ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА Российский патент 2008 года по МПК C09K8/68 

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к технологическим составам, используемым для повышения проницаемости продуктивных пластов посредством осуществления гидроразрыва пласта (ГРП), и может быть использовано на нефтегазодобывающих предприятиях.

Известна жидкость для гидравлического разрыва пласта (ГРП), содержащая компоненты, мас.%: сульфит-спиртовая дрожжевая барда 31,72-39,76; хлорид калия 3,37-6,92; полиакриламид 0,05-0,12; поверхностно-активное вещество марки МЛ 0,3-0,15 и пластовая вода остальное (патент РФ№1710710).

Недостаток данного состава - низкая пескоудерживающая способность. При высоких реологических свойствах данная жидкость удерживает 10% песка. Данная жидкость не обладает деструктирующей способностью и полностью не удаляется из продуктивного пласта, что приводит к снижению проницаемости продуктивного пласта после проведения ГРП.

Наиболее близким к заявляемому составу жидкости является жидкость для ГРП (патент РФ №2138633). Жидкость состоит из лигносульфоната технического модифицированного гексаметилентетрамином и карбамидом, хлорида калия, в качестве добавки содержит соль трехвалентного металла - сульфата алюминия - и пластовую воду.

Однако указанная жидкость имеет следующие недостатки: жидкость снижает проницаемость призабойной зоны пласта после проведения ГРП, так как лигносульфонаты технические проникают в поровое пространство пород-коллекторов, а коэффициент восстановления проницаемости достигает 37,5%, пескоудерживающая способность не определялась, хотя данные замеров статического напряжения сдвига (СНС) свидетельствуют о низкой пескоудерживающей способности. Кроме этого, многокомпонентность данной жидкости затрудняет ее приготовление и ограничивает ее применение при проведении ГРП.

Задача, состоящая при создании изобретения, - увеличение продуктивности скважин после гидравлического разрыва пласта.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, - создание раствора на водной основе для гидравлического разрыва пласта с низкой фильтрацией и высокой пескоудерживающей способностью, сохраняющего фильтрационные характеристики призабойной зоны пласта, малокомпонентного, из доступных химических реагентов.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что жидкость для гидравлического разрыва пласта, включающая хлорид калия, сульфат алюминия и воду, в отличие от прототипа дополнительно содержит сульфацелл (марка 800), поверхностно-активное вещество - дисолван, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорид калия6,00-7,00сульфацелл (марка 800)1,30-2,00сульфат алюминия0,15-0,80дисолван0,03-0,05вода92,52-90,15

Заявляемая жидкость для гидравлического разрыва пласта отличается от прототипа тем, что содержит сульфацелл, который выполняет функции гелеобразующей основы, и поверхностно-активное вещество - дисолван, который выполняет роль гидрофобизатора и препятствует проникновению водной фазы жидкости для гидравлического разрыва пласта в породы-коллекторы. Сшивающим агентом служит сульфат алюминия. При растворении в воде сульфата алюминия он распадается на ионы и производят сшивку сульфацелла. В результате происходит образование прочного геля.

Для приготовления заявляемой жидкости для гидравлического разрыва пласта использованы следующие компоненты.

Хлорид калия (KCl) х.ч. по ГОСТ 4239-77, кристаллический порошок белого цвета (можно использовать технический хлорид калия - отход производства калийных удобрений).

Сульфацелл по ТУ 2231-013-32957-01, порошок белого цвета применяется для стабилизации и снижения показателя фильтрации и как гелеобразователь. Выпускается ЗАО «Полицелл» г.Владимир.

Сульфат алюминия по ГОСТ 12966-86, порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде. Производитель ОАО «Алюминий Казахстана» Казахстан.

Дисолван 4490 - поверхностно-активное вещество. Представляет собой светлую жидкость плотностью от 950 до 970 кг/м³. Производитель - фирма «Акорган» Германия.

Технология приготовления жидкости для гидравлического разрыва пласта в лабораторных условиях сводится к следующему: в воду вводится расчетное количество хлорида калия, перемешивается до полного растворения и затем вводится сульфацелл, расчетное количество сульфата алюминия и дисолван. Далее жидкость перемешивается на миксере 30 минут со скоростью 500-1000 об/мин и оставляется в покое на 2-3 ч с целью образования геля.

Параметры геля определялись на стандартных приборах, статическое напряжение сдвига - прибор СНС-2, пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига - ротационный вискозиметр ФАНН-35А.

Пескоудерживающая способность определялась при введении в 100 мл жидкости 100 г проппанта. При перемешивании проппант равномерно распределился в жидкости, а седиментационная устойчивость определялась в мерном цилиндре (табл.1). Высокая пескоудерживающая способность жидкости обеспечивает успешность проведения ГРП, так как не происходит преждевеременного выпадения проппанта до проведения процесса ГРП. Коэффициент восстановления проницаемости после проникновения жидкости ГРП в образец горной породы с проницаемостью 31,8·10^-3 составил 73,1% (табл.2).

Благодаря улучшению технологических параметров повышается эффективность заявляемой жидкости при проведении ГРП и обеспечивается сохранение фильтрационных характеристик призабойной зоны пласта, что обеспечивает увеличение текущей добычи эксплуатационных скважин.

Таблица 1Состав и свойства жидкостей для гидравлического разрыва пласта Показатели геляСостав, мас.%Пластическая вязкость, μ, мПа·сСтатическое напряжение сдвига Θ, 1/10, дПаФильтрация, см³/30 минПескоудерживающая способность, чУсловная вязкость, сЖидкость гидроразрыва пласта заявляемая34,077,0/86,04,012,025,0Хлорид калия6,00-7,00Сульфацелл (марка 800)1,30-2,00Сульфат алюминия0,15-0,80Дисолван0,03-0,05Вода92,52-90,15Жидкость гидроразрыва пласта (прототип)     Лигносульфонаты технические модифицированные гексаметилентетрамином икарбамидом40,98-43,31-5,1/5,70,5-21,0Хлорид калия3,70-4,32     Сульфат алюминия0,52-1,03     Пластовая вода54,80-48,66     

Таблица 2Оценка влияния проникновения жидкостей для гидравлического разрыва пласта на фильтрационные характеристики породМесторождение, скважинаЖидкостиПроницаемость, К, 1·10^-3 мкм²Пористость, %Остаточная водонасыщенность, %Проницаемость по керосину,
К, 1 · 10^-3 мкм²Коэффициент восстановления проницаемости, %до опытапосле опытаЯмбургское, скв. 413заявляемая73,119,133,531,823,273,1Ямбургское, скв. 413прототип28,214,435,418,94,637,5

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к технологическим составам, используемым для повышения проницаемости продуктивных пластов посредством осуществления гидроразрыва пласта, и может быть использовано при добыче нефти и газа. Технический результат - снижение фильтрации, повышение пескоудерживающей способности, сохранение фильтрационных характеристик призабойной зоны пласта, доступность химических реагентов. Жидкость для гидравлического разрыва пласта содержит, мас.%: хлорид калия 6,00-7,00; сульфацелл марка 800 1,30-2,00; сульфат алюминия 0,15-0,80; дисолван 0,03-0,05; вода 92,52-90,15. 2 табл.

Жидкость для гидравлического разрыва пласта, включающая хлорид калия, сульфат алюминия и воду, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит сульфацелл марка 800, поверхностно-активное вещество - дисолван при следующем соотношении компонентов, мас.%:

хлорид калия6,00-7,00сульфацелл марка 8001,30-2,00сульфат алюминия0,15-0,80дисолван0,03-0,05вода92,52-90,15