RU2827721C1 - Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid - Google Patents
Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2827721C1 RU2827721C1 RU2023131328A RU2023131328A RU2827721C1 RU 2827721 C1 RU2827721 C1 RU 2827721C1 RU 2023131328 A RU2023131328 A RU 2023131328A RU 2023131328 A RU2023131328 A RU 2023131328A RU 2827721 C1 RU2827721 C1 RU 2827721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic fracturing
- gelling agent
- fluid
- amount
- polymer
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002352 surface water Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 28
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой отрасли, в частности к добыче с использованием технологии гидроразрыва пласта (ГРП) продуктивных нефтяных пластов. Более конкретно, изобретение относится к технологическим составам, используемым для повышения проницаемости продуктивных пластов посредством осуществления гидроразрыва пласта (ГРП), и может быть использовано для приготовления жидкости для гидроразрыва пласта из альтернативных (не природного происхождения) синтетических гелеобразователей и с использованием источников поверхностной воды с таких, например, как реки, ручьи, водохранилища, озера, пруды и с других. В частности, изобретение относится к способу приготовления жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды, а также к способу обработки пласта с использованием жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды, включающему добавлении в вышеуказанную жидкость проппанта и проведении гидроразрыва пласта, образуя тем самым устойчивую суспензию, препятствующую оседанию гранул проппантов в водном растворе. Предложены жидкость для гидроразрыва пласта, способ приготовления жидкости для гидроразрыва пласта, способ обработки пласта с её использованием при добыче углеводородов.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to production using hydraulic fracturing (HF) technology of productive oil formations. More specifically, the invention relates to technological compositions used to increase the permeability of productive formations by implementing hydraulic fracturing (HF), and can be used to prepare fluid for hydraulic fracturing of a formation from alternative (non-natural) synthetic gelling agents and using sources of surface water such as, for example, rivers, streams, reservoirs, lakes, ponds and others. In particular, the invention relates to a method for preparing a fluid for hydraulic fracturing a formation based on a synthetic gelling agent and surface water, as well as to a method for treating a formation using a fluid for hydraulic fracturing a formation based on a synthetic gelling agent and surface water, including adding proppant to the above-mentioned fluid and performing hydraulic fracturing of the formation, thereby forming a stable suspension that prevents the settling of proppants granules in an aqueous solution. A fluid for hydraulic fracturing a formation, a method for preparing a fluid for hydraulic fracturing a formation, and a method for treating a formation using it in hydrocarbon production are proposed.
Уровень техникиState of the art
Известно техническое решение и способ стабилизации водного раствора полиакриламида (см. патент на изобретение №2466160 по кл. C08L 33/26 (2006.01) Е21В 43/22 (2006.01), заявл. 10.05.2011 г., опубл. 10.11.2012 «Способ стабилизации водного раствора полиакриламида").A technical solution and method for stabilizing an aqueous solution of polyacrylamide are known (see patent for invention No. 2466160 under class C08L 33/26 (2006.01) E21B 43/22 (2006.01), filed 10.05.2011, published 10.11.2012 “Method for stabilizing an aqueous solution of polyacrylamide”).
Однако в известном способе приготовление жидкости для гидроразрыва пласта заключается в приготовлении раствора и сохранении реологических свойств водных растворов полиакриламида в течение длительного времени, а также в повышении эффективности использования получаемого раствора за счет стабилизации его динамической вязкости. Технический результат способа стабилизации водного раствора полиакриламида получают посредством приготовления раствора полиакриламида в воде с концентрацией от 0,15 до 0,30 мас.% путем диспергирования с угловой скоростью от 14000 об/мин до 17000 об/мин.However, in the known method, the preparation of fluid for hydraulic fracturing consists of preparing a solution and maintaining the rheological properties of aqueous solutions of polyacrylamide for a long time, as well as increasing the efficiency of using the resulting solution by stabilizing its dynamic viscosity. The technical result of the method for stabilizing an aqueous solution of polyacrylamide is obtained by preparing a solution of polyacrylamide in water with a concentration of 0.15 to 0.30 wt.% by dispersion at an angular velocity of 14,000 rpm to 17,000 rpm.
Основными недостатками указанного выше изобретения является то, что дистиллированная вода, используемая для приготовления раствора, не имеет минерального состава, следовательно, не оказывает влияния на реологические свойства водного раствора, и, как следствие, время стабильности раствора в реальных условиях сложно спрогнозировать, а указанные массовые концентрации водного раствора будут слабо выражены или вовсе не иметь песконесущую способность вследствие низкой концентрации полимера.The main disadvantages of the above invention are that the distilled water used to prepare the solution does not have a mineral composition, therefore, it does not affect the rheological properties of the aqueous solution, and, as a result, the stability time of the solution under real conditions is difficult to predict, and the indicated mass concentrations of the aqueous solution will be weakly expressed or will not have sand-bearing capacity at all due to the low concentration of the polymer.
Известна жидкость для гидроразрыва пласта и способ её приготовления (CN 108559477, опубл. 21.09.2018, МПК: C09K 8/60, C09K 8/66, C09K 8/68), в которой применяются синтетический гелеборазователь, диспергатор, хелатирующий агент, стабилизатор глин, структурный стабилизатор, деструктор, вода повышенной солености, которые обеспечивают низкую вязкость жидкости для легкого удаления её из пласта. Общими признаками известных и заявляемых жидкостей для ГРП и способа её приготовления являются использование синтетического гелеобразователя и деструктора. Однако в рассматриваемом техническом решении используемые компоненты применяются в качестве стабилизаторов и нейтрализаторов солей, которые могут повлиять на качество приготавливаемой жидкости ГРП, что существенно повышает стоимость работ.A hydraulic fracturing fluid and a method for its preparation are known (CN 108559477, published 21.09.2018, IPC: C09K 8/60, C09K 8/66, C09K 8/68), which use a synthetic gelling agent, a dispersant, a chelating agent, a clay stabilizer, a structural stabilizer, a destructor, and high-salinity water, which provide low viscosity of the fluid for easy removal from the formation. Common features of the known and claimed hydraulic fracturing fluids and the method for its preparation are the use of a synthetic gelling agent and a destructor. However, in the technical solution under consideration, the components used are used as stabilizers and neutralizers of salts, which can affect the quality of the prepared hydraulic fracturing fluid, which significantly increases the cost of the work.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу получения жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и выбранным в качестве наиболее близкого аналога (прототипом), является техническое решение и способ приготовления жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и на высокоминерализованной воде (См. патент на изобретение №2760115 по кл. С09К 8/62 (2021.08) Е21В 43/26 (2021.08), заявл. 06.11.2020 г., опубл. 22.11.2021 «Жидкость для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и на высокоминерализованной воде, способ её приготовления и способ обработки пласта с её использованием»).The closest in technical essence and achieved effect to the claimed method for producing a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and selected as the closest analogue (prototype) is the technical solution and method for preparing a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and highly mineralized water (See patent for invention No. 2760115 under class C09K 8/62 (2021.08) E21B 43/26 (2021.08), declared 06.11.2020, published 22.11.2021 "Fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and highly mineralized water, a method for its preparation and a method for treating a formation using it").
Однако в известном способе приготовление жидкости для гидроразрыва пласта заключается в использовании высокоминерализованной пластовой (сеноманской) и подтоварной воды. However, in the known method of preparing fluid for hydraulic fracturing, highly mineralized formation (Cenomanian) and bottom water are used.
Основным недостатком указанного выше изобретения является то, что пластовая вода (сеноманская) имеет нестабильный минеральный состав, зависящий от месторождения и глубины залегания, что сильно осложняет подбор рецептур и с большой вероятностью для нормального её использования потребуется ввод дополнительных стабилизирующих добавок. Подтоварная вода, являясь водой, загрязнённой нефтепродуктами и накапливаемой при хранении обводненных нефтепродуктов в резервуарах или подкачиваемых в скважины для поддержания пластового давления искусственно имеет еще более нестабильный минеральный состав и, как правило, имеющий в своем составе растворённый оксид железа (III). С этим типом вод необходимо иметь целую линейку стабилизирующих добавок купирующих вредное влияние минерального состава воды.The main disadvantage of the above invention is that formation water (Cenomanian) has an unstable mineral composition, depending on the deposit and depth of occurrence, which greatly complicates the selection of recipes and, with a high probability, for its normal use, it will be necessary to introduce additional stabilizing additives. Bottom water, being water contaminated with oil products and accumulated during the storage of watered oil products in tanks or pumped into wells artificially to maintain reservoir pressure, has an even more unstable mineral composition and, as a rule, has dissolved iron oxide (III) in its composition. With this type of water, it is necessary to have a whole line of stabilizing additives that stop the harmful effect of the mineral composition of the water.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей предлагаемого изобретения является создание жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды, способа приготовления жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды и способа обработки пласта с её использованием, обеспечивающего необходимую для работ по технологии гидроразрыва пласта (ГРП) песконесущую способность рабочей жидкости.The objective of the proposed invention is to create a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and surface water, a method for preparing a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and surface water, and a method for treating a formation using it, ensuring the sand-bearing capacity of the working fluid necessary for work using hydraulic fracturing technology.
Поставленная задача достигается путем приготовления жидкости с использованием альтернативных (не природного происхождения) синтетических гелеобразователей с использованием источников поверхностной воды (реки, ручьи, водохранилища, озера, пруды и других), а в качестве полимера используют анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка.The set task is achieved by preparing a liquid using alternative (not natural origin) synthetic gelling agents using surface water sources (rivers, streams, reservoirs, lakes, ponds and others), and the anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate) in the form of a hydrated powder is used as a polymer.
Также поставленная задача решается путем использования жидкости, полученной вышеуказанным способом и посредством применения рассмотренной жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды, с последующим добавлением в вышеуказанную жидкость для гидроразрыва пласта проппанта, и проведение гидроразрыва пласта, тем самым образуется устойчивая суспензия, препятствующая оседанию гранул проппантов в водном растворе.The stated task is also solved by using a liquid obtained by the above-mentioned method and by using the considered fluid for hydraulic fracturing of a formation based on a synthetic gelling agent and surface water, with subsequent addition of proppant to the above-mentioned fluid for hydraulic fracturing of a formation, and carrying out hydraulic fracturing of the formation, thereby forming a stable suspension that prevents the settling of proppant granules in an aqueous solution.
Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является способ подачи порошкообразного полимера синтетического гелеобразователя в поток поверхностной воды в гидратационных установках, за счет чего нет необходимости отдельно использовать ёмкости для приготовления и гидратации полимера, сокращается время операций; осуществляется отказ от химических стабилизирующих реагентов, используемых для стабилизации минерального состава воды при работах ГРП, что снижает влияние на окружающую среду; равномерный набор вязкости при закачке жидкостно-песчаной смеси (более низкой на устье скважины, чем в зоне перфорации), вследствие чего обеспечивается равномерное распределение жидкости по всей длине трещины, создаваемой в ходе ГРП, обеспечивая более глубокое проникновение частиц проппанта в трещине за счет лучшей текучести; получение оптимальных реологических свойств вне зависимости от источника поверхностной воды и её химического состава.The technical result that allows solving this problem is a method for feeding a powdered polymer of a synthetic gelling agent into a surface water flow in hydration units, due to which there is no need to separately use tanks for preparing and hydrating the polymer, the time of operations is reduced; chemical stabilizing reagents used to stabilize the mineral composition of water during hydraulic fracturing operations are abandoned, which reduces the impact on the environment; uniform viscosity gain during injection of a liquid-sand mixture (lower at the wellhead than in the perforation zone), as a result of which uniform distribution of liquid is ensured along the entire length of the crack created during hydraulic fracturing, ensuring deeper penetration of proppant particles into the crack due to better fluidity; obtaining optimal rheological properties regardless of the source of surface water and its chemical composition.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет способа гидроразрыва пласта с использованием жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя - анионного водорастворимого полимера полиакриламида и воды, содержащей деэмульгатор, деструктор полимера и проппант, при этом:The above technical result is achieved by a method of hydraulic fracturing a formation using a fluid for hydraulic fracturing a formation based on a synthetic gelling agent - an anionic water-soluble polymer polyacrylamide and water containing a demulsifier, a polymer destructor and a proppant, wherein:
жидкость для гидроразрыва содержит полиакриламид гидролизованный 2-этилгексилакрилатом - Полипроп-2-енамид гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом, воду поверхностную,fracturing fluid contains polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate - Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl prop-2-enoate, surface water,
приготовление жидкости для гидроразрыва пласта производят в гидратационной установке - блендере, сначала в чан блендера дозируют указанную воду в количестве от 88,0 до 95,0 мас.%, включают мешалку с оборотами от 1000 до 1700 об/мин и при постоянном перемешивании вводят деэмульгатор в количестве 1,0 мас.%, затем при помощи шнекового дозатора высыпают в чан блендера указанный гелеобразователь в количестве примерно от 3,0 до 10 мас.%, перемешивают до полной гидратации указанного гелеобразователя,the preparation of the fluid for hydraulic fracturing is carried out in a hydration unit - a blender, first the said water is dosed into the blender vat in an amount of 88.0 to 95.0 wt.%, the mixer is turned on with revolutions from 1000 to 1700 rpm and with constant stirring the demulsifier is introduced in an amount of 1.0 wt.%, then using a screw dispenser the said gelling agent is poured into the blender vat in an amount of approximately 3.0 to 10 wt.%, stirred until the said gelling agent is completely hydrated,
в полученную полимерную жидкость - водный полимерный раствор выгружают проппант в количестве 700 кг на 1 м3 полимерной жидкости, следом через тот же шнековый дозатор добавляют деструктор полимера в количестве 1,0 мас.%, полученную массу перемешивают до получения однородной суспензии,proppant is unloaded into the resulting polymer liquid - an aqueous polymer solution in the amount of 700 kg per 1 m3 of polymer liquid, then a polymer destructor is added through the same screw dispenser in the amount of 1.0 wt.%, the resulting mass is mixed until a homogeneous suspension is obtained,
далее жидкость для гидроразрыва из блендера попадает в продуктивный пласт, осуществляя гидроразрыв пласта.Then the fracturing fluid from the blender enters the productive formation, performing hydraulic fracturing of the formation.
Согласно заявленному способу в качестве источника поверхностной воды могут использовать реки, ручьи, водохранилища, озера, пруды.According to the stated method, rivers, streams, reservoirs, lakes, and ponds can be used as a source of surface water.
Согласно заявленному способу загруженные компоненты жидкости для гидроразрыва пласта в блендере находятся в постоянном движении для обеспечения гидратации гелеобразователя.According to the claimed method, the loaded components of the hydraulic fracturing fluid in the blender are in constant motion to ensure hydration of the gelling agent.
Согласно заявленному способу жидкость для гидроразрыва попадает в продуктовый пласт из чана блендера через линию низкого давления, затем после насосов в линию высокого давления, из которой по лифту насосно-компрессорных труб жидкость через перфорационные отверстия или для многостадийного гидравлического разрыва пласта через фрак-порт попадает в продуктовый пласт.According to the claimed method, the hydraulic fracturing fluid enters the production formation from the blender vat through a low-pressure line, then after the pumps into a high-pressure line, from which the fluid enters the production formation through perforation holes or, for multi-stage hydraulic fracturing of the formation, through a frac port via a pump-compressor pipe lift.
Согласно заявленному способу синтетический гелеобразователь могут брать в количестве 4,0 мас.%.According to the claimed method, the synthetic gelling agent can be taken in an amount of 4.0 wt.%.
Согласно заявленному способу синтетический гелеобразователь могут брать в количестве 6,0 мас.%.According to the claimed method, the synthetic gelling agent can be taken in an amount of 6.0 wt.%.
Согласно заявленному способу могут применять дополнительные полимерные эффективные добавки, если это необходимо.According to the stated method, additional effective polymer additives can be used, if necessary.
Также вышеуказанный технический результат достигается за счет жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды, включающей синтетический гелеобразователь, деэмульгатор, деструктор и проппант, причем порошкообразным полимером синтетического гелеобразователя является анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка, при этом она приготовлена любым из вышеуказанных способов.The above-mentioned technical result is also achieved by means of a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and surface water, including a synthetic gelling agent, a demulsifier, a destructor and a proppant, wherein the powdered polymer of the synthetic gelling agent is an anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate) in the form of a hydrated powder, and it is prepared by any of the above-mentioned methods.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На Фигуре 1 представлен реологический профиль для жидкости ГРП при скорости сдвига 100 с-1, состав которой приведен для Примера (Состава) 1 в Таблице 1.Figure 1 shows the rheological profile for a fracturing fluid at a shear rate of 100 s -1 , the composition of which is given for Example (Composition) 1 in Table 1.
На Фигуре 2 представлено изменение вязкости жидкости для ГРП при изменении скорости сдвига при повышенной температуре для Примера (Состава) 1 в Таблице 1.Figure 2 shows the change in fracturing fluid viscosity with changing shear rate at elevated temperature for Example (Composition) 1 in Table 1.
На Фигуре 3 представлен реологический профиль для жидкости ГРП при скорости сдвига 100 с-1, состав которой приведен для Примера (Состава) 2 в Таблице 1.Figure 3 shows the rheological profile for a fracturing fluid at a shear rate of 100 s -1 , the composition of which is given for Example (Composition) 2 in Table 1.
На Фигуре 4 представлено изменение вязкости жидкости для ГРП при изменении скорости сдвига при повышенной температуре для Примера (Состава) 2 в Таблице 1.Figure 4 shows the change in fracturing fluid viscosity with changing shear rate at elevated temperature for Example (Formulation) 2 in Table 1.
На Фигуре 5 представлен реологический профиль для жидкости ГРП при скорости сдвига 100 с-1, состав которой приведен для Примера (Состава) 3 в Таблице 1.Figure 5 shows the rheological profile for a fracturing fluid at a shear rate of 100 s -1 , the composition of which is given for Example (Composition) 3 in Table 1.
На Фигуре 6 представлено изменение вязкости жидкости для ГРП при изменении скорости сдвига при повышенной температуре для Примера (Состава) 3 в Таблице 1.Figure 6 shows the change in fracturing fluid viscosity with changing shear rate at elevated temperature for Example (Formulation) 3 in Table 1.
На Фигуре 7 представлен реологический профиль для жидкости ГРП при скорости сдвига 100 с-1, состав которой приведен для Примера (Состава) 4 в Таблице 1.Figure 7 shows the rheological profile for a fracturing fluid at a shear rate of 100 s -1 , the composition of which is given for Example (Composition) 4 in Table 1.
На Фигуре 8 представлено изменение вязкости жидкости для ГРП при изменении скорости сдвига при повышенной температуре для Примера (Состава) 4 в Таблице 1.Figure 8 shows the change in fracturing fluid viscosity with changing shear rate at elevated temperature for Example (Formulation) 4 in Table 1.
На Фигуре 9 представлен реологический профиль для жидкости ГРП при скорости сдвига 100 с-1, состав которой приведен для Примера (Состава) 5 в Таблице 1.Figure 9 shows the rheological profile for a fracturing fluid at a shear rate of 100 s -1 , the composition of which is given for Example (Composition) 5 in Table 1.
На Фигуре 10 представлено изменение вязкости жидкости для ГРП при изменении скорости сдвига при повышенной температуре для Примера (Состава) 5 в Таблице 1.Figure 10 shows the change in fracturing fluid viscosity with changing shear rate at elevated temperature for Example (Formulation) 5 in Table 1.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The claimed method is carried out as follows.
Приготовление жидкости для гидроразрыва пласта производят в гидратационной установке (специальном блендере), который заполняют поверхностной водой в объеме, соответствующем рабочему объему блендера, затем при включенном перемешивающем устройстве дозируют деэмульгатор, например, но не обязательно при 1500-3000 об/мин, далее осуществляют загрузку сухого синтетического гелеобразователя, при этом в качестве такого полимерного гелеобразователя используют анионный водорастворимый полимер Полипроп-2-енамид гидролизованный 2-этилгексилпроп-2-еноатом (Полиакриламид гидролизованный 2-этилгексилакрилатом) в виде гидратированного порошка в количестве например, но не обязательно, не менее 4,0 кг на 1 м3 поверхностной воды, и перемешивают до полной гидратации полимера в течение например, но не обязательно, не менее 3 мин., после гидратации в гидратационную установку (специальный блендер) дозируют деструктор и, если это необходимо, могут быть добавлены другие полимерные эффективные добавки.The preparation of the fluid for hydraulic fracturing is carried out in a hydration unit (a special blender), which is filled with surface water in a volume corresponding to the working volume of the blender, then with the mixing device turned on, the demulsifier is dosed, for example, but not necessarily at 1500-3000 rpm, then a dry synthetic gelling agent is loaded, while the anionic water-soluble polymer Polyprop-2-enamide hydrolyzed with 2-ethylhexylprop-2-enoate (Polyacrylamide hydrolyzed with 2-ethylhexyl acrylate) is used as such a polymer gelling agent in the form of a hydrated powder in an amount of, for example, but not necessarily, at least 4.0 kg per 1 m 3 of surface water, and mixed until complete hydration of the polymer for, for example, but not necessarily, at least 3 minutes, after hydration in a hydration unit (special blender) The destructor is dosed and, if necessary, other polymer-effective additives can be added.
Ниже представлен более подробный пример одного из частных вариантов осуществления заявленного способа приготовления жидкости для гидроразрыва пласта на основе синтетического гелеобразователя и поверхностной воды. Данный пример приведен исключительно в целях более ясного понимания заявленного способа и не может трактоваться для сужения/ограничения объема правовой охраны заявленного способа. При этом рецептура для каждой конкретной скважины подбирается индивидуально, в зависимости от пластовых условий и технического оснащения сервисной компании.Below is a more detailed example of one of the particular embodiments of the claimed method for preparing a fluid for hydraulic fracturing based on a synthetic gelling agent and surface water. This example is provided solely for the purpose of a clearer understanding of the claimed method and cannot be interpreted to narrow/limit the scope of legal protection of the claimed method. In this case, the recipe for each specific well is selected individually, depending on the reservoir conditions and technical equipment of the service company.
Готовят полимерный раствор с использованием поверхностной воды с любого источника, например, гидрополимерный состав в виде водного раствора, где поверхностную воду дозируют в гидратационную установку(далее по тексту блендер), снабженной мешалкой, в количестве примерно от 88,0 до 95,0 мас.%. Данный диапазон приведен исключительно для конкретного примера и выбор именно этого диапазона не влияет на достижение заявленного технического результата. Включают мешалку с оборотами в зависимости от типа и модели используемого в конкретных случаях блендера в примерном диапазоне от 1000 до 1700 об/мин и при постоянном перемешивании вводят деэмульгатор в количестве 1,0 масс. %, затем при помощи шнекового дозатора высыпают в чан блендера синтетический гелеобразователь (полимер) в количестве примерно от 3,0 мас.% до 10 мас.%, время перемешивания напрямую зависит от температуры используемой воды, типа и модели используемого при производстве работ блендера, но не более 180 секунд до получения полной гидратации полимера, в полученный водный раствор полимера поочередно, в соответствии с программой закачки выгружают гранулы проппанта в количестве из расчета 700 кг на 1 м3 полимерной жидкости, следом через тот же шнековый дозатор добавляют деструктор полимера в количестве 1,0 мас.%, полученную массу перемешивают в течение примерно 3 минут до получения однородной суспензии. Далее жидкость с проппантом из чана блендера попадается в линию низкого давления, затем после насосов в линию высокого давления, из которой по лифту насосно-компрессорных труб (НКТ) жидкость через перфорационные отверстия (для многостадийного гидравлическего разрыва пласта (МГРП) через фрак-порт) попадет в продуктивный пласт.A polymer solution is prepared using surface water from any source, for example, a hydropolymer composition in the form of an aqueous solution, where the surface water is dosed into a hydration unit (hereinafter referred to as a blender) equipped with a stirrer in an amount of approximately 88.0 to 95.0 wt.%. This range is provided solely for a specific example and the choice of this range does not affect the achievement of the declared technical result. The stirrer is turned on with revolutions depending on the type and model of the blender used in specific cases in the approximate range from 1000 to 1700 rpm and, with constant stirring, a demulsifier is introduced in an amount of 1.0 mass. %, then using a screw dispenser, pour a synthetic gelling agent (polymer) into the blender vat in an amount of approximately 3.0 wt.% to 10 wt.%, the mixing time directly depends on the temperature of the water used, the type and model of the blender used in the work, but not more than 180 seconds until complete hydration of the polymer is achieved, proppant granules are unloaded into the resulting aqueous polymer solution one by one, in accordance with the pumping program, in an amount of 700 kg per 1 m3 of polymer liquid, then, through the same screw dispenser, add a polymer destructor in an amount of 1.0 wt.%, the resulting mass is mixed for approximately 3 minutes until a homogeneous suspension is obtained. Next, the liquid with proppant from the blender tank enters the low-pressure line, then after the pumps, into the high-pressure line, from which, via the tubing lift, the liquid enters the productive formation through perforations (for multi-stage hydraulic fracturing (MSHF) through the frac port).
Приведенные выше диапазоны значений (об/мин мешалки, мас. % полимера и гранул полимера, секунды и минуты перемешивания и другие) также приведены исключительно для конкретного примера и выбор именно этих значений/диапазонов не влияет напрямую на достижение заявленного технического результата. Так, выбор мас.% полимера обусловлен диапазоном мас.% воды и необходимостью получения итоговых 100 мас.%. В заявленном способе могут применяться различные значения/диапазоны вышеуказанных величин.The above ranges of values (rev/min of the stirrer, mass % of polymer and polymer granules, seconds and minutes of mixing, etc.) are also given solely for a specific example, and the choice of these values/ranges does not directly affect the achievement of the declared technical result. Thus, the choice of mass % of polymer is determined by the range of mass % of water and the need to obtain the final 100 mass %. The declared method may use different values/ranges of the above quantities.
Основная сущность и новизна изобретения основаны на использовании поверхностной воды для получения полимерной жидкости без использования стабилизирующих добавок.The main essence and novelty of the invention are based on the use of surface water to obtain a polymer liquid without the use of stabilizing additives.
Ниже приведены разъяснения по применению синтетических гелеобразователей при добыче углеводородов. Полимерную синтетическую жидкость готовят в гидрационной установке, вводят деэмульгатор, затем добавляют проппант в поток жидкости поочередно с деструктором, и при помощи насоса готовую смесь закачивают в скважину.Below are explanations of the use of synthetic gelling agents in hydrocarbon production. The polymer synthetic fluid is prepared in a hydration unit, a demulsifier is introduced, then proppant is added to the fluid flow alternately with the destructor, and the finished mixture is pumped into the well using a pump.
Подтверждающие примеры в части применения проппанта при добыче углеводородов.Confirming examples in terms of the use of proppant in hydrocarbon production.
Пример №1.Example No. 1.
Для приготовления рабочей жидкости ГРП, при высоких оборотах 1700 об/мин в чан гидратационной установки непрерывно подают в расчетном количестве поверхностную воду 95 мас.%, синтетический гелеобразователь в количестве 3,0 мас.%, добавляя проппант в количестве из расчета 700 кг на 1 м3 полимерной жидкости, деструктор полимера в количестве 1,0 мас.% и деэмульгатор в количестве 1,0 мас.%. Система смешивания устроена таким образом, чтобы загруженные компоненты рабочей жидкости и проппанта находились в постоянном движении для обеспечения гидратации гелеобразователя. Через заданное время получаемая жидкость ГРП с проппантом подается в линию низкого давления. При проведении закачки в оперативном режиме контролируют вязкость и температуру рабочей жидкости.To prepare the hydraulic fracturing fluid, at high speeds of 1700 rpm, surface water of 95 wt.%, a synthetic gelling agent in an amount of 3.0 wt.% are continuously fed into the hydration unit vat in the calculated amount, adding proppant in an amount calculated at 700 kg per 1 m3 of polymer fluid, a polymer destructor in an amount of 1.0 wt.% and a demulsifier in an amount of 1.0 wt.%. The mixing system is designed in such a way that the loaded components of the hydraulic fracturing fluid and proppant are in constant motion to ensure hydration of the gelling agent. After a specified time, the resulting hydraulic fracturing fluid with proppant is fed into the low-pressure line. During injection in the operational mode, the viscosity and temperature of the hydraulic fluid are monitored.
Пример №2.Example No. 2.
Для приготовления рабочей жидкости ГРП, при высоких оборотах 1700 об/мин в чан гидратационной установки непрерывно подают в расчетном количестве поверхностную воду 94 мас.%, синтетический гелеобразователь в количестве 4,0 мас.%, добавляя проппант в количестве из расчета 700 кг на 1 м3 полимерной жидкости, деструктор полимера в количестве 1,0 мас.% и деэмульгатор в количестве 1,0 мас.%. Система смешивания устроена таким образом, чтобы загруженные компоненты рабочей жидкости и проппанта находились в постоянном движении для обеспечения гидратации гелеобразователя. Через заданное время получаемая жидкость ГРП с проппантом подается в линию низкого давления. При проведении закачки в оперативном режиме контролируют вязкость и температуру рабочей жидкости.To prepare the hydraulic fracturing fluid, at high speeds of 1700 rpm, surface water of 94 wt.%, a synthetic gelling agent in an amount of 4.0 wt.% are continuously fed into the hydration unit vat in the calculated amount, adding proppant in an amount calculated at 700 kg per 1 m3 of polymer fluid, a polymer destructor in an amount of 1.0 wt.% and a demulsifier in an amount of 1.0 wt.%. The mixing system is designed in such a way that the loaded components of the hydraulic fracturing fluid and proppant are in constant motion to ensure hydration of the gelling agent. After a specified time, the resulting hydraulic fracturing fluid with proppant is fed into the low-pressure line. During injection in the operational mode, the viscosity and temperature of the hydraulic fluid are monitored.
Пример №3.Example No. 3.
Для приготовления рабочей жидкости ГРП, при высоких оборотах 1700 об/мин в чан гидратационной установки непрерывно подают в расчетном количестве поверхностную воду 92 мас.%, синтетический гелеобразователь в количестве 6,0 мас.%, добавляя проппант в количестве из расчета 700 кг на 1 м3 полимерной жидкости, деструктор полимера в количестве 1,0 мас.% и деэмульгатор в количестве 1,0 мас.%. Система смешивания устроена таким образом, чтобы загруженные компоненты рабочей жидкости и проппанта находились в постоянном движении для обеспечения гидратации гелеобразователя. Через заданное время получаемая жидкость ГРП с проппантом подается в линию низкого давления. При проведении закачки в оперативном режиме контролируют вязкость и температуру рабочей жидкости.To prepare the hydraulic fracturing fluid, at high speeds of 1700 rpm, surface water of 92 wt.%, a synthetic gelling agent in an amount of 6.0 wt.% are continuously fed into the hydration unit vat in the calculated amount, adding proppant in an amount calculated at 700 kg per 1 m3 of polymer fluid, a polymer destructor in an amount of 1.0 wt.% and a demulsifier in an amount of 1.0 wt.%. The mixing system is designed in such a way that the loaded components of the hydraulic fracturing fluid and proppant are in constant motion to ensure hydration of the gelling agent. After a specified time, the resulting hydraulic fracturing fluid with proppant is fed into the low-pressure line. During injection in the operational mode, the viscosity and temperature of the hydraulic fluid are monitored.
Реализация способа приготовления рабочей жидкости из синтетического гелеобразователя и её реологические свойства также иллюстрируются конкретными примерами (См. Таблицу 1).The implementation of the method for preparing a working fluid from a synthetic gelling agent and its rheological properties are also illustrated by specific examples (See Table 1).
Таблица 1 - Реализация способа приготовления рабочей жидкости из синтетического гелеобразователя на поверхностной воде и ее реологические свойстваTable 1 - Implementation of the method for preparing a working fluid from a synthetic gelling agent on surface water and its rheological properties
(фиг. 7)Composition 4
(Fig. 7)
(фиг. 9)Composition 5
(Fig. 9)
Анализ данных показывает, что заявляемую жидкость ГРП на основе синтетического гелеобразователя, приготовленную на поверхностной воде, можно использовать при различных пластовых условиях.Data analysis shows that the claimed hydraulic fracturing fluid based on a synthetic gelling agent, prepared on surface water, can be used under various reservoir conditions.
Приведенные выше примеры служат для иллюстрации изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.The above examples serve to illustrate the invention and should not be construed as limiting the invention.
Как видно из фигур 1, 3, 5, 7, 9 все полученные жидкости ГРП сохраняют вязкость выше 20 сП при различных температурах не менее 60 минут. Затем происходит разрушение геля и падение вязкости.As can be seen from figures 1, 3, 5, 7, 9, all the obtained hydraulic fracturing fluids retain viscosity above 20 cP at various temperatures for at least 60 minutes. Then the gel is destroyed and the viscosity drops.
На фигурах 2, 4, 6, 8, 10 представлены результаты испытаний жидкости для ГРП на чувствительность к изменению скорости сдвига. Как видно из графиков, восстановление после первого цикла сдвиговых нагрузок происходит менее чем за 60 секунд, после второго цикла также менее чем за 60 секунд, после третьего цикла также менее чем за 60 секунд.Figures 2, 4, 6, 8, 10 show the results of testing the hydraulic fracturing fluid for sensitivity to changes in shear rate. As can be seen from the graphs, recovery after the first cycle of shear loads occurs in less than 60 seconds, after the second cycle also in less than 60 seconds, after the third cycle also in less than 60 seconds.
Таким образом, представленные данные подтверждают достижение технического результата для жидкости для гидроразрыва пласта и способа её приготовления.Thus, the presented data confirm the achievement of the technical result for the hydraulic fracturing fluid and the method of its preparation.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2827721C1 true RU2827721C1 (en) | 2024-10-01 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9845423B2 (en) * | 2015-04-29 | 2017-12-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Grout fluids for use in a geothermal well loop |
| RU2720717C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Intensification method for well operation |
| RU2760115C1 (en) * | 2020-11-06 | 2021-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Hydraulic fracturing fluid based on a synthetic gelatinising agent and highly mineralised water, method for preparation thereof, and method for treatment of the formation using said fluid |
| RU2776019C1 (en) * | 2021-05-24 | 2022-07-12 | ПВТ Эволюшн Лимитед | Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9845423B2 (en) * | 2015-04-29 | 2017-12-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Grout fluids for use in a geothermal well loop |
| RU2720717C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-05-13 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Intensification method for well operation |
| RU2760115C1 (en) * | 2020-11-06 | 2021-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Hydraulic fracturing fluid based on a synthetic gelatinising agent and highly mineralised water, method for preparation thereof, and method for treatment of the formation using said fluid |
| RU2776019C1 (en) * | 2021-05-24 | 2022-07-12 | ПВТ Эволюшн Лимитед | Proppant with a self-suspending coating, method for production thereof, and method for application thereof |
| RU2788192C1 (en) * | 2022-09-08 | 2023-01-17 | Публичное акционерное общество "Газпром нефть" (ПАО "Газпром нефть") | Method for determining effective gas-blocking systems for selective blocking of highly permeable gas-saturated zones of under-gas fields |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2197974B1 (en) | Installation for enhanced oil recovery using water-soluble polymers, method implementing same | |
| RU2369736C2 (en) | System of stabilisers and enhancers of functional qualities of aqueous liquids, thickened by viscoelastic surfactants | |
| WO2017095253A1 (en) | Method of treating a well with the formation of proppant structures (variants) | |
| CA2700244A1 (en) | Installation for enhanced oil recovery using water-soluble polymers, method implementing same | |
| CA2674182A1 (en) | Green coal bed methane fracturing fluid composition, methods of preparation and methods of use | |
| EP3556823A1 (en) | Method of slickwater fracturing | |
| EA011222B1 (en) | Dry blend fracturing fluid additives | |
| US7032669B2 (en) | Compositions and methods for preventing coagulation of water-in-oil emulsion polymers in aqueous saline well treating fluids | |
| WO2019070166A1 (en) | Method for killing oil and gas wells | |
| RU2483092C1 (en) | Composition of polysaccharide gel for killing of high-temperature wells | |
| RU2827721C1 (en) | Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid | |
| RU2467163C1 (en) | Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone | |
| WO2021209150A1 (en) | Processes and devices for making aqueous wellbore treating fluids | |
| US11725102B2 (en) | Method of providing homogeneous aqueous polyacrylamide concentrates and use thereof | |
| RU2540767C1 (en) | Method for colmatage removal from bottomhole formation zone upon first opening to restore permeability and porosity of header | |
| RU2760115C1 (en) | Hydraulic fracturing fluid based on a synthetic gelatinising agent and highly mineralised water, method for preparation thereof, and method for treatment of the formation using said fluid | |
| RU2758828C1 (en) | Hydraulic fracturing fluid based on highly mineralized water, method for its preparation and method for processing the formation with its use | |
| RU2838682C1 (en) | Method of oil field development | |
| RU2736671C1 (en) | Blocking hydrophobic-emulsion solution with marble chips | |
| RU2757626C1 (en) | Blocking biopolymer composition | |
| RU2788935C1 (en) | Method for temporarily blocking a productive formation under conditions of abnormally low formation pressures | |
| RU2844976C1 (en) | Water-based polymer-salt solution for wells with abnormally high formation pressure | |
| RU2737605C1 (en) | Hydraulic fracturing composition | |
| RU2742089C1 (en) | Method for injection capacity profile alignment in injection wells with foam-forming composition (versions) | |
| US20250154838A1 (en) | Improved process and device for making aqueous wellbore treating fluids |