praviloma nastanejo kot posledica hidravličnega lomljenja do globine približno 500 metrov. Navpične razpoke se pojavijo na globinah pod 500 metrov. Ker se produktivne z nafto nasičene formacije praviloma pojavljajo na globini manj kot 500 metrov, so prelomi v naftnih vrtinah vedno navpični.

Vrste hidravličnega lomljenja

Razlikovati lomljenje propanta in kislinsko lomljenje.

Lomljenje propanta- hidravlično lomljenje s propantom - propant, ki se vbrizga med hidravličnim lomljenjem, da prepreči zapiranje ustvarjenega zloma. Ta vrsta hidravličnega lomljenja se praviloma uporablja v terigenskih formacijah.

Ko ljudje govorijo o hidravličnem lomljenju, najpogosteje mislijo na propantno lomljenje.

Kislinsko lomljenje- hidravlično lomljenje, pri katerem se kot tekočina za lomljenje uporablja kislina. Uporablja se v primeru karbonatnih plasti. Mreža zlomov in votlin, ki nastanejo s pomočjo kisline in visokega tlaka, ne zahteva utrjevanja propanta. Od običajnega zakisljevanja se razlikuje po veliko večjem volumnu uporabljene kisline in tlaku vbrizga (višji od tlaka loma kamnine).

Glavni dejavniki, od katerih je odvisen uspeh hidravličnega lomljenja:

• pravilna izbira predmeta za izvajanje operacij;
• uporaba tehnologije hidravličnega lomljenja, ki je optimalna za dane pogoje;
• kompetentna izbira vrtin za zdravljenje.

Okoljska varnost hidravličnega lomljenja

Obsežna uporaba hidravličnega lomljenja v daljšem časovnem obdobju (več kot 50 let) potrjuje okoljsko varnost metode. Dela hidravličnega lomljenja se izvajajo pod nadzorom državnih regulativnih organov in nadzornikov samih naftnih družb. Ker ležišča nafte ležijo na velikih globinah (1000-3000 m), je vpliv procesa na površinske in podzemne vode izključen. Sama z uporabo več stebrov je zasnovana tako, da zagotavlja okoljsko varnost procesa proizvodnje nafte in dela, ki se izvaja v vrtinah.

končno

Tehnologija hidravličnega lomljenja je prehodila dolgo pot – od posameznih operacij do najmočnejšega orodja za povečanje produktivnosti vrtin in upravljanja z rezervoarji. Trenutno mnoga naftna polja dolgujejo svoj razvoj metodam hidravličnega lomljenja. Na primer, v ZDA, kjer se tehnologija hidravličnega lomljenja uporablja izjemno široko, je približno 25-30 % vseh zalog postalo komercialno dostopnih ravno zaradi te tehnologije. Po mnenju strokovnjakov je lomljenje prispevalo k povečanju nadomestljivih zalog nafte v Severni Ameriki za 8 milijard sodčkov.

Poleg nastajanja razpok v formaciji za povečanje produktivnosti vrtin se lahko hidravlično lomljenje uporablja tudi za premagovanje onesnaženja območja tvorbe pri dnu, kot sredstvo za povečanje učinkovitosti operacij pri izvajanju sekundarnih metod pridobivanja nafte. , ter povečati injektivnost vrtin pri zakopavanju solnih raztopin in industrijskih odpadkov v podzemne formacije.

Hidravlično lomljenje (HF) je tehnološki postopek povečanja prepustnosti območja pridnene luknje produktivne formacije zaradi nastanka razpok ali širjenja in poglabljanja naravnih lomov v njej. Bistvo tega postopka je vbrizgavanje tekočine v območje dna luknje pod visokim tlakom, ki presega lokalni skalni tlak in trdnostne lastnosti formacijske kamnine.

Hidravlično lomljenje se uporablja:

Intenzivirati proizvodnjo nafte iz vrtin z močno onesnaženim območjem pridnene luknje zaradi nastanka razpok;

Za zagotovitev hidrodinamične povezave vodnjaka z naravnimi zlomi formacije in razširitvijo drenaže;

Vgraditi v razvoj nizkoprepustna nahajališča in prenesti izvenbilančne zaloge nafte v komercialne;

Pri uvajanju kompleksnih in heterogenih rezervoarjev v razvoj z namenom povečanja stopnje proizvodnje nafte in povečanja končne pridobitve nafte;

Povečati produktivnost naftnih vrtin;

Za povečanje injektivnosti injekcijskih vrtin;

V vrtinah z visokim rezervoarskim tlakom, vendar z nizko prepustnostjo formacije.

Ni priporočljivo izvajati hidravličnega lomljenja v vrtinah, ki se nahajajo v bližini vodno-naftnih in plinsko-naftnih con, v katerih je možno pospešeno konusiranje in preboj vode in plina v proizvodne vrtine; v osiromašenih formacijah z nizkimi preostalimi zalogami, pa tudi v karbonatnih rezervoarjih s kaotičnimi zlomi.

Hidravlično lomljenje se izvaja v naslednjem vrstnem redu. V vrtino se spelje cev, nad vrhom produktivne formacije, v kateri je predvideno hidravlično lomljenje, pa se vgradi paker in sidro. Vodnjak se spere z vodo, da se dno očisti gline in mehanskih nečistoč. Po potrebi se včasih pred hidravličnim lomljenjem izvede obdelava s klorovodikovo kislino ali dodatna perforacija. V takih primerih se razpočni tlak zmanjša in poveča njegova učinkovitost. Nato se tekočina za lomljenje vbrizga v vrtino vzdolž cevi (premer cevi ni manjši od 89 - 114 mm, pri hidravličnem lomljenju je nepraktično uporabljati cevi manjšega premera, saj pri črpanju tekočine prihaja do velikih izgub tlaka) , se tekočina za lomljenje vbrizga v količinah, potrebnih za ustvarjanje tlaka na dnu luknje, potrebnega za lomljenje. Za zaščito ohišja pred visokim tlakom je nad zlomljeno formacijo nameščen paker. Popolnoma loči območje produktivne formacije od zgornjega dela vrtine. V tem primeru tlak, ki ga ustvarjajo črpalke, deluje samo na formacijo in na spodnji del pakerja. Vgrajeno je hidravlično sidro, ki preprečuje odmik pakerja.

Tekočine za lomljenje so razdeljene v tri kategorije: tekočina za lomljenje, tekočina za prenašanje peska in tekočina za izpodrivanje.

Delovne tekočine ne smejo zmanjšati niti absolutne niti fazne prepustnosti kamnine rezervoarja. V zvezi s tem se pri hidravličnem lomljenju v naftnih vrtinah uporabljajo tekočine na osnovi ogljikovodikov, v vbrizgalnih in naftnih vrtinah, namenjenih za pretvorbo v vbrizgalne vrtine, pa na vodi. Vendar pa se lahko v vrtinah s karbonatnimi rezervoarji kot delovne tekočine uporabljajo vodne raztopine klorovodikove kisline ali druge tekočine na njeni osnovi.

Tekočina za lomljenje mora dobro prodreti v formacijo in naravno obstoječe zlome v njej. Tekočine za lomljenje se uporabljajo predvsem:

1.ogljikovodik

2.vodne raztopine

3.emulzije

Delovne tekočine za hidravlično lomljenje ne smejo vsebovati mehanskih nečistoč, v stiku s kamnino in formacijsko tekočino pa ne smejo tvoriti netopnih usedlin.

Največjo prednost pri hidravličnem lomljenju je treba dati tekočinam, ki so popolnoma topne v tekočinah rezervoarja. Med hidravličnim lomljenjem mora biti viskoznost delovnih tekočin stabilna.

Tekočina za prenašanje peska je tekočina, ki se uporablja za dovajanje peska s površine v nastale razpoke. Tekočina za prenašanje peska mora biti nefiltrirana ali s hitro padajočo filtrirnostjo in mora imeti tudi visoko zmogljivost zadrževanja peska. Kot tekočine za prenašanje peska se uporabljajo enake tekočine kot za lomljenje.

Polnilo služi za nastale razpoke in preprečuje njihovo zapiranje ob sprostitvi pritiska. Za popravljanje razpok, ki nastanejo med hidravličnim lomljenjem, se uporablja kremenov pesek z velikostjo zrn 0,4 - 1,2 mm. Tak pesek v laboratorijskih pogojih testiramo na trdnost in vdolbino v površino kamnin, v katerih nastane razpoka, pa tudi na preostalo prepustnost (prepustnost po stiskanju peska pod stiskalnico, ki simulira delovanje kamninskega tlaka). Pesek za zapolnjevanje zlomov pri hidravličnem lomljenju mora izpolnjevati naslednje zahteve: a) imeti visoko mehansko trdnost, da tvori zanesljive peščene blazine v prelomih in se ne uniči zaradi teže kamnin; b) ohraniti visoko prepustnost. To je grobozrnat, dobro valjan in homogen po granulometrijski sestavi kremenov pesek. V primerih visokega kamninskega tlaka ali krhke površine kamnin, v kateri nastane razpoka, se uporablja umetna keramika ali drug propantni material.

Pri prvem hidravličnem lomljenju je treba v vsak prelom vbrizgati vsaj 1,5-2 tone peska.

Pri vbrizgavanju večjih količin peska (več kot 15-20 ton) v formacijo z namenom globljega prodiranja le-tega skozi razpoke se prve porcije peska (30-40%) vbrizgajo z drobnozrnatim drobnim peskom (0,4). -0,6 mm), čemur sledi prehod na injekcijski pesek večje frakcije.

Sodobna zasnova hidravličnega lomljenja je sestavljena iz dveh bistveno različnih delov.

V prvem delu zasnove se določi cilj hidravličnega lomljenja, določijo vrtine, formacije in vmesne plasti za hidravlično lomljenje ter izračunajo dimenzije (dolžina, širina) lomov, ki jih je treba oblikovati. Običajno ta del načrtovanja hidravličnega lomljenja izvaja podjetje ali njegov oddelek (geološki, razvojni, povečano pridobivanje nafte), ki vodi razvoj polj ali nekega objekta. Po naročilu podjetja se načrtovanje lahko zaupa tudi raziskovalni organizaciji.

Drugi del zasnove je neposredno povezan z izbiro parametrov hidravličnega lomljenja, ki v izbranih vrtinah zagotavljajo takšne hitrosti vbrizgavanja in količine tekočin in peska, ki se vbrizgajo v prelome, ki omogočajo ustvarjanje lomov v formaciji z velikostjo in pretočno zmogljivostjo. predviden v prvem delu. Ta del zasnove je sestavljen iz izračuna postopka polnjenja razpoke in pritrditve s peskom. V drugem delu zasnove hidravličnega lomljenja se izberejo tudi učinkovite tekočine za lomljenje z ustreznimi lastnostmi in pesek (propant). Drugi del projektiranja hidravličnega lomljenja izvaja vzdrževalno (»servisno«) podjetje, ki običajno izvaja operacijo hidravličnega lomljenja.

Celoten komplet opreme za hidravlično lomljenje vključuje črpalne in mešalne enote, avtocisterno, razdelilni blok in priključke za vrtino.

Vrtina je opremljena s posebno glavo, na katero so priključene enote za vbrizgavanje lomilnih tekočin v vrtino. Za hidravlično lomljenje se lahko uporabijo: črpalne enote 4АН-700, posodobljene 5АН-700 ali okvirne črpalke АНР-700. Največji tlak teh enot je 70 MPa pri pretoku 6 l / s; pri tlaku 20 MPa je pretok 22 l / s. Črpalne enote so povezane s kolektorskim blokom s pomočjo hitro snemljivih gibljivih cevnih priključkov, ki so nato povezani s priključki glave vrtine.

V praksi se pogosto uporablja intervalno hidravlično lomljenje. Interval, se uporablja, ko se s skupnim filtrom razvije več plasti, plasti pa so med seboj izolirane s plastmi neprepustnih kamnin.

Uporablja se tudi usmerjeno lomljenje. Pri usmerjenem hidravličnem lomljenju z uporabo perforacije s peskanjem se izvede dodatna perforacija v določenem intervalu produktivne formacije, v kateri je predviden sprejem zlomov. V tem primeru se uporabljata tako "točkovna" hidro-peskalna perforacija kot špranje.

Ena izmed učinkovitih novih tehnologij hidravličnega lomljenja je tehnologija odlaganja propanata na koncu loma (ali končnega presejanja zlomov (TSO)), ki vam omogoča namensko povečanje širine preloma in zaustavitev njegove rasti v dolžino, s čimer znatno poveča prevodnost. Za intenziviranje razvoja zalog iz slojev z nizko prepustnostjo in zmanjšanje tveganja, da bi prelom vstopal v vodonosnike ali plinonosne plasti, se uporablja tehnologija selektivnega hidravličnega lomljenja.

V sodobni industriji proizvodnje nafte je hidravlično lomljenje (hidravlično lomljenje) učinkovita metoda vplivanja na območje blizu vrtine vrtine. Ta metoda je potrebna za povečanje produktivne proizvodnje iz naftnega ali plinskega polja, stopnje absorpcije vbrizgalnih vrst vrtin, pa tudi v okviru izolacije podzemne vode. Sam proces hidravličnega lomljenja vključuje nastajanje novih lomov in povečanje obstoječih, ki ležijo v tvorbi luknje. Zlomi se spodbujajo s prilagajanjem tlaka tekočine, ki se dovaja v vrtino. Zaradi hidravličnega lomljenja je mogoče pridobiti dragocene vire iz vrtine, ki se nahaja na oddaljeni razdalji od vrtine.

Iz zgodovine nastanka hidravličnega lomljenja

Razvoj za povečanje produktivnosti pridobivanja nafte iz končnih vrtin je bil v ZDA izveden že konec 19. stoletja: takrat je bila testirana metoda stimulacije z eksplozijo nitroglicerina, ki je razbila trde kamnine in omogočila da bi od tam pridobili dragocene vire. V istem obdobju so bili izvedeni testi za razvoj območja pridnene luknje s kislino, slednja metoda pa se je aktivno uporabljala v 30-ih letih prejšnjega stoletja.

Z uporabo kisline za spodbujanje produktivnosti vrtine je bilo ugotovljeno, da lahko povečanje tlaka povzroči lomljenje. Iz tega se je začel razvoj ideje o hidravličnem lomljenju kamnin, prvi poskus pa je bil narejen že leta 1947. Kljub nazadovanju so raziskovalci nadaljevali z razvojem metode, njihovo delo pa je bilo dve leti pozneje okronano z uspehom. V 50. letih se je razvoj z uporabo metode hidravličnega lomljenja začel vse bolj izvajati v ZDA, do zadnje tretjine 20. stoletja pa je število tovrstnih operacij preseglo milijon le v sami Ameriki.

Hidravlično lomljenje kot tehnika razvoja vrtine se je začelo uporabljati tudi v ZSSR: prvi poskusi so bili zabeleženi leta 1959. Po tem se je začelo obdobje izumrtja priljubljenosti te metode, saj so v Sibiriji začeli razvijati vrtine, ki so brez dodatnih manipulacij zagotavljale neprekinjeno proizvodnjo nafte in plina v zahtevanih količinah. Od konca 80-ih let se je tehnika ponovno razširila, ko so prejšnja nahajališča prenehala proizvajati enako količino dragocenih virov, vendar jih še ni bilo mogoče šteti za popolnoma izčrpane. Trenutno se tehnika hidravličnega lomljenja uporablja po vsej Rusiji, pa tudi v drugih državah.

Vrste hidravličnega lomljenja

Na sodobnem področju razvoja virov obstajata dve vrsti hidravličnega lomljenja:

• Hidravlično lomljenje propanta. Ta metoda uporablja poseben zagozditveni material. Med postopkom se propant vlije navznoter, da se zlomi, ki nastanejo zaradi pritiska, ne povežejo ponovno. Ta vrsta metode je zelo primerna za peščenjake, alevtine in druge terrigene kamnine. Najpogosteje se uporablja hidravlično lomljenje s propantom.
• Kislinsko lomljenje. Ta metoda je bolj sprejemljiva za karbonatne kamnine, zlomi, ki nastanejo zaradi kombinacije povečanja tlaka in dodajanja tekočine za lomljenje, pa ne potrebujejo dodatne ojačitve, kot v prvem primeru. Glavna razlika med kislinskim hidravličnim lomljenjem in konvencionalno obdelavo s kislino je količina materiala in stopnja tlaka.

Ne glede na vrsto obdelave je uspeh hidravličnega lomljenja odvisen od številnih dejavnikov. Najprej je treba izbrati predmet za izvajanje metode ob upoštevanju njegovih značilnosti, vrst rezervoarjev ter globine in intenzivnosti razvoja. Izbira tehnologije je odvisna od pogojev, v katerih se nahaja vrtina. Ob pravilni uporabi postane učinkovitost proizvodnje nafte v obdelani vrtini veliko večja.

Postopek hidravličnega lomljenja

Hidravlično lomljenje je priporočljivo izvajati za vrtine z nizko produktivno zmogljivostjo, ki nastane zaradi naravne gostote plasti ali zmanjšanja kakovosti filtracije po odprtju naslednje plasti.

Postopek obdelave poteka v več fazah:

• Pregled vrtine, med katerim se določi njegova absorpcijska sposobnost, tlačna odpornost in drugi parametri.
• Čiščenje vodnjaka. Za to se uporabljajo drenažne črpalke in izpiranje vrtine, tako da filtracijske lastnosti v območju dna luknje zadostujejo za nadaljnje delo. Tudi vrtino lahko obdelamo s klorovodikovo kislino, tako da so pogoji za nastanek zlomov iz preloma optimalni.
• Spust v vrtino cevi za dovajanje tekočine v dno. Ohišje je opremljeno s pakerjem in sidrom, ki preprečujeta deformacijo cevi zaradi pritiska. Vrtina je opremljena z glavo za priključitev opreme, ki je potrebna za črpanje tekočine za izpiranje.
• Samo hidravlično lomljenje se izvaja z vbrizgavanjem tekočine, dokler se v formaciji ne pojavijo zlomi. Takoj po hidravličnem delovanju je potrebno tekočino črpati z visoko hitrostjo.
• Vrtina je zaprta, vrtine se ne dotika, dokler se indikatorji tlaka ne zmanjšajo.
• Izpiranje vrtine po hidravličnem lomljenju in razvoju.

Na majhni globini se hidravlično lomljenje lahko izvede brez cevi ali brez varnostne naprave. V prvem primeru se vbrizgavanje izvaja skozi ohišne cevi, v drugem pa se lahko organizira v obroč okoli njih. Ta tehnika zmanjša izgube tlaka, če se v procesu uporablja zelo gosta tekočina. Poleg tega se pri nekaterih vrtinah izvaja večstopenjsko lomljenje, pri katerem se lomijo različne formacije, zaradi česar se njihova prepustnost močno poveča.

Za določitev lokacije samih zlomov se uporablja metoda radioaktivne karote. Ta tehnologija vam omogoča, da natančno ugotovite, kje so prelomi, z uvedbo navadnega in nabitega peska.

Razmislimo o tehnologiji hidravličnega lomljenja na primeru polj Tomskneft.

Tehnologija postopka je naslednja. Proizvodno ohišje je pakirano 15-20 metrov nad vrhom intervala perforacije, interval pakiranja je izbran po diagramu MLM.

Vrtina je opremljena s priključki AU-700. V obročastem prostoru je tlak 15 MPa, da se preveri tesnost pakerja. V prihodnje bo med postopkom tlak v obročastem prostoru na nivoju stiskalnega tlaka, da bi zmanjšali obremenitev gumijastih manšet, ki nastane zaradi pritiska podpakerja med postopkom.

Za hidravlično lomljenje se uporablja 8 črpalnih enot, od katerih jih je 6 vključenih v proces, 2 sta v stanju mirovanja.

Vbrizgavanje emulzije se izvaja pri razpočnem tlaku s skupno zmogljivostjo enot 1,8 m 3 / min. Sidrni material se dovaja v tok vbrizgane tekočine s koncentracijo 150 kg / m 3, ki se postopoma povečuje in v zadnjih 20 minutah znaša 500 kg / m 3. Pesek je predpakiran v mešalnike peska USP-50 in ga dovaja enota CA-320 v sesalno cev 4AN-700. Po prekinitvi dovoda peska se vbrizga 20 m 3 tekočine za izpodrivanje s hitrostjo 2,4 m 3 / min.

Po zaključku postopka se zaporni ventil na blažilniku zapre, vrtina je opremljena z manometrom in iz njega se vzame krivulja padca tlaka, katere interpretacija omogoča določitev polmera preloma.

Od opreme so bili uporabljeni mešalniki peska in enoti TsA-820 in AN-700, ki omogočajo dvig tlaka na vrtini na 45-60 MPa. Vendar so pri tlakih 60 MPa enote AN-700 delovale na meji svojih zmogljivosti, t.j. pri znatnih globinah in gostem rezervoarju obstajajo tehnične omejitve glede tlakov in s tem pretoka tekočine.

Ko so te vrednosti dosežene, običajno pride do hidravličnega lomljenja. Navedeno območje tlakov je bilo vnaprej določeno z razliko v litološko-fizikalnih, predvsem pa s trdnostnimi lastnostmi plasti in napetostmi v kamnini. Zato so zlomi, ki nastanejo s hidravličnim lomljenjem, usmerjeni v navpični smeri.

Po domači tehnologiji se za lomljenje in prenos materiala za fiksiranje razpok uporablja posebna kompozitna tekočina, kjer je bilo 30-43% olja dodano amonizirani vodni raztopini kalcijevega nitrata (ARNK), ki je 55- 65% celotne prostornine tekočine (približno 100 m 3) in 1,5-3,0% emulgatorja. Vrsta uporabljenega emulgatorja pa je odvisna od zunanje temperature.

Za poliemulzijo ARNK so značilne povečane fizikalne lastnosti: gostota 1,18-1,24 t / m 3, viskoznost - 120-150 MPa.s, koeficient konsistence - 0,8. Povečana viskoznost in konsistenca tekočine sta bila predvidena za zagotovitev prenosa peska, uporabljenega za utrjevanje loma, katerega volumen je konstanten pri približno 20 ton. Največja koncentracija peska v tekočini je dosegla 500 kg/m 3 . Za boljše odpiranje razpok in preprečevanje padavin peska na dnu vrtine je bila potrebna visoka hitrost črpanja, kar se je izkazalo za tehnično izvedljivo pri nivoju le 2,4 m 3 / min.

Kot propant je bil uporabljen uvožen kremenov pesek.

Uporaba domače tehnologije pri hidravličnem lomljenju ni dala zadovoljivih rezultatov, zato se trenutno podjetje Vakh Frakmaster Services JV izvaja na področjih področja hidravličnega lomljenja z uporabo tuje tehnologije in z uporabo naprednejše opreme.

Po tuji tehnologiji se za vbrizgavanje uporablja posebna črpalna oprema: trivaljne ejektorske batne vodoravne črpalke z zamenljivim hidravličnim delom (od 3 "do 7 1/2"), ki razvijajo tlak do 100 MPa in pretok 2,5 m 3 / min.

Določene so teoretične (eksperimentalno potrjene) odvisnosti geometrijskih dimenzij preloma: dolžina x višina (območje širjenja loma), širina od viskoznosti, količina vbrizgane tekočine, tlak in hitrost vbrizgavanja. Njihov precej zapleten odnos se odraža in rešuje na ravni računalniškega modeliranja tako pred delom na vrtini kot v procesu.

Črpalke zagotavljajo visoko hitrost črpanja tekočine 5,5 m3/min, pri razmeroma nizki gostoti proppanta (1,6 t/m 3) pa se vzdržuje dovolj visoka (do 1000 kg/m 3) koncentracija prenesenega pritrdilnega materiala. operacijo.

Po določenem izračunanem času se ob prehodu (pod delovanjem destruktorja) iz gelastega stanja v bolj gibljivo tekoče stanje vbrizgana tekočina postopoma odstrani iz preloma.

Iz zgoraj navedenega izhaja, da se podjetje Vakh Frakmaster Services JV in posebne predelane tekočine, specializirane samo za hidravlično lomljenje, pritrdilni material, pa tudi oprema in tehnologija, v mnogih pogledih ugodno primerjajo z domačimi. To skupaj zagotavlja večje začetno in kumulativno povečanje proizvodnje nafte. Naslednji glavni dejavniki se obravnavajo kot prednostni:

Odsotnost vodne faze v tekočini za hidravlično lomljenje;

Visoke filtracijske lastnosti sidrnega materiala, ki jih zagotavlja sferičnost zrn in enakomernost frakcije;

Tehnološka in tehnična sposobnost izvajanja hidravličnega lomljenja z določeno dolžino in širino zlomov. Teoretično je bilo ugotovljeno, da pri nizkih hitrostih vbrizgavanja tekočine za hidravlično lomljenje (približno 2,5 m 3 / min) nastanejo dolgi (do 300 m) zlomi. Za nastanek razmeroma kratkih in širokih zlomov je potrebna dvakratna hitrost vbrizgavanja tekočine. Znano je, da dolgi zlomi prispevajo k neželenim prezgodnjim prebojom vbrizgane vode.

Poleg naštetega je pomembna razlika tudi v zaporedju operacij ob začetku obratovanja vrtine. Tako se takoj po hidravličnem lomljenju s tujo tehnologijo vrtina testira na prelivanje skozi različne dušilke v naraščajočem zaporedju njihovih premerov: 2, 4, 8 mm; tako je zagotovljeno nemoteno povečevanje depresije v območju dna luknje, ki ga spremlja odstranitev tekočine za hidravlično lomljenje, utrjevanje propanta v prelomu s kamnitim pritiskom in aktivacija razvojnega objekta. Kot izhaja iz navedenega, se v celotnem procesu hidravličnega lomljenja vodna faza ne vnaša v rezervoar pridnene cone od zunaj, kar spodbuja gibanje in pridobivanje oljne faze.

Druga metoda je hidravlično lomljenje z uporabo domače tehnologije. Takoj po hidravličnem lomljenju se vrtina zastrupi s slanico, čemur sledi razpad pakerja in cevnega dvigala. Nato se črpalna oprema spusti in začne se delovanje vrtine. Tako v skladu z domačo tehnologijo celoten proces od začetka hidravličnega lomljenja do poznejšega zagona vrtine skoraj nenehno spremlja prisotnost vodne faze v območju dna luknje in lomljenje.

Dobro je znan negativni vpliv na produktivnost procesa uničenja vrtine, stopnja tega učinka pa je sorazmerna s časom, ko je tekočina izpostavljena formacijskemu območju. Na obravnavanem polju se za zatiranje vrtin uporablja raztopina slanice in, odvisno od rezervoarskega tlaka v območju vrtine, gostota običajno niha okoli 1,18 t / m 3 (slanost - 300 g / l).

V terenski praksi raztopina ni pravilno filtrirana, zato se v vrtino vbrizga veliko tujih snovi peščeno-glinene sestave. Njihova vsebnost je tako velika, da je pogosto razlog za okvaro črpalne opreme. Zato si je enostavno predstavljati stopnjo zamašitve prepustnih plasti v intervalu perforacije, hidravlični lom in neizogibno zmanjšanje produktivnosti vrtin zaradi tega.

Praviloma se močno dvigne. Metoda omogoča "oživljanje" nedelujočih vrtin, kjer proizvodnja nafte ali plina po tradicionalnih metodah ni več možna ali nedonosna. Poleg tega se metoda trenutno uporablja za razvoj novih rezervoarjev nafte, iz katerih je črpanje nafte s tradicionalnimi metodami nedonosno zaradi nizkih stopenj proizvodnje. Uporablja se tudi za pridobivanje plina iz skrilavca in stisnjenega peščenjaka.

Običajno so naftna servisna podjetja (Halliburton, Schlumberger, BJ Services itd.) specializirana za hidravlično lomljenje in druge metode intenziviranja proizvodnje nafte.

Tehnologija

Tehnologija hidravličnega lomljenja za pridobivanje nafte vključuje vbrizgavanje tekočine za lomljenje (gela, v nekaterih primerih vode ali kisline med kislinskim lomljenjem) v vrtino z uporabo močnih črpalnih postaj pri tlakih, višjih od tlaka lomljenja naftonosne formacije. Za vzdrževanje loma v odprtem stanju se praviloma v terigenih rezervoarjih uporablja propant, v karbonatnih rezervoarjih pa kislina, ki razjeda stene nastalega preloma, lahko pa tudi propant v karbonatnih rezervoarjih.

Pri proizvodnji nekonvencionalnega plina hidravlično lomljenje omogoča ponovno povezavo por tesnih kamnin in omogoča sproščanje zemeljskega plina. Med hidravličnim lomljenjem se v vrtino črpa posebna mešanica. Običajno je 99% vode in peska ter le 1% kemičnih reagentov. Sestava kemikalij je odprta. Med njimi so na primer natrijev klorid (namizna sol), guar gumi, razkužila, sredstva za preprečevanje nastajanja usedlin - snovi, ki se uporabljajo pri proizvodnji sladkarij, šamponov, pudra za obraz, v farmacevtskih izdelkih.

Da bi preprečili uhajanje tekočine za lomljenje iz vrtine v tla ali podtalnico, velike storitvene družbe uporabljajo različne metode izolacije rezervoarjev, kot so strukture večstebrnih vrtin in uporaba težkih materialov v procesu cementiranja.

Zgodba

Prvo zdravljenje s hidravličnim lomljenjem na svetu pripisujejo podjetju Halliburton, ki ga je leta 1947 izvedel v Združenih državah. Takrat je bila industrijska voda uporabljena kot tekočina za lomljenje, rečni pesek pa kot propant. Kasneje je bilo hidravlično lomljenje izvedeno v ZSSR, razvijalci teoretične osnove so bili sovjetski znanstveniki Kristianovič S. A., Zheltov Yu. P. (1953), ki so prav tako pomembno vplivali na razvoj hidravličnega lomljenja v svetu. Hidravlično lomljenje se uporablja tudi za proizvodnjo metana iz premogovnika, stisnjenega plina iz peščenjaka in plina iz skrilavca. Prvič na svetu je bilo hidravlično lomljenje premogovega sloja izvedeno leta 1954 v Donbasu. Danes metodo hidravličnega lomljenja pogosto uporabljajo tako državna kot zasebna proizvodna podjetja kot metodo za spodbujanje proizvodnje nafte in plina.

Uporaba hidravličnega lomljenja v Rusiji

Zasebni naftni podjetji Yukos in Sibneft sta na svojih poljih uporabljali hidravlično lomljenje. Številni novinarji in strokovnjaki so nato trdili, da je ta način pridobivanja nafte barbarski in vodi v ropanje naftnih polj. Predsednik Rosnefta Sergej Bogdančikov je podal podobne kritike.

Hkrati je Rosneft široko uporabljal metodo hidravličnega lomljenja in od leta 2009 do 2010 je Rosneft ostal med največjimi strankami družbe Schlumberger za storitve naftnih polj, ki je specializirano za hidravlično lomljenje. V začetku novembra 2006 je na naftnem polju Priobskoye, ki ga upravlja RN-Yuganskneftegaz LLC (hčerinska družba državne družbe Rosneft, ki je pridobila nadzor nad glavnim premoženjem Yukosa, Yuganskneftegazom), ob sodelovanju strokovnjakov Newco Well Service, največje rusko hidravlično lomljenje nafte. V formacijo so vbrizgali 864 ton propanta (propanta). Operacija je trajala sedem ur in je bila v živo preko interneta predvajana v pisarni Yuganskneftegaza. Trenutno Rosneft izvaja več kot 2 tisoč operacij hidravličnega lomljenja na leto, velika večina novih vrtin se začne s hidravličnim lomljenjem.

Kritika

Tudi v dokumentarnem filmu Truthland junakinja iz Pennsylvanije govori o svojem potovanju skozi plinska polja s tehnologijo hidravličnega lomljenja. Ženska komunicira z okoljevarstveniki, uradniki, lokalnimi prebivalci in pride do zaključka, da izjave v filmu "Gasland" ne ustrezajo resničnosti.

Poglej tudi

Opombe (uredi)

Povezave

• Stimulacija proizvodnje olja. Tehnične in ekonomske značilnosti metod / Sergej Veselkov // Promyshlennye vedomosti (Pridobljeno 6. maja 2009)
• Kemična sestava mešanice tekočin, ki se uporablja za hidravlično lomljenje

Fundacija Wikimedia. 2010.

Poglejte, kaj je "hidravlično lomljenje" v drugih slovarjih:

- (a. lomljenje hidravličnega šiva, hidravlični udarni prelom; n. Hydrafrac; f. fracture hydraulique de la couche; in. fracturacion hidraulica de las capas) nastanek razpok v masivih plina, nafte, vode nasičenih itd. tudi pi ... ... Geološka enciklopedija

hidravlično lomljenje- Lomljenje kamnin z vbrizgavanjem tekočine pod visokim tlakom Teme naftna in plinska industrija EN razpad lomljenjehidravlično lomljenje formacija lomljenje hidravlično ...

Metoda ustvarjanja razpok v kamninah ob vrtini zaradi pritiska na dnu vrtine kot posledica vbrizgavanja viskozne tekočine v kamnine. Uporabljajo se za povečanje produktivnosti vrtin (nafta, plin itd.), Izboljšanje ... ... Veliki enciklopedični slovar

hidravlično lomljenje (formacija)- - Teme naftna in plinska industrija EN frac job ... Priročnik za tehnični prevajalec

hidravlično lomljenje- 3.3 hidravlično lomljenje; Hidravlično lomljenje: Metoda za intenziviranje delovanja vrtin in povečanje izkoristka nafte zaradi razvoja naravnih ali ustvarjanja umetnih razpok v produktivnem delu rezervoarja, ki jih prebije vrtina, z ustvarjanjem na dnu ... ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

Metoda ustvarjanja razpok v kamninah ob vrtini zaradi pritiska na dnu vrtine kot posledica vbrizgavanja viskozne tekočine v kamnine. Uporabljajo se za povečanje produktivnosti vrtin (nafta, plin itd.), Izboljšanje ... ... enciklopedični slovar

Nastajanje razpok v kamninah ob vrtini zaradi pritiska na dnu vrtine kot posledica vbrizgavanja viskozne tekočine v kamnine. G. r. uporablja se za povečanje produktivnosti nafte, plina in vbrizgavanja ... ... Velika sovjetska enciklopedija

HIDRAVLIČNO lomljenje- v naftni hidrogeologiji metoda povečanja pretoka naftnih vrtin in injektivnosti vbrizgalnih vrtin z umetno stratifikacijo kamnin produktivne formacije z nastankom razpok v območju dna, ki sega več deset metrov od vrtine. G … Slovar hidrogeologije in inženirske geologije

Metoda za povečanje filtracije sposobnost kamnin s tvorbo razpok v kamninah, ki mejijo na vrtino, z ustvarjanjem pritiska na dnu luknje s črpanjem viskozne tekočine v kamnine (mineralna olja, visoko viskozno olje, emulzija in ... Veliki enciklopedični politehnični slovar

hidravlično lomljenje z uporabo zgoščene vode kot tekočine za lomljenje- - Teme naftna in plinska industrija EN obdelava vodnega razpoka ... Priročnik za tehnični prevajalec

knjige

• Hidrodinamične raziskovalne metode za vertikalne vrtine s hidravličnim lomljenjem, M. Kh. Khairullin, RS Khisamov, MN Shamsiev, E. R. Badertdinova. Ena izmed najučinkovitejših metod za povečanje produktivnosti vrtine je hidravlično lomljenje (hidravlično lomljenje). Lomljenje temelji na načrtovanju in nadzoru procesa ...