Новые реагенты для гидравлического разрыва пласта Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ПОВЫШЕНИЕ НЕФТЕОТДАЧИ

УДК 622.276.66

Л.А. Магадова, д.т.н., e-mail: magadova0108@himeko.ru; М.А. Силин, д.х.н.;

Д.Н. Малкин; Е.Г. Гаевой, к.х.н.; В.Н. Мариненко; В.Р. Магадов, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

НОВЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА

Процесс гидравлического разрыва пласта (ГРП) является наиболее востребованным методом интенсификации работы скважины. Успешность проведения процесса во многом зависит от качества жидкости разрыва. В лабораториях научно-образовательного центра (НОЦ) промысловой химии при РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина разработана новая линейка химических реагентов для получения жидкостей для ГРП на водной основе, отвечающая всем современным требованиям и тенденциям.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является одной из наиболее эффективных технологий интенсификации работы как добывающих, так и нагнетательных скважин. ГРП позволяет не только увеличить выработку запасов, находящихся в зоне дренирования скважины, но и существенно приобщить к выработке слабодренируемые зоны и прослои и, следовательно, достичь более высокой конечной нефтеотдачи.

Россия является одним из крупнейших потребителей услуг по ГРП как для интенсификации добычи нефти, так и для увеличения нефтеотдачи пластов. В связи с этим на сегодняшний день на рынке предлагает свои услуги множество сервисных компаний - как зарубежных, так и отечественных, среди которых такие известные мировые подрядчики, как Halliburton, Schlumberger, Weatherford, что дает основание говорить об устойчивом интересе к этому методу [1].

В настоящий момент на рынке компаний по производству химических реагентов для ГРП представлены в подавляющем большинстве иностранные

предприятия - Weatherford, Economy Polymers & Chemicals, «Форэс-Химия» и др. Разработка и внедрение конкурентоспособной отечественной химии для гидроразрыва пласта является актуальной задачей.

В лабораториях научно-образовательного центра (НОЦ) промысловой химии при РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина разработана новая линейка химических реагентов для получения жидкостей для ГРП на водной основе, отвечающая всем современным требованиям и тенденциям. Комплекс гелирующий «Химеко В» предназначен как для предварительного приготовления геля в емкостях, так и для работы с гидратационными установками «в поток». Разработанный новый сшиватель БС-2 замедленной сшивки позволяет получать сшитые полисахаридные гели в течение 1,5-4,0 минут. Разработанные реагенты входят в комплекс гелирующий «Химеко В» и предназначены для проведения ГРП с использованием пресной или минерализованной подтоварной воды в нагнетательных или добывающих скважинах

с широким диапазоном пластовых температур (от 20 °С до 120 °С).

Полный список РЕАГЕНТОВ КОМПЛЕКСА ГЕЛИРУЮЩЕГ0 «ХИМЕКО В» ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:

• гелеобразователь ГПГ-3 или ГПГ-3.3 (ТУ 2499-072-17197708-2003 с изменениями 1, 2) - представляет собой химически модифицированный, путем присоединения радикалов гидрокси-пропила,натуральный полимер;

• гелеобразователь ГПГ слорри (ТУ 2499-058-17197708-2011) - представляет собой устойчивую суспензию модифицированного гидроксипропилом натурального полимера в дизельном топливе с добавлением поверхностноактивных веществ;

• ПАВ-регулятор деструкции (ТУ 2499070-17197708-2003) - представляет собой водный раствор анионных, катионных поверхностно-активных веществ;

• деструктор Химеко В (ТУ 2499-07417197708-2003) - представляет собой окислительный агент на основе модифицированных перекисных соединений;

Таблица 1. Характеристика пресной технической воды и жидкости ГРП

Источник воды - ДНс, месторождение - северо-Лабатьюганское

Плотность, кг/м3 pH воды Температура, 0С Содержание Fe (II), мг/л

1000 6,33 22 3,2

Рецептура геля, на 1 м3 жидкости разрыва: ГПГ слорри - 8,0 л, ПАВ-РД - 2,0 л, БС-2 - 3,0 л, капсулированный деструктор - 0,15 кг

рН линейного геля при 25 0С Эффективная вязкость при 511 с-1, мПа*с, при температуре т сшивания, мин (начало и конец гелеобразования) рН сшитого геля при 25 0С

8,2 36,0 (t = 24,0 °С) 1,5-2,5 10,2

48 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕШТЕГАЗ \\

\\ № 11 \\ ноябрь \ 2011

Viscosity S Теmpernlure Vs. Time

( 5* ЇМ РИ Itn

Time ґлші.і

Рис. 1. Термостабильность сшитого геля

• деструктор капсулированный (ТУ 2499-059-54651030-2011) - представляет собой окислительный состав на основе перекисных соединений неорганических солей, покрытых нерастворимой оболочкой;

• сшиватель боратный БС-1 или БС-1.3 (ТУ 2499-069-17197708-2003 с изменениями 1,2) - представляет собой раствор модифицированных соединений бора в многоатомных спиртах;

• сшиватель боратный БС-2 (ТУ 2499057-54651030-2011) - представляет собой устойчивую суспензию борсодержащего соединения в смеси углеводородов, стабилизированную поверхностноактивными веществами;

• биоцид «БИОЛАН» (ТУ 2458-00854651030-2005) - представляет собой водно-спиртовый раствор продукта бромирования нитрила малоновой кислоты;

• термостабилизатор водных гелей ТС-1 (ТУ 2458-007-54651030-2005) - представляет собой композицию на основе модифицированной натриевой соли тиосульфокислоты.

Компонентный состав геля на 1 м3 пресной или минерализованной подтовар-

ной воды для пластовых температур -20-120 °С:

• Биоцид «БИОЛАН», л - 0,06

• Термостабилизатор водных гелей ТС-1, кг - 1,0-4,0

• Гелеобразователь ГПГ-3 или 3.3, кг - 2,8-4,8

• Гелеобразователь ГПГ слорри, л -7,0-10,0

• ПАВ-РД, л - 0,5

• Сшиватель-БС-1 или 1.3, л - 2,5-4,5

• Сшиватель-БС-2, л - 2,5-4,0

• Деструктор капсулированный,кг -

0,1-0,3

• Деструктор ХВ, кг - 0,0125-1,0 Комплекс гелирующий «Химеко В» прошел успешное лабораторное тестирование в ООО «Татнефть-ЛениногорскРемСервис», ООО «КогалымНИПИнефть». Тестирование комплекса гелирую-щего «Химеко В» в ООО «Татнефть-ЛениногорскРемСервис» включало в себя тест на термостабильность сшитого геля при пластовой температуре. Рецептура

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОМ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ

НАНЕСЕНИЮШТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ (ДВУХ- И ТРЁХСЛОЙНЫХ) НА ОСНОВЕ ЭКСТРУДИРОВАННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА НА НАРУЖНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 159 ДО 1420ММ.

-НАНЕСЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА НАРУЖНУЮ И ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 159 ДО 1420ММ. ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ И НАЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В СООТВЕТСТВИИ С ПРОЕКТОМ ИЛИ ТРЕБОВАНИЯМИ ЗАКАЗЧИКА.

ИІітРВЛЕНИК ГНУТЫХ ОТВОДОВ МЕТОДОМ ХОЛОДНОГО ГНУТЬЯ ИЗ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 219 ДО 1420ММ

ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЕ ТРУ В СОБСТВЕННОЙ ЛАБОРАТОРИИ ПУТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ:

- НЕРАЗРУШАЮЩЕГО УЗК И РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРОКАТА;

- СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕТАЛЛА;

- МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ;

- ГИДРОИСПЫТАНИЙ ТРУБ ДИАМЕТРОМ 720 И 1020 ММ.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРУБ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:

ОЧИСТКА ОТ НАРУЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ Б/У ГИДРОКЛИНЕРОМ;

- ВНУТРЕННЯЯ ОЧИСТКА ТРУБ Б/У;

- ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ;

- МЕХАНИЧЕСКАЯ И ОГНЕВАЯ ТОРЦОВКА КОНЦОВ ТРУБ;

- РЕМОНТ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ;

- НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ;

- ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ СВАН ИЗ ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ 159-1420 ММ, ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ к. ЖИЛЫХ И НЕЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ, ДОРОЖНЫХ И ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ, А ТАКЖЕ В КАЧЕСТВЕ ОПОР ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ, КАК В ГРУНТЕ, ТАК И В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ С ПОГРУЖЕНИЕМ В ВОДУ.

ВСЯ ПРОДУКЦИЯ ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ» СЕРТИФИЦИРОВАНА В СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ Р ИСО 9001-2001 И СТО ГАЗПРОМ 9001-2001. ПРЕДПРИЯТИЕ ИМЕЕТ СЕРТИФИКАТ «ТРАНССЕРТ». ПРОИЗВОДСТВО НА ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ» ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ НА ОСНОВАНИИ ТУ, СОГЛАСОВАННЫХ ОАО «ВНИИСТ» И ООО «ВНИИГАЗ».

ЧЕЛЯБИНСКАЯ ОБЛ., Г. КОПЕЙСК, УЛ. МЕЧНИКОВА, 1 ТЕЛЕФОН/ФАКС: (35139) 20-981, (35139) 20-982 E-MAIL: KZIT@KZIT.RU WWW.KZIT.RU

ПОВЫШЕНИЕ НЕФТЕОТДАЧИ

Таблица 2. Характеристика пресной технической воды и жидкости ГРП

Источник воды - естественный источник, месторождение - Вать-Еганское

Плотность, кг/м3 pH воды Температура, 0С Содержание Fe (II), мг/л

1004 5,92 25 0,8

Рецептура геля, на 1 м3 жидкости разрыва: Биоцид - 0,06 л, ГПГ-3 - 3,2 кг, ПАВ-РД - 2,0 л, БС-2 - 3,2 л, капсулированный деструктор - 0,1 кг

рН линейного геля при 25 0С Эффективная вязкость при 511 с-1, мПа*с, при температуре т сшивания, мин (начало и конец гелеобразования) рН сшитого геля при 25 0С

7,8 22,3 ^ = 29,5 0С) 1,5-3,5 10,1

Рис. 2. Термостабильность сшитого геля

жидкости ГРП и ее основные характеристики представлены в таблице 1. Сшитый гель имеет однородную структуру, он эластичный, устойчивый. Измерение эффективной вязкости при скорости сдвига 100 с-1 сшитого геля проводилось на вискозиметре йгасе модель 5600 в течение 280 минут при температуре 77 °С (рис. 1).

Рис. 3. Устойчивость сшитого геля на сдвиговые напряжения

Сшитый гель обладает достаточной для удерживания проппанта вязкостью более 350-400 мПа*с в течение 120 минут.

Тестирование комплекса гелирующего «Химеко В» в ООО «КогалымНИПИнефть» включало в себя тест на термостабильность сшитого геля, тест устойчивости на сдвиговое разрушение/восстанов-

ление сшитого геля, способность жидкости ГРП удерживать проппант. Также исследовалось разрушение эмульсии геля с пластовым флюидом. Рецептура жидкости ГРП и ее основные характеристики представлены в таблице 2. Сшитый гель имеет однородную структуру, он эластичный, устойчивый. Измерение эффективной вязкости сши-

Пермская сервисная компания «Буртехнологии» основана в 2001 году. В основе деятельности предприятия - разработка и внедрение комплексного подхода к решению проблем, возникающих в период проводки ствола скважины, а также разработка эффективных технологий, направленных на повышение качества вскрытия продуктивных горизонтов и цементирования скважин. В настоящее время компания сотрудничает на постоянной основе со всеми нефтяными компаниями Пермского края, а также компаниями Удмуртии, Башкортостана, Татарстана, Западной Сибири, республики

I /

Коми, Узбекистана и Казахстана.

Виптвхиалагии

•Яш

10

\т

г. Пермь, тел./факс: (342) 218-21-90,218-21-91 эл. почта: pskbt@mail.ru; сайт: www.pskbt.ru

і

і

я

Через 10 мин

Через 20 мин

Через 30 мин

Через Через Через

40 мин 50 мин 60 мин

Тест на разделение фаз Нефть Тевлинско-Русскинского месторождения, пласт ЮС-1

• полное разделение фаз в течение 3 минут;

• граница раздела фаз четкая;

• налипания нефти на стенки пробирки нет

Тест на фильтрацию через сито Нефтяная фаза фильтруется, сгустков нет

Рис. 4. Песконесущая способность геля при температуре 90 °С Рис. 5. Тест на оценку эффективности деэмульгатора

того геля при скорости сдвига 100 с-1 проводилось на вискозиметре ОFITE модель 1100 в течение 120 минут при температуре 90 °С (рис. 2).

Сшитый гель обладает достаточной для удерживания проппанта эффективной вязкостью более 400 мПа*с в течение более чем 120 минут.

Тест устойчивости на сдвиговые напряжения показывает, насколько легко жидкость ГРП восстанавливает свою структуру после прохождения насосов, труб НКТ, интервала перфорации. Измерение эффективной вязкости сшитого геля при скорости сдвига 511 и 100 с1 при температуре = ^пласт+^стье): 2 = (90 +

30) : 2 = 60 °С проводилось на вискозиметре ОПТЕ модель 1100 (рис. 3).

Одно из важных свойств жидкости ГРП -способность удерживать расклинивающий материал - проппант - в рабочей концентрации в течение всего времени закачки. На рисунке 4 показана песконесущая способность жидкости ГРП при 90 °С, концентрация проппанта составляет 300 кг/м3.

Тест на совместимость жидкости разрыва с пластовым флюидом показан на рисунке 5. Жидкость ГРП после разрушения не образует с пластовым флюидом эмульсий, осадков, сгустков, способных кольматировать пласт.

Результаты исследований свидетельствуют о возможности применения предлагаемых реагентов в промысловых условиях при проведении ГРП на объектах ООО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь».

Литература:

1. Балашов С. Технология ГРП - «За» и «Против» // Нефть и газ Евразия. - 2007. - №5. - С. 24-30 Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта, сшиватель, эффективная вязкость, термостабильность, проппант.

\

Уважаемые руководители и сотрудники ОАО «Лукойл»!

От лица компании «Буртехнологии» и от себя лично сердечно поздравляю вас с 20-летием образования компании. Желаем вашему предприятию дальнейшего процветания и роста, новых перспектив развития, крепкого здоровья, оптимизма, неиссякаемой энергии! Стабильности в работе и больших побед!

Генеральный директор

ООО «ПСК «Буртехнологии» А.Л. Захаров