ЖИДКОСТЬ-ПЕСКОНОСИТЕЛЬ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА Российский патент 1996 года по МПК E21B43/12 E21B43/26 

Изобретение относится ж области нефтедобычи, в частности к технологическим жидкостям для гидравлического разрыва пластов нефтяных и газовых скважин. Заявленная жидкость может быть использована также в качестве промывочной жидкости при бурении скважин, для глушения и консервации скважин, а также при проведении перфорационных работ в скважине.

Известна жидкость нефтеэмульсионного типа для гидравлического разрыва пласта (ГРП), являющаяся по своим свойствам также и жидкостью песконосителем, содержащая нефть, соль кремниевое кислоты и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Нефть 30 40
Соль кремниевой кислоты 5 6
Вода Остальное
(см. например, авт. свид. СССР 687226, кл. Е 21 В 45/26, 1979).

Однако, известная жидкость обладает очень низкой пескоудерживающей способностью при содержании в ней песка в количестве 50% т.е является в этом случае нестабильной в отношении удерживания ею песка во взвешенном состояний. Данные наших исследование показывают что при 50-процентном содержании в жидкости песка фракция 1 мм стабильность ее через 0,5 часа составляет 414 кг/м³, т.е. песок весь, практически сразу, оседает на дно стеклянного цилиндра одновременным отделением воды, т.е происходит также я разрушение эмульсии. Известная жидкость имеет неограниченную фильтратоотдачу. При использовании такой жидкости возможно образование песчаных пробок как в трубах, так и в призабойной зоне сквашены.

Наиболее близкой к заявляемой жидкости по совокупности сходных признаков является жидкость для ГРП нефтеэмульсионного типа по своим свойствам также являющаяся жидкостью-песконосителем, содержащая нефтепродукт, СНПХ--6016 смесь алкилоламидов, олеиновой кислоты и кубового остатка производства бутиловых спиртов), минерализованную воду, при следующем соотношении ингредиентов, мае.

Нефтепродукт 32,0 58,5
СНПХ-6016 0,5 3,0
Минерализованная вода 41,0 65,0
(см. например, авт. свид. СССР 1559126, кл. В 21 В 43/26, 1990).

Однако, эта известная жидкость обладает также недостаточной пескоудерживающей способностью, поскольку является также не стабильной в отношении ее свойства удерживать песок во взвешенном состоянии стабильность ее при 30% содержании песка фракции 1 мм через 2 часа составляет 230 кг/м³), т.е. практически весь песок из нее оседает на дно стеклянного цилиндра.

Настоящее изобретение решает техническую задачу повышения пескоудерживающей способности жидкости при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи.

Указанная техническая задача достигается тем, что известная жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, включающая нефть, пластовую воду и добавку, в качестве добавки содержит соапсток-отход масложирового производства, при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Нефть 20,03 21,5
Соапсток отход масложирового производства 0,6 1,33
Пластовая вода общей минерализации не менее 262 г/л Остальное.

Ни из патентной, ни из научно-технической литературы нам не известны жидкости песконосители для гидравлического разрыва пласта, включающие указанные ингредиенты в заявляемом количественном соотношении и возволяющие решить поставленную техническую задачу изобретения, что дает основание сделать вывод о том, что заявляемый состав обладает критериями изобретения "новизна" и "изобретательский уровень".

Достижение указанного выше технического результата стало возможным, до-видимому, благодаря совместному взаимодействию входящих в состав заявляемой жидкости-песконосителя ингредиентов. Ври введении в нефть соапстока происходит его эмульгирование в нефти. Доследующее введение пластовой воды в эмульгированную смесь, по-видимому, приводит к образованию органе-минеральных продуктов, которые сообщают высокую стабильность заявляемой жидкости в отношении свойств, удерживающих песок во взвешенном состоянии, а тем самым сообщают ей и высокую удерживающую способность.

Заявляемая жидкость отвечает критерию изобретения "промышленная применимость". Технология ее приготовления в промысловых условиях заключается в следующем. В емкость Цементировочного агрегата наливают нефть и вводят в нее расчетное количество соапстока, перемешивая смесь до ее однородного состояния Одновременно в процессе перемешивания этой смеси в нее приливают тонкой струей расчетное количество пластовой воды. Перемешивание продолжают до получения вязкого состава. Для лучшего диспергирования смеси возможно использование штуцерной камеры или эжекторно-шарового диспергатора.

Приготовленную жидкость подают через скважину для воздействия да призабойную зону пласта.

Достижение указанного выше технического результата подтверждается результатами проведенных лабораторных испытаний заявляемой жидкости. Для проведения лабораторных испытаний были использованы следующие вещества:
нефть плотность 900 кг/m³ с вязкостью 25,9 ст;
соапсток отход масложирового производства по ТУ 10-04-02-80-92, с содержанием жира 80% густая жидкость серого цвета
пластовая вода плотностью 1180 кг/м³, с общей минерализацией не менее 262 г/л, жесткостью 1200 мг-экв/л.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером.

Пример.

Для приготовления 387,82 г заявляемой жидкости в 78 г нефти вводили 3 г соапстока, перемешивая их до однородного состояния смеси. Затем в полученную эмульгированную смесь при интенсивном ее перемешивании приливали тонкой струей З06,82 г пластовой воды и продолжали перемешивание, смеси еще в течение 0,5 часа до ее однородного вязкого состояния. В результате получали заявляемую жидкость-песконоситель со следующим содержанием ингредиентов, мас. нефть 20,03; соапсток 0,6; пластовая вода остальное, с условной вязкостью УВ₁₀₀ 2300 с, фильтратоотдачей 2,5 см³, статическим напряжением сдвига через 1 и 10 мин соответственно 14,5 и 14,9.

Аналогичным образом готовили другие составы заявляемой жидкости с различным соотношением ингредиентов.

В ходе лабораторных испытаний у заявляемой жидкости измеряли следующие показатели свойств: условную вязкость, статическое напряжение сдвига и фильтратоотдачу. Определяли стабильность жидкости в отношении удерживания ею песка во взвешенном состоянии, по которой судили о ее пескоудерживающей способности.

Условную вязкость определяли на приборе ВБР-1.

Статическое напряжение сдвига (СНС) измеряли на приборе СНС-2.

Фильтратоотдачу определяли на вакуумной установке при перепаде давления Р 0,1 МПа за 30 мин.

Стабильность заявляемой жидкости-песконосителя для установления по ней пескоудерживающей способности, определяли следующим образом. В приготовленную жидкость-песконоситель вводили песок фракции 1,0 мм в количестве 50% от объема жидкости. Заявляемую жидкость с песком перемешивали, заливали в стеклянный градуированный цилиндр и оставляли на 0,5 часа. Затем верхний слой жидкости (верхнюю половину объема цилиндра) перемешивали стеклянной палочной и выливали в пикнометр для взвешивания и определяли плотность этого слоя жидкости Нижний слой жидкости (нижнюю половину объема цилиндра) также перемешивали стеклянной палочной и выливали в пикнометр для взвешивания и определяли плотность этого слоя жидкости. Do разности плотностей верхнего и нижнего слоев жидкости судили о стабильности заявляемой жидкости-песконосителя, а следовательно, о ее пескоудерживающей способности.

Таким же образом устанавливали стабильность заявляемой жидкости-песконосителя через 2 часа и через 24 часа выдергивания ее в стеклянном градуированном цилиндре.

Данные о составе и свойствах заявляемой жидкости-песконосителя для гидравлического размыва пласта приведены в таблице.

Данные лабораторных исследований, приведенные в таблице, показывают, что заявляемая жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта со следующим содержанием ингредиентов, мас.

Нефть 20,03 21,60
Соапсток отход масложирового производства 0,60 1,33
Пластовая вода общей минерализацией не менее 262 г/л Остальное,
обладает высокой пенскоудерживающей способностью (стабильность жидкости с содержанием песка 50% через 24 часа равна О кг/м³) при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи.

Преимущества заявляемой жидкости-песконосителя по сравнению с известной состоят в следующем:
Заявляемая жидкость-песконоситель для гидроразрыва пласта имеет высокую пескоудерживающую способность, так как значение показателя стабильности жидкости по удерживанию песка во взвешенном состоянии равно нулю при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи, что позволит при использование заявляемой жидкости равномерно закреплять трещину при гидроразрыве при всей ее длине, ширине и высоте. В то время, как известная по прототипу жидкость-песконоситель имеет низкую пескоудерживающую способность, значение показателя стабильности которой уже через 2 часа составляет 230 кг/м³, т.е. практически весь песок из нее оседает на дно.

Общественно-полезные преимущества заявляемой жидкости-песконосителя, производные от технических состоят в том, что при использовании ее повышается эффективность гидроразрыва пласта, обеспечивается почти полное сохранение первоначальной проницаемости пласта после гидроразрыва, исключаются при этом дополнительные затраты материальных средств и времени на дополнительные работы, связанные с обработкой призабойной зоны скважины и обеспечивается, тем самым, увеличение текущего нефтеизвлечения не менее, чем на 15%
Кроме того, заявляемая жидкость-пенсконоситель обладает высокими ингибирующими свойствами по отношению к глинистым коллекторам, так как содержит в своем составе до 80% пластовой воды.

Заявляемая жидкость-песконоситель морозоустойчива до -ЗО^oС, что позволит производить работы по ГРП в зимнее время, а также стабильна в течение продолжительного времени.

При использовании заявляемой жидкости-песконосителя для ГРП может быть получен экономический эффект за счет повышения приемистости нагнетательных и повышения продуктивности эксплуатационных скважин.

Имеется необходимая документация по исследованию данной жидкости-песконосителя в лабораторных условиях и по его промышленному применению. ТТТ1 ТТТ2

Повышение пескоудерживающей способности при одновременном сохранении низкой фильтрации достигается за счет содержания в жидкости-песконосителе для гидравлического разрыва пласта нефти /20,03-21,6 мас.%/, соапстока-отход масложирового производства /0,6-1,33 маc.%/ и пластовой воды общей минерализаций не менее 262 г/л /ост./. 1 табл.

Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, содержащая нефть, пластовую воду и добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки она содержит соапсток отход масложирового производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Нефть 20,03 21,60
Соапсток отход масложирового производства 0,60 1,33
Пластовая вода общей минерализации не менее 262 г/л Остальное