Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта

 

Сущность изобретения: жидкость содержит , мас.%: спиртовая дрожжевая барда 24,51-27,10; поверхностно-активное вещество МЛ-80 на основе сульфоната и сульфонола 0,03-0,11; хлорид калия 3,98-4,21; минерализованная вода остальное. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"V ,(I(л ,Ы (Ж (21) 4808444/03 (22) 02.04.90 (46) 30.09.92. Бюл, KL 36 (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Н,И.Крысин, Т.А.Скороходова, Г.А,Чуприна, С.B.Мэтяшов и Д.М.Узбеков (56) Инструкция по технологии глубокопроникающего гидравлического разрыва пласта РД 39 — 01470 35-236 — 89. М.: 1988, с,16-17.

Изобретение относится к добыче нефти и газа и предназначается для гидравлического разрыва пласта при вторичных методах воздействия на призабойную зону продуктивных пластов нефтяных, водяных и газовых скважин, Известна жидкость-песконоситель, содержащая сульфитно-спиртовую барду (ССБ) и пресную воду при следующем соотношении ингредиентов, мас,%; сульфитноспиртовая барда 82, и ресная вода остальное.

Указанная жидкость-песконоситель имеет недостаточную пескоудерживающую способность. Так, при содержании в смеси

ССБ, пресной воды даже в количестве 8% и полученной вязкости 554 сПз (исходная вязкость ССБ составляла 2305 сПз) скорость падения зерен песка размером 1 мм составляет 0,102 см/с, а при содержании пресной воды в количестве 18% (т.е. при вязкости

123,6 сПз или УВ1оо = 32с) скорость свободного падения зерен песка составляет

0,374 см/с. Стабильность данной жидкостипесконосителя составляет 0,7 гlсм, что оп Ы 1765365 А1 (54) ЖИДКОСТЬ-ПЕСКОНОСИТЕЛЬ ДЛЯ

ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА (57) Сущность изобретения; жидкость содержит, мас.%: спиртовая дрожжевая барда

24,51-27,10; поверхностно-активное вещество МЛ-80 на основе сульфоната и сульфонола 0,03 — 0,11; хлорид калия 3,98 — 4,21; минерализованная вода остальное. 3 табл, ределяет при введении в нее 50% песка быстрое его осаждение, Известна жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, содержащая карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), хроматы, лигносульфонаты, соль хлорноватой кислоты и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас,%; КМЦ 1,0 — 2,5; хроматы 1 — 3; лигносупьфонаты 0,2-0,7; соль хлорноватой кислоты 0,75 — 2,1; вода остальное, .

Известная жидкость-песконоситель также имеет недостаточную пескоудерживающую способность, поскольку стабильность ее составляет 0,6 гlсм, а скорость свободного падения зерен песка — 0,325 см/с, что приводит к полному оседанию песка, Кроме того, известная жидкость-песконоситель имеет высокий показатель фильтроотдачи (11 см за 30 мин), что приводит к частичному отфильтровыванию его дисперсионной среды в пласти загрязнению пласта, Такая жидкость-песконоситель после задавки в трещины гидроразрыва позволяет достичь восстановления первоначальной

1765365

55 проницаемости пласта лишь на 38,4 — 40,7%, в результате чего она будет только частично вымываться пластовым флюидом, нефтью или водой из пластовых трещин, остальная же ее часть будет кольматировать поровое пространство песчаника, снижая продуктивность или приемистость скважин. Тем самым она не позволяет достичь наиболее полного восстановления первоначальной проницаемости пласта, Наиболее близкой по технической сущности является жидкость-песконоситель на основе сульфит-спиртовой барды, поваренной соли и пластовой воды хлоркальциевого типа.

Известная жидкость-песконоситель имеет недостаточную пескоудерживающую способность в виду ее низкой стабильности (стабильность ее при содержании песка

50% составляет 0,45 г/см, скорость свободного падения зерен песка 0,019 см/с), что приводит к полному оседанию песка, Кроме того, такая жидкость-песконоситель имеет высокий показатель фильтроотдачи (2,0 м за 30 мин),l что приводит к частичному отфильтровыванию его дисперсионной среды в пласт и тем самым к загрязнению пласта, .Наряду с этим, известная жидкость-песконоситель после ее задавки в трещины гидроразрыва, позволяет достичь восстановления первоначальной проницаемости пласта лишь на 49,4 — 65,6jo, в результате чего она будет только частично вымываться пластовым флюидом, нефтью или водой из пластовых трещин, остальная же ее часть будет кольматировать поровое пространство песчаника, снижая продуктивность или приемистость скважин.

Целью изобретения является повыше.ние пескоудерживающей способности, снижение фильтроотдачи и увеличение степени восстановления первоначальной проницаемости пласта после выполнения работ в скважине, Жидкость-песконоситель по изобретению включает спиртовую дрожжевую барду, поверхностно-активное вещество на основе сульфоната и сульфонала МЛ вЂ” 80. хлорид калия и минерализованную воду при следующем соотношении ингредиентов, мас,%; спиртовая дрожжевая барда 24,51 — 27,10; поверхностно-активное вещество на основе сульфоната и сульфонала МЛ вЂ” 80 0,03 — 0,11; хлорид калия 3,98 — 4,21; минерализованная вода остальное.

В табл,1 приведены показатели свойств данной и известных жидкостей-песконосителей для гидравлического разрыва пласта.

В табл.2 приведены показатели свойств данной жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта при совместимости с нефтью.

В табл.3 приведены показатели свойств данной жидкости-песконосителя от влияния различных ПАВ.

Пример, иллюстрирующий изобретение.

При проведении лабораторных испытаний были использованы следующие вещества, Спиртовая дрожжевая барда — отход целлюлозно-бумажного производства по ТУ

13-0281036 — 05 — 89 (технические лигносульфонаты), массовая доля сухих веществ

47,8% (ТУ 13 — 0281036 — 05 — 89), Густая, коричневого цвета жидкость, в опытах разбавляли технической водой (18 j) до условной вязкости 65 с и плотности 1220 кг/м, Хлорид калия — кристаллический порошок белого цвета, ГОСТ 4234 — 77, Поверхностно-активное вещество МЛ80 (ТУ 84-509-1-82) — многокомпонентная смесь ионогенных и неионогенных ПАВ разного химического строения следующего состава, мас,%:

Сульфонат или волгонат 60

Сульфонол 30

Смачиватель ДБ или синтанол ДТ вЂ” 7 или си нта мид-5 7,5

Оксифос 2,5

ПАВ МЛ вЂ” 80 — маслянистая жидкость коричневого цвета.

При проведении испытаний были использованы пластовая (минерализованная) вода хлоркальциевого типа плотностью

1183 кгlм, жесткостью 1800 мг-экв/л, обз щей минерализацией 260 г/л состава мгэкв/л: катионов: Ка — 3209, Са — 1055, Mg — 379; анионов: CI — 4660, S04 — 11,8;

СОз — 1,8, и техническая вода с жесткостью

5 мг-экв/л, а также кварцевый песок марки

ГС вЂ” ПК по ТУ 39 — 982 — 84, Данную жидкость-песконоситель готовят путем добавления к спиртовой дрожжевой барде, предварительно разбавленной технической водой (18%) до условной вязкости 65,с, пластовой (минерализованной) воды, в которую предварительно введены хлорид калия и поверхностно-активное вещество МЛ вЂ” 80. Полученную смесь перемешивают на лабораторной мешалке 0,5 ч.

В ходе лабораторных испытаний определяют следующие показатели свойств данной жидкости-песконосителя. условную вязкость, фильтроотдачу, коэффициент восстановления первоначальной проницаемости керна, 1765365

К роме того, определяют пескоудержи- диаметр 2 см) наливают 20 мл четыреххловающую способность данной жидкости-пе- ристого углерода. Сверху до полного объема сконосителя. Этот показатель определяют наливают предварительно перемешанную на лабораторной мешалке данную жидПо первому способу измеряют ста- 5 кость-песконоситель. Затем в стеклянную бильность данной жидкости с 50 /-ным трубку опускают предварительно смоченсодержанием песка и по ней судят о пес- ную предложенной жидкостью песчинкудикоудерживающей способности, Для иссле- аметром 2 мм (вес 0,0064 г) или дробь дования берут кварцевый песок, который диаметром 2 мм (вес 0,1509), или диаметром используют в качестве закрепителя трещин 10 5 мм (вес 0,877 г). Одновременно отмечают при гидроразрыве пласта, Стабильность из- время свободного падения песчинки или меряют в состоянии покоя и в динамике дроби вчетыреххлористом углероде. Скороследующим образом, В стакан вместимо- сть свободного падения в данной жидкостистью 300 м мм наливают200см даннойжид- песконосителе зерен песка или дроби з кости-песконосителя. Затем в этот стакан 15 определяют через 0,5; 2; 24 ч после ее принасыпают 50 песка от объема песконоси- готовления путем деления длины стеклянтеля и перемешивают на лабораторной ной трубки (65 см) на время свободного мешалке со скоростью 400 об/мин. По- падения. По этому показателю судят о песлученную смесь в объеме 100 см наливают коудерживающей способности жидкостив цилиндр и оставляют в покое на 0,5; 2 и 20 песконосителя. Чем меньше скорость

24 ч, По истечении этого времени определя- свободного падения зерен песка или дроби, ют плотность нижней и верхней частей пес- тем выше пескоудерживающая способность коносителя. По разности плотностей жидкости-песконосителя, вычисляют стабильность. Стабильн сть Проводили также исследования прокаданной жидкости-песконосителя выс (ая, 25 чиваемости данной жидкости-песконоситет.к, содержащийся в ней песок не оседает ля на вакуумной установке при перепаде на дно, а равномерно зависает в объеме давления 0,05 МПа. Для этого в колбу Бюхжидкости. нера, соединенную с вакуумным насосом, Стабильность данной жидкости с пес- помещают делительную воронку с краном, ком в динамике определяют при перемеши- 30 диаметр отверстия которого 3 мм, Воронк вании их на лабораторной мешалке в вколбекрепятприпомощирезиновойпробтечение 5 мин со скоростью 400 об/мин. ки. При закрытом кране в воронку наливают

При этом песок равномерно распределяет- 250 см жидкости-песконосителя, Затем ся по объему стакана. Оседание песка на включают вакуумный насос и создают раздно стакана у данной жидкости-песконоси- 35 режение в колбе Бюхнера до постоянно и ел не наблюдается, что также свидетель- величины на вакуумметре. После этого отсп ствует о ее высокой пескоудерживающей крывают кран воронки и одновремен особности, После перемешивания дан- включают секундомер. После вытекания из но ной жидкости-песконосителя с 50/ -ным со- воронки всего объема жидкости-песконосидержанием песка смесь наливают в "40 теля секундомер останавливают и опредецилиндр на 100 см и сразу же определяют ляют время вытекания. Затем выключают пикнометром плотность верхней и нижней вакуумный насос и вычисляют скорость вычастей содержимого цилиндра. По разности текания жидкости-песконосителя. Этот поплотностей верхней и нижней частей судят казатель при условной вязкости данной о пескоудерживающей способности жидко- 45 жидкости-песконосителя УВ1оо = "капает" сти-песконосителя в движении. Чем мень- составляет 65,8 с /с. П см с. рокачиваемость ше разница в плотностях между верхней и данной жидкости-песконосителя близка к нижней частями предложенной жидкости, прокачиваемости во ы (73,5 см / ), тем больше и ее пескоудерживающая способ- мысловых условиях исключает черезмерный ность, B том случае, если плотности верхней 50 рост давления и поломку насосных агрегаи нижней частей равны, то жидкость-песко- тов. носитель будет обладать 100,-ной пескоу- Кроме того, проводят исследования держивающей способностью при движении совместимости данной жидкости-песконои в покое.

По вт сителя с нефтью. Для этого к данной жидкоо второму способу пескоудержива- 55 сти-песконосителю приливают 10/, нефти, ющую способность данной жидкости-пе- после чего смесь перемешивают на лаборасконосителя определяют по скорости торной мешалке в течение 0,5ч, свободного падения в ней зерен песка или дроби, Для этого в стеклянную трубку с ниж- ке 107 нефти к данной жидкости-пескононим краном(длинатрубкисоставляет65см, сителю образуется смесь однородная без

1765365 сульфонаты, хлорид щелочного металла и минерализованную воду, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения пескоудерживающей способности, снижения фильтроотдачи и увеличения степени восстановления первоначальной проницаемости пласта после выполнения работ в скважине, жидкость дополнительно содержит поверхностно-активное вещество МЛ—

80 на основе сульфоната и сульфонола, причем в качестве лигносульфонатов содержит спиртовую дрожжевую барду, а в качестве хлорида щелочного металла — хлорид калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сгустков и без осадков. При этом условная вязкость смес." снижается до УВ3(3(3 = 25с. в результате чего смесь теряет удерживающую способность, Благодаря этому, предложенная жидкость-песконоситель при ее 5 использовании легко вытесняется нефтью из пласта и тем самым не ухудшает его коллекторские свойства.

Как следует из табл,1, предложенная жидкость-песконоситель обладает высокой 10 пескоудерживающей способностью со стабильностью 0,075 — 0,098 г/см при содержаз нии в ней песка в объеме 50%, а также низкой фильтроотдачей 0,3 — 0,6 см за 30 з мин и рих Р = 0,1 МПа, высокой степенью 15 восстановления первоначальной проницаемости пласта от 90,3 до 93,4, Данная жидкость-песконоситель является экологически чистой, Использование данной жидкости-песконосителя позволяет не менее 20 чем на 25-40 повысить эффективность гидроразрыва пласта.

Формула изобретения

Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, содержащая лигно- 25

Спиртовая дрожжевая барда

Поверхностно-активное вещество МЛ-80 на основе сульфоната и сульфонола

Хлорид калия

Минерализованная вода

24,51 — 27,10

0,03 — 0,11

3,98 — 4,21

Остальное, Таблица!

Даммме о содермам»и имгредмамтов и свойствак дамкой мосителеи дпя гидравлического разриаа пласта

Имгр8ебиемтмьта состав мас. 4 а и известкой кидкостем-пескоПокаэат

Прокачиваекость

ЬР

0,05 МПа, э/с елм свойств

----ГСДБ (а пересчете ив основное веаество) Парвомачальмая прОмицааи. керна, икиэ

ПДВ

МП-8 О

Плотность кг/иэ

Статическое мапрям.сдвига, fla

Опят

Коэае. юсст. первомаи. промицаеиости, 2

Оипьтро отдача эа 30ммм при ДР

"-- 7 мая вяэ-1

«ость уь с

Мииерапиэоаамая вола

Хлорид калия

Пескохаеомиваюая способмость

Ста- Скорость саободмого падемия биль верам песка, см/с ность к сод. песчимка дрооь дробь песка б 2 м 4 2 ии К 5 мм

502, r смэ .7 и

Даммая мидкость-пескомосмтель

90,8

89,7

92,7

91,2

90,3

93,0

92,8

93,4

93,1

93,2

92,9

93,5

1203 2Э9

1,0 О 0

О, 1915

0,1197

0,2569

0,1925

0,1194

0,2567

0,2569

0,1917

0,1900

О,!990

0,2567

0,1971

72 5

0,379 Зависает Зависает 0,152

0,144

0,374

0,03

2 29,09 и

1202 280 0,8

3.79

О О 725

I,45 72,0

0,84 72,0

2,9 65,5

2,32 65,4

20,0 65,8

l8.9 65,6

О 73,2

О 73,3

0,87

0,58

l,45

0,87

16,0

15,4

О

0,089

0,О96

0,075

0,084

0,084

0,098

0,45

0,462

3,98 0,03

3,98 О, 11

4,13 0,03

4,14 0,11

4,21 0,03

4,21 0,11

4,27 0,03

4,27 0,12

448 С,Б

440 0,5

580 0,5

562 0,4

"Капаетм 0,4

780 0,3

44 1,5

38 1,2

II

II

1

27, 10

27,06

25,33

25.30

24,52

24,51

23.76

23.77

hCT Теердме марки-Т

2l,j2

1 е

4

6

8

О, 019

0,027

0,004

0,006

0,002

0,005

0,29

0,4!

1201

1198

1197

1197

1196

IIЭБ

IIЭ5

1196 120 Оипьтру- 1,42 3,4 66,0 ется полмостьо

З,ll 0,04

0,154

0,58

35,9 0,172 0,101 0,203

Известиме по амалогаи яидкостм пескаиосителя

1197 32 2 5 0 О 55 6

12 82

0,0649

32,9 0,700 6,5 21,67

32,5

Пресная вода ост.

КИЦ

0,!744 40,7

13 КССБ (Лигмосульаомати)

0,70

КОТ ОЭ ХЮе1044 45 11 ° О О О 13г9

Иэвестмая по прототюу имдкость-пескоиоситель

18,57

2,1 3,0 2,50 ост.

Пласт, юдз ялоркапьч циевого типа - ост.

20 091 148 60

14 СС6

44,0

О,!783

0,2264

49.4

65,6

КаС1

0,45 0,019 0,030

1206 268

0,31

f1 р и м е ч а м и е. Прокачивзеиость води - 73,5 сиэ/с.

1 29,12 3,80 0,01 . Остальное

0,0664 38,4 0,600 0,325 5,42

1765365

Та бл и ц а 2

Свойства данной жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта при совместимости с нефтью

Опыт

Состав, мас. 6

Свойства!

Динами- фильтроПлотУсловная ность, к /мз вязкость

УВеоо т с отдачи смЗ ческая вязкость, сПз

СДБ 25,33; ПАВ ИЛ-80 0,03; кс1 4,13; минерализованная вода остальное 1198 580

2900 0,5 l 25 1,0

1,45/2,9 0,075

2 Состав 1 + 106 нефти 1100 25

0,21/0,4 таблица3

Влияние разпицнмх IIA0 на показатели свойств данной видкостм пескомосмтеля для гидравлююского разрмва пласта

Имгреднеитивд состав,иас 2

Показатели свойств тт

Пескоудермиваомая сгюсобмость

Опмт

Статииесксе

Плот ность кг/мз

Условная вязкость, УО,с

Хлорид калия

Пименапрямемие сдвига, Па рализованная вода

Скорость саободьюго паденмя верна пеона, см/с

Стабмльность с содерианием песка 504, г/сиз яесминка дробь дробь

2 d 2 им б5мн еес вес вес

О 0064 г О 1509 г 0 877 г эа за

lиин О ими

llJI-80

0,075 Зависает Зависает 0,004

65,8 0,5 1,45 2,9 0,2569 92 Е

25,33 С,С3 4

Нео ол

î о3 4, 13

Тарик

0,03 4,13

О,е ; 1 37 2,78 о.0724 68 4 0 087 --- --- о,оов

Ост 1198 574 55,6

Ост. 1198 582 52,08

2 25,33

3 25,33

1,28 2,6 0,0687 63,4 0,094 -"- -"- 0,009

0,6

45

Составитель Э,Черевкова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шулла

Редактор

Заказ 336 2 Тираж Подписное м и отк ытиям при ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат Патент",, р д, у .

° I

" г, Ужго о, л.Гагарина, 101

СЛ6

УВ„,65с, плоти.

1220 кг/ит

Прокамивввность при ОР

С,С5ППа, сиз/с

Оильтроотдача, за 30 нин при ОР

С,! ЛПа, сиэ

Первонамальная про иицаемасть, керна, мкмэ

Ко зови циеит

° осот, проницаемости, 2!

Статич, напряж. сдвига, Па за

1/10 мин

Стабильность с сод.песка 50 г/смЗ

0,650 (песок осе" дает)