Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта — SU 1765365 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 А г 51)5 Е 21 В 33/13 ЕТЕ 54) ЖИДКОС ГИДРАВЛИЧ 57) Сущность держит, мас.0 24,51-27,10; и ство МЛ - 80 н нола 0,03-0,1 минерализова ТЬ-ПЕСКОНОСИТЕЛЬ ДЛЯ ЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТАизобретения; жидкость со: спиртовая дрожжевая барда оверхностно-активное веще- а основе сульфоната и сульфо; хлорид калия 3,98-4,21; нная вода остальное, 3 табл,и научно-исс институт неф дова, Г.А,Чупекови глубокопроразрыва пла. М,: 1988,ределяет при введении в нее быстрое его осаждение,Известна жидкость-песконо гидравлического разрыва пласта щая карбоксиметилцеллюлозу ( маты, ли гносул ьфо наты, сол ь хл кислоты и воду при следующем нии ингредиентов, мас, ; КМЦ 1 маты 1 - 3; лигносупьфонаты 0,2 хлорноватой кислоты 0,75 - 2,1; в 00 песк нефти вличе- метозону яных и ь, собарду соот- итнондя жидкостьт недостаточную особность, пос оставляет, 0,6 г/ падения зерен пе ит к полному о известная жидк высокий показа м за 30 мин), отфильтровыван еды в пласти за песконосительпескоудержиольку стабильмз, а скорость (Лка - 0,325 см/с,еданию песка,сть-песконосиель фильтроотто приводит кию его дисперрязнению плаТакая жидкость-песконоситель посл задавки в трещины гидроразрыва позволяе достичь восстановления первоначально ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Инструкция по технологиникающего гидравлическогоста РД 39 - 01470 35-236 -с,16-17. Изобретение относится к добычеи газа и предназначается для гидраского разрыва пласта при вторичныхдах воздействия на призабойнуюпродуктивных пластов нефтяных, водгазовых скважин,Известна жидкость-песконосителдержащая сульфитно-спиртовую(ССБ) и пресную воду при следующемношении ингредиентов, мас,0; сульспиртовая барда 82, преснаяостальное. 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 УВ 1 оо = 32 с) скорость свободного падения зерен песка составляет 0,374 см/с. Стабильность данной жидкостипесконосителя составляет 0,7 г/см, что опИзвест также имее вающую сп ность ее с свободного что приводКроме того, тель имеет дачи (11 с частичному сионной ср ситель для , содержа- КМЦ), хроорноватой соотноше-2,5; хро - 07; соль ода осталь(;Ьпроницаемости пласта лишь на 38,4 - 40,7 ф, 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), 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 - 65,6, 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. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 сульфоната и сульфонала МЛ - 80 0,03 - 0,11; 55 хлорид калия 3,98 - 4,21; минерализованная вода остальное.В табл,1 приведены показатели свойств данной и известных жидкостей-песконосителей для гидравлического разрыва пласта. 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 - 80. хлорид калия и минерализованную воду при следующем соотношении ингредиентов, мас, спиртовая дрожжевая барда 24,51 - 27,10; поверхностно-активное вещество на основе В табл.2 приведены показатели свойствданной жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта при совместимости с нефтью.В табл.3 приведены показатели свойствданной жидкости-песконосителя от влиянияразличных ПАВ.Пример, иллюстрирующий изобретение,При проведении лабораторных испытаний были использованы следующие вещества,Спиртовая дрожжевая барда - отходцеллюлозно-бумажного производства по ТУ13-0281036 - 05 - 89 (технические лигносульфонаты), массовая доля сухих веществ47,8 (ТУ 13 - 0281036 - 05 - 89), Густая, коричневого цвета жидкость, в опытах разбавляли технической водой (18 ) до условнойвязкости 65 с и плотности 1220 кг/м,Хлорид калия - кристаллический порошок белого цвета, ГОСТ 4234 - 77,Поверхностно-активное вещество МЛ 80 (ТУ 84-509-1-82) - многокомпонентнаясмесь ионогенных и неионогенных ПАВ разного химического строения следующего состава, мас,%;Сульфонат или волгонат 60Сульфонол 30Смачиватель ДБ илисинтанол ДТ - 7 илисинтамид 5 7,5Оксифос 2,5ПАВ МЛ - 80 - маслянистая жидкостькоричневого цвета,При проведении испытаний были использованы пластовая (минерализованная)вода хлоркальциевого типа плотностью1183 кг/м, жесткостью 1800 мг-экв/л, обзщей минерализацией 260 г/л состава мгэкв/л: катионов: Ка - 3209, Са - 1055,Мц - 379; анионов; СГ - 4660, 304 - 11,8;СОз - 1,8, и техническая вода с жесткостью5 мг-экв/л, а также кварцевый песок маркиГС - ПК по ТУ 39 - 982 - 84,Данную жидкость-песконоситель готовят путем добавления к спиртовой дрожжевой барде, предварительно разбавленнойтехнической водой (18 ) до условной вязкости 65,с, пластовой (минерализованной) воды, в которую предварительно введеныхлорид калия и поверхностно-активное вещество МЛ - 80. Полученную смесь перемешивают на лабораторной мешалке 0,5 ч.В ходе лабораторных испытаний определяют следующие показатели свойств данной жидкости-песконосителя: условнуювязкость, фильтроотдачу, коэффициент восстановления первоначальной проницаемости керна,1765365К роме того, определяют пескоудержи- диаметр 2 см) наливают 20 мл четыреххловающую способность данной жидкости-пе- ристого углерода. Сверху до полного объемасконосителя. Этот показатель определяют наливают предварительно перемешаннуюна лабораторной мешалке данную жидПо первому способу измеряют ста кость-песконоситель. Затем в стекляннуюбильность данной жидкости с 50 ф/,-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 дробьдования берут кварцевый песок, который диаметром 2 мм (вес 0,1509), или диаметромиспользуют в качестве закрепителя трещин 10 5 мм(вес 0,877 г). Одновременно отмечаютпри гидроразрыве пласта, Стабильность из- время свободного падения песчинки илимеряют в состоянии покоя и в динамике дроби вчетыреххлористом углероде. Скороследующим образом, В стакан вместимо- сть свободного падения в данной жидкостистью 300 ммм наливают 200 см даннойжид- песконосителе зерен песка или дробизкости-песконосителя. Затем в этот стакан 15 определяют через 0,5; 2; 24 ч после ее принасыпают 50 песка от объема песконоси- готовления путем делейия длины стеклянтеля и перемешивают на лабораторной ной трубки (65 см) на время свободногомешалке 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 скорость24 ч, По истечении этого времени определя- свободного падения зерен песка или дроби,ют плотность нижней и верхней частей пес- тем выше пескоудерживающая способностьконосителя. 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 перепадена 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 диаметр отверстия которого 3 мм, Воронквании их на лабораторной мешалке в вколбекрепятприпомощирезиновойпробтечение 5 мин со скоростью 400 об/мин. ки. При закрытом кране в воронку наливаютПри этом песок равномерно распределяет см жидкости-песконосителя, Затемся по объему стакана. Оседание песка на включают вакуумный насос и создают раздно стакана у данной жидкости-песконоси режение в колбе Бюхнера до постоянноиел не наблюдается, что также свидетель- величины на вакуумметре. После этого отспствует о ее высокой пескоудерживающей крывают кран воронки и одновременособности, После перемешивания дан- включают секундомер, После вытекания изной 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 выключаютпикнометром 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 даннойо пескоудерживающей способности жидко жидкости-песконосителя УВ 1 оо = "капает"сти-песконосителя в движении, Чем мень- составляет 65,8 с /с, Псм с, ро качи ваемостьше разница в плотностях между верхней и данной жидкости-песконосителя близка книжней частями предложенной жидкости, прокачиваемости во ы (73,5 см / ),тем больше иее пескоудерживающая способ- мысловых условиях исключает чрезмерныйность, В 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 исследованиядерживающей способностью при движении совместимости данной жидкости-песконои в покое,По втсителя с нефтью, Для этого к данной жидкоо второму способу пескоудержива сти-песконосителю приливают 10 нефти,ющую способность данной жидкости-пе- после чего смесь перемешивают на лаборасконосителя определяют по скорости торной мешалкевтечение 0,5 ч,свободного падения в ней зерен песка илидроби, Для этого встекляннуютрубкус ниж- ке 10 нефти к данной жидкости-пескононим краном(длинатрубкисоставляет 65 см, сителю образуется смесь однородная без1765365 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. о/0: сгустков и без осадков. При этом условная вязкость смес." снижается до УВ 1 оо = 25 с, 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 содержазнии в ней песка в объеме 50%, а также низкой фильтроотдачей 0,3 - 0,6 см за 30змин при 6 Р = 0,1 МПа, высокой степенью 15 восстановления первоначальной проницаемости пласта от 90,3 п до 93,4 бь, Данная жидкость-песконоситель является экологически чистой, Использование данной жидкости-песконосителя позволяет не менее 20 чем на 25-40 О/ повысить эффективность гидроразрыва пласта.Формула изобретенияЖидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, содержащая лигно Спиртовая дрожжеваябардаПоверхностно-активноевещество МЛна основе сульфоната и сульфонолаХлорид калияМинерализованнаявода 24,51 - 27,10 0,03 - 0,11 3,98 - 4,21 Остальное,Таблица Данине о содермани ингредиентов и свойствзк дачнойносителем для гидравлического рззрмаа пластаКнгоебиентньта состав мас.2 и известной кидкостем.леско. ПокаэатПрока- чиваеОР щ0,05 НПа,э/,елн свойств СДБ (а пересчете нв основное веаество) Парво- начальная прсницаам.керна,нкмэ НЛПлотность кг/мэ Статическое напрям,свеига, Па Опмт Коз оФ.осст.первомаи.проницаемос.ти, 2 Фильтреотдачаэа 30 нмнПри др м" 7ная вяэ-(остьУбм,Нинерали.эоаамаявола Хлормдкалия Пескохаеомиващая способностьеСта. Скорость свободного падениябиль зерен песка, см/сность - -- - ----к сод. песчинка дробь дробьпеска б 2 м 4 2 ин К 5 нн502,г смэиО 1 ГСа,- ы (Щ("Данная мидкость.песконосмтель 90,8 89,7 92,7 91,290,3 93,0 Э 2,8 93,4 93,1 93,2 92,9 93,5 1203 2 Э 9 1,0 0 0 0,1915 0,1197 0,2569 0,1925 0,1194 0,2567 0,2569 0,1917 0,1900 О,990 0,2567 0,1971 72 е 0,379 Зависает Зависает 0,152 0,144 0,374 0,03 -и 2 29,09 и 1202 280 0,8 3 79 0 0 72,5 1,45 72,0 0,84 72,0 2,9 65,5 2,32 65,4 20,0 65,8 18,9 65,6 0 73,2 0,87 0,58 1,45 0,87 16,0 15,4 0 0 О, 089 "фиО, 0960,075 "ч 0,084 -и 0,084 -и 0,0980,450,462 -и 3,98 0,03398 О,14,13 О,ОЗ4,14 0,114,21 0,034,21 о,14,27 0,034,27 0,12 448 С,б580 0,5 562 0,4 иКапаетн 0,4 780 О З 44 1,5 38 1,2 н н 27,1027,0625,3325,3024,5224,5123,7623 77ЛСТ тавр"дне марки-Т21,32и и ч 3 4 5 6 7 8 9 10 11 О, 019 0,027 0,004 0,006 0,002 0,005 О, 29 0,41 1201 1200 1198 1197 1197 1196 11 ЭБ 11 Э 5 и ч н 196 120 Фильтру,42 3,466,0ется пол- ностьо 3,1 0,04 0,154 0,58 35,9 0,172 0,101 0,203 Кзвестнме ло аналоган яидкости песканосителя1197 32 2,5 0 0 55,6 12 82 0,0649 32,9 0,700 6,5 21,67 32,5 Преснаяводаост,КНЦ 0,1744 40,7 13 КССБ(Лнгно- сульФомати) 0,70 КОТ оа Кроа 1044 45 11,0 0 О 13,9 Нзвестная по прототмту инакость-песионоситель 18,57 2,1 3,0 2,50 ост. Пласт, юдзялоркальчцмевоготипа - ост. 2,00,91 1,48 60 14СС 644,0 0,1783 0,2264 49,4 65,6 КаС 112 о,а 5 О,о 9 о,озо 1206 268 0,31 П р и м е ч а н и е, Прокачмваеность води - 73,5 смэ/с. 1 29,12 З,ЗО 0,01 . Остальное 0,0664 38,4 0,600 0,325 5,4210 1765365 Таблица 2 Свойства данной жидкости"песконосителя для гидравлического разрыва пласта при совместимости с нефтью Опыт Состав, мас. 6 Свойствадинами фильтро ПлотУсловная ностькг/мз вязкостьУВеоо тс отдачи смзческаявязкость,сПз Ф тСДБ 25,33 т ПАВ ИЛ0,03; КС 1 4,13; минерализованная вода остальное 1198 580 Ф Ф Ф т и ФФЕ 2900 От 5 125 1,0 1,45/2,9 0,075 2 Состав 1 + 106 нефти 1100 25 0,21/0,4Е Ф Е Ф ФВ ЕЕВ таблица 3 олияиие различиях Пдо иа показатели свойств данной кидкости пакомоягеля для гщвравлиюского разрмва пласте Имгредиемтивд отазив,г Показатели свойств тт Пескоудермиваееая сгюсобмость Опит Оильтроотдача, за 30 мии при ПР0,1 Лйа, смэ Статическое Плотностькг/мэ Условиая вязкость,Уо ,с Хло"ридка.лия Пииеиапряиеиие сдвига, Па рализоваииая вода Скорость саободьюго падеимя верна песка, см/с Стабмльность ссодериаиием пес.ка 504 Фг/сэ яесчиика дробь дробь б 2 мм б 2 мм б 5 им еес вес вес 0,0064 г 0,1509 г 0,877 г эа за 1 мии 0 мии0,075 Зависает Зависает 0,004 1 З Ост. 1198 5 ЕО 65,8 О,5 1,45 2,9 О,2569 зг,о 25,33 0,03 4 О,е ; 1,з 7 г,78 0,0724 68,4 о,о 87 -"- -"- о,оо 6 Ост. 1198 574 55,6Ост, 1198 582 52,08 2 25,33 3 25,33 1,28 2,6 0,0687 63,4 0,094 -Ф- -фФ,009 0,6 40 50 Составитель ЭФЧеревковаТехред М,Моргентал Корректор И.Шулла Редактор Заказ 336 2 Тираж Подписноем и отк ытиям при ГКНТ СССРВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент" р д, у .и