Типи робочих рідин та наповнювачів, які використовуються в процесі гідравлічного розриву пласта

В якості робочих рідини для ГРП використовують вуглеводневі рідини (сиру високов'язку нафту, гас або дизельне паливо, загущенні милом, нафто-кислотні емульсії та ін.) і загущені водяні розчини (вода, розчини соляної кислоти та ін.). Вуглеводневі рідини застосовують в нафтових свердловинах, а водяні розчини - в нагнітальних.

Вибір рідини розриву визначається відповідно до геолого-експлуатаційної характеристики свердловини, тобто з урахуванням в'язкості і фільтраційних властивостей. Вибір рідини-пісконосія - здатністю свердловини утримувати пісок в зваженому стані. Головним чином в якості рідини розриву і рідини-пісконосія застосовують одну й ту ж рідину.

На практиці в якості робочої рідини широко використовують емульсії (гідрофобну і гідрофільну водо-нафтову, нафто або гасо-кислотні й ін.).

Робочі рідини (рідина розриву, рідина-пісконосій і продавлювальна рідина) повинні задовольняти наступним вимогам:

1) при нагнітанні в пласт вони не мають знижувати абсолютну і фазову проникності породи;

2) не мають містити механічних домішок, котрі не відносяться до процесу гідравлічного розриву пласта;

3) при зіткненні з пластовими рідинами і породою пласта вони не повинні утворювати нерозчинних опадів;

4) вони мають володіти властивостями, котрі забезпечують якнайповніше видалення опадів з тріщин і пористого простору порід;

5) в умовах оброблюваного пласта в межах часу проведення процесу гідравлічного розриву в'язкість робочих рідин повинна бути стабільною.

В якості рідини-пісконосія відповідно до характеристик порід пласта рекомендується застосовувати в'язкі рідини, котрі слабо фільтруються, а в якості продавлювальної рідини - малов'язкі нафти або воду, котра оброблену ПАВ. Продавлювальна рідина за любих умов повинна володіти мінімальною в’язкістю і сприяти відмиванню пласта від рідини-пісконосія.

Пісок (або інші типи наповнювачів) при проведенні ГРП застосовують для закріплення тріщин і збереження їх високої проникності після здійснення розриву і зниження тиску.

Щоб утримати тріщину в розкритому стані, наповнювач повинен володіти достатньою міцністю і не руйнуватися при стисненні тріщини. Стійкість піску залежить від навантаження, фракційного складу і концентрації його в тріщині, фізичної міцності і сортності. Тому твердість піску повинна бути вищою за твердість порід пласта, що піддається ГРП.

Пісок повинен бути добре відсортований і не містити пилових, мулових, глиняних та карбонатних частинок.

У випадку проведення багаторазового гідравлічного розриву пласта в якості наповнювачів застосовують пружні пластикові кульки або закупорювальні матеріали.

На початку проводять ГРП за звичайними технологіями, а потім до рідини, котра надходить до трубопроводу додають пластикові кульки діаметром 12-18 мм з густиною, котра приблизно є рівною густині оточуючого середовища. Кульки мають здатність до перекриття перфораційних отворів. Під час надходження рідини-носія наповнювача кульки спрямовуються до тих отворів, де швидкість потоку рідини є найбільшою (так як це зона інтервалу розриву ці отвори мають найкращу проникливість) і, впираючись в них, перекривають їх. При цьому зменшується або, навіть, припиняється надходження рідини до даної тріщини. Надалі тиск на забої зростає, що спричиняє утворення нових тріщин.

В якості закупорювальних матеріалів використовують зернистий парафін, нафталін або інші речовини, котрі мають здатність вимиватись або розчинятись у рідині з часом. Технологія використання така ж сама, як і у кульок – тріщини з гарною проникністю закупорюються, що призводить до підвищення тиску та утворення нових тріщин. При цьому закупорювальні речовини або розчиняються у нафті з часом або вимиваються зі свердловини.