Жидкость для гидравлического разрыва пласта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 43/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

,О 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807780/03 (22) 02.04.90 (46) 07.02.92, Бюл, 3Ф 5 (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) K.È.Êðûñèí, Т.А.Скороходова, Г.А.Чуприна, Д.M.Óçáåêîâ и С.В.Матяшов (53) 622.243.141.3(088,8) (56) Инструкция йо технологии глубокопроникающего гидравлического разрыва пласта. РД 39-0147035-236-89, М.. 1988, с, 18. .там же, с. 16,17 (54) ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО

РАЗРЫВА ПЛАСТА (57) Изобретение относится к нефтедобыче и предназначено для осуществления процесса гидроразрыва пласта. Целью изобретения является повышение эффективноСти жидкости за счет исключения образования в пласте трудноизвлекаемых стойких эмульсий и эа счет повышения степени восстановления первоначальной проницаемости пласта, при одновременном улучшении ее прокачиваемости, снижен@и

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к жидкостям для гидравлического разрыва пласта, предназначено "для.увеличения проницаемости разрабатываемых нефтесодержащих пластов посредством осуществления гидроразрыва пласта и может быть использовано преимущественно на нефтедобывающих предприятиях.

Известна жидкость для гидравлического разрыва пласта (с температурой на забое

137 С), содержащая следующие ингредиен,, SU„„1710710 А1 фильтратоотдачи, сохранении низкого гидравлического сопротивления и сокращении при этом стоимости жидкости. Жидкость содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас,g: сульфит-спиртовая дрожжевая барда 31,72-39,76, хлорид калия

3,37-6,92, полиакриламид 0,05-0,12, ПАВ марки МЛ-80 — 0,03-0,15, пластовая вода— остальное. Жидкость удовлетворяет всем требованиям, предьявляемым к жидкостям

ГРП, и характеризуется следующими показателями: плотность, кг/м 1180-1201, условная вязкость, УВ1оо, с 3,2-48,0, фильтратоотдача при Ь P = 0,1 МПа за 30 мин, см 1,2-7,0. динамическое напряжение з сдвига, дПА 0-4,0, пластическая вязкость, мПа ° с 0„5-4,2, прокачиваемость, см /с з

72,5-73,3. Технология приготовления жид. кости простз и легко осуществима в промысловых условиях, Жидкость является морозостойкой до температуры — 30 С. обладает высокими антикоррозионными свойствами и высокой ин.ибирующей способностью по отношению к набухающим глинистым породам. 3 табл. ты, мас.$: тилоза VHR 2,5; К2Сг20т 3,0;

КССБ 0,3; пластовая вода остальное.

Однако укаэанная известная жидкость образует в пласте трудноизвлекаемые стойкие эмульсии, которые препятствуют притоку нефти из пласта в скважину, что снижает эффективность гидроразрыва пласта. После задавки указанной жидкости в пласт степень восстановления первоначальной проницаемости пласта является низкой и составляет всего 47,8-58,9, что приводит

1710710 к последующему снижению дебита скважины, Жидкость имеет высокое гидравлическое сопротивление, что не обеспечивает передачу напряжений на продуктивный пласт, а следовательно, не обеспечивает необходимую величину раскрытия трещин в пласте; является труднопрокачиваемой как в трубах, так и в пласте; имеет высокую фильтратоотдачу; является дорогостоящей вследствие использования дорогого импортного реагента тилозы VHR.

Наиболее близкой к изобретению является жидкость для гидравлического разрыва пласта, включающая следующие ингредиенты, мас.%: КМЦ 1,0 — 2,5; хроматы 1,0 — 3,0, лигносульфонаты 0,2 — 0,7; соль хлорноватой кислоты 0,75 — 2,1; пластовая вода остальное. Указанная жидкость рекомендуется для применения при гидроразрыве с температурой на забое 60-150 С, Однако укаэанная известная жидкость при взаимодействии с нефтяными флюидами образует в пласте трудноизвлекаемые стойкие эмульсии, которые препятствуют притоку нефти иэ пласта в скважину. что снижает эффективность проведения работ по гидрораэрыву пласта.

Кроме того, известная жидкость обеспечивает степень восстановления первоначальной проницаемости пласта лишь на

38,7-46,9%, что в промысловых условиях приводит к снижению дебита скважины, Кроме того, известная жидкость является труднопрокачиваемой и даже при минимальном нижнем пределе содержания ингредиентов, ее прокачивающая способность составляет всего лишь 66 см /с, что в з промысловых условиях приводит к технологическим трудностям при использовании укаэанной жидкости, Вместе с этим известная жидкость имеет высокую фильтратоотдачу (11— .14 см за 30 мин), что в промысловых условиях приводит к проникновению фильтрата в пласт и закупорке его.

Кроме того, в состав известной жидкости входят дорогостоящие и к тому же вредные и ядовитые вещества — хроматы и хлораты, которые приводят к загрязнению грунтовых вод, а также опасны для людей в процессе приготовления этой жидкости.

Цель изобретения — повышение эффективности жидкости за счет исключения образования а пласте трудоизвлекаемых стойких эмульсий и за счет повышения степени восстановления первоначальной проницаемости пласта при одновременном улучшении ее прокачиваемости, снижении фильтратоотда и, сохранении низкого гидравлического сопротивления и сокращении при этом стоимости жидкости.

Цель изобретения достигается тем, что жидкость для гидравлического разрыва пласта, включающая лигносульфонаты, неорганическую соль калия, водорастворимый полимер и пластовую- воду, дополнительно содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ) марки МЛ-80 на основе сульфоната и сульфонола, а в качестве лигносульфонатов, неорганической соли калия и водорастворимого прлимера содержит соответственно сульфит-спиртовую дрожжевую барду (ССДБ), хлорид калия и полиакриламид

10 (flAA) при следующем соотношении ингредиентов мас %

Измерение прокачйвающей способности предлагаемой и известных жидкостей для ГРП проводят следующим образом.

ССДБ 31,72 — 39,76

Хлорид калия 3,37 — 6,92

ПАА 0,05 — 0,12

20 ПАВ 0,03 — 0,15

Пластовая вода Остальное

Для приготовления 100 г жидкости к

31,72 г (26 мл) ССДБ плотностью 1220 кг/м приливают 59.88 r (50,75 мл) пластовой воды

25 плотностью 1180 кг/мэ, содержащей 0,03 г

ПАВ, далее в полученную смесь вводят

3,37 г KCI и 5 г 1%-ного ПАА, Смесь перемешивают лабораторной мешалкой 30 мин и

) получают жидкость для ГРП (опыт 2, табл.3)

30 следующего состава, мас.%:

Лигносульфонаты (ССДБ) 31,72

ПАВ МЛ-80 0,03

Хлорид калия 2,27

ПАА 0.05

35 Пластовая вода Остальное

Жидкости с другим содержанием ингредиентов готовят аналогичным образом.

В ходе лабораторных испытаний у жидкости измеряют плотность, условную вязкость прибором ВБР-1, динамическое

40 напряжение сдвига и пластическую вязкость на приборе ВСН-3, показатель фильтрации на вакуумной установке при hP = 0,1

МПа за 30 мин, коэффициент восстановления проницаемости керна на аппаратуре для исследования кернов AKM "коллектор".

Прокачивающую способность жидко-. сти измеряют на вакуумной установке. Ус,тановка состоит иэ вакуумного насоса, буферной емкости, вакуумметра и колбы

Бюхнера, в которую вставлена делительная воронка емкостью 250 см . Диаметр отверстия в кране воронки составляет 3 мм. Воронка в колбе крепится при помощи резиновой пробки, Все детали соединены между собой вакуумной трубкой.

1710710

При закрытом кране в воронку наливают 250 см, исследуемой жидкости, затем включают насос и создают разрежение в колбе до необходимой постоянчой величи-: ны, которая фиксируется показанием ваку- 5 умметра. Затем открывают краи воронки и одновременно включают секундомер. По-. сле истечения всего объема жидкости из воронки (в это время стрелка вакуумметра возвращается в исходное положение), се- 10 кундомер останавливают. Делением объема жидкости определяют скорость истечения жидкости в см /с. По этому поз казателю судят о прокачивающей способ- ности жидкости. 15. . Данные о составе и свойствах предлагаемой и известных.жидкостей для гидравлического разрыва пласта приведены в табл 1, Данные, приведенные в табл.1, показы- вают, что предлагаемая жи) кость для ГРП 20 при следующем соотношении ингредиентов, мас.g:

ССД6 31,72-39,76

Хларид калия 3,37-6,92 . ПАА 0,05-0.12 25

ПАВ МЛ-80 0,03-0,15 Пластовая вода Остальное удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым для жидкостей ГРП, Данные о коэффициенте восстановле. 30 ния первоначальной проницаемости керна после воздействия на него предлагвв 4Ой и известных жидкостей для ГРП и их прокачивающих способностях приведены в табл.2.

Данные табл.2 показывают, что коэффи- 35 циент восстановления первоначальной проницаемости керна, обработанного предлагаемой жидкостью, очень высокий и составляет 93,8-98,47. в то время как у известных жидкостей он в два раза ниже, 40

Следовательно, после воздействия предлагаемой жидкостью на пласт поровое пространство пласта не будет закольматированным, и продуктивность скважины не ухудшится.. 45

Прокачивающая способность предлагаемой жидкости для ГРП высокая Й составляет 72,5-73,3 см /с, т,е. близка к з прокачивающей способности воды, для которой она равна 73,5 см /с. 50

Данные о.технологических показателях свойств предлагаемой и известных жидкостей для I РП после взаимодействия их с нефтяными флюидами приведены в табл.З, Данные, приведенные в табл.3, показывают, что при взаимодействии известных жидкостей с нефтью образуются стойкие эмульсии. Это доказывается резко снижающейся фильтратоотдачей образующегося материала (у прототипа с 14,0 до 5 5 смз) и повышением пластической вязкости (с 4 до.

8 мПа с), что характерно для образующихся эмульсий. В то время как у предлагаемой жидкости все технологические свойства после взаимодействия ее с нефтью остаются практически на первоначальном уровне, т.е. стойких эмульсий не образуется.

Формула изобретения

Жидкость для гидравлического разрыва пласта, включающая лигносульфонаты, неорганическую соль калия;водорастворимый полимер и пластовую воду, о т л и ч а ю щ ая с я там, что, с целью повышения ее эффективности за счет исключения образования в пласте трудноизвлеквемых стойких эм;льсий и эа счет повышения-степени восстановления первоначальной проницаемости пласта при Одновременном улучшении ее прокачиваемости, снижении фильтратоотдачи. сохранении низкого гидравлического сопротивления и СОкра

ЩЕНИИ ПРИ ЭТОМ СТОИМОСТИ ЖИДКОСТИ, ОНЭ дополнит льно содержит поверхностноактивное вещество марки МЛ-80 на основе сульфоната и сульфонола, а в качестве лигносульфонатов, неорганической соли калия и водорастворимого полимера содержитсоответственно сульфитспиртовую дрожжевую барду, хлорид калия и полиакриламид при следующем оотношении ингредиентов; мас. :

Сульфит-спиртовая дрожжевая барда 31,72-39,76

Хлорид калия 3,37-6,92 .Полиакриламид 0,05-0,12

Указанное поверхностно-активное вещество марки МЛ-80 0.03-0,15

Пластовая вода . . Остальное

1710710 и д "

)CO«m

Ь а ОС:

ФФО см и

Ф СС

Ф v

Ф Ф

z <

/ о

I.

K у О.

3 с

? ? mC

? Ф и о 3

С- О а g

О у З с

3:»О> м

* CC

43

Ф

Ф Ф

I о

Щ аco ?

«сЮ ЪС

Д к**

R ?о - " о о

% .д сО «Р

Ф CQ

u cI

°, 6l о

CD

CD о

С»

T !

CV »

Л

«Ц("7

О X

?»

« О IC с

М

«

М

3(Ф

О

«3

I7l

О, Ь О щ 6l

М»

LA

С 4

CO

CO

О с

fв

Ф

О

«?

Ф

? в ф» о

0 4

О.

SC о

CD

С, о

С Ъ о

С9 ь

С

9 о

З.

Ю I»

CO V

«О

V lC

О 6С

О е

3(О

О

lC

Ф

X

М

О

C

N OC

Б X

a C:

Д щ CD

С-с 8 а

О

LA О СЧ LA LA СО о сч ь с ъ оо оо вов

IA LA О П1 СЧ

СЧ В -Ье-а-

„о,„о о

С,> С Ъ ("Ъ С Ъ ь @ ео вс ъс ъ с ъ

ICDÑ0ÅÅOO

° м е- ч -. СЧ CV аа.6.ММ4.6 СС С СФ

Ф CO CO CO ф Щ CO

vuvuuvv

«««

000 0000 ьвовььсь оо о ° ооооооо

СЧ Е) - О С"Ъ иЪ СО оо оооооооо соосчсчо

-MI ЕЕ

С Ъ С Ъ M LA CD CD I »

О СЧ r I СЧ СО СЧ

В -»СЪeOI I e = - СЧ СО .- Е аСЪ С Ъ 0Ъ С Ъ С9 С9 Ь.6

I»

В

М

И

С Ъ о

Ol

LO

О

О

М 1710710

Таблица 2 теаца З

Составитель Т,Юшкина

Техред ММоргентал Корректор Н.Ревская

Редактор М.Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3t8 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж-35, Раушская нвб„4/5