Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам, применяемым для гидравлического разрыва пласта, может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины. Технический результат - создание экологически чистого раствора на водной основе для гидравлического разрыва пласта с низкой фильтрацией и высокой пескоудерживающей способностью, малокомпонентного и состоящего из широко применяемых реагентов. Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта состоит из воды, карбоксиметилцеллюлозы и сшивающего агента. Новым является то, что в качестве карбоксиметилцеллюлозы она содержит карбоксиметилцеллюлозу КМЦ-700 и КМЦ-800, а в качестве сшивающего агента - феррохромлигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%: карбоксиметилцеллюлоза КМЦ-700 или КМЦ-800 1,3-1,5, феррохромлигносульфонат 1,3-1,5, вода - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам, применяемым для гидравлического разрыва пласта, также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины.

Известны эмульсионные составы жидкостей-песконосителей для гидравлического разрыва пласта, содержащие углеводородную фазу (газоконденсат, дизтопливо или нефть), водную фазу (минерализованную воду) и эмульгатор. /Патент РФ 2061853, патент РФ 2097547/. Такие составы экологически опасны, пожароопасны.

Современная тенденция в мировой практике заключается в расширении применения жидкостей разрыва на основе воды. /М. Кристиан и др. "Увеличение продуктивности и приемистости скважин". - М., Недра. 1985, - с.83/. Такие жидкости получают путем гелефикации пресной или минерализованной воды.

Наиболее близкой к заявляемому составу жидкости гидроразрыва является рецептура ВНИИКрнефти. Жидкость состоит из КМЦ, бихромата натрия, калия или аммония (сшивающего агента), лигносульфоната (восстановителя и регулятора времени гелеобразования) и соли хлорноватой кислоты (деструктора) при следующем соотношении компонентов, мас.%: КМЦ - 1 - 2,5 Хроматы - 1 - 3,0 Лигносульфонат - 0,2 - 0,7 Соль хлорноватой кислоты - 0,75 - 2,1 Вода - Остальное /Инструкция по технологии глубокопроникающего гидравлического разрыва пласта. РД 39-0147035-236-89. Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт имени академика А.П. Крылова - М. 1988, с.16-17/.

Эта жидкость содержит экологически опасные хроматы, многокомпонентна.

Задача, стоящая при создании изобретения, - увеличение продуктивности скважины после проведения гидроразрыва пласта.

Технический результат, достигаемый данным изобретением, - создание экологически чистого раствора на водной основе для гидравлического разрыва пласта с низкой фильтрацией и высокой пескоудерживающей способностью, малокомпонентного и состоящего из широко применяемых реагентов.

Поставленная задача и технический результат достигаются использованием жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта, состоящей из воды, карбоксиметилцеллюлозы и сшивающего агента, отличающейся тем, что в качестве сшивающего агента она содержит феррохромлигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ-700 или КМЦ-800 - 1,3 - 1,5 Феррохромлигносульфонат - 1,3 - 1,5 Вода - Остальное
Сравнительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая жидкость-песконоситель отличается от известной тем, что содержит в качестве сшивающего агента феррохромлигносульфонат при других количественных соотношениях реагентов. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Карбоксиметилцеллюлоза в заявляемой жидкости-песконосителе выполняет функцию гелеобразующей основы. Феррохромлигносульфонат служит сшивающим агентом. Этот реагент представляет собой органический (лигносульфонатный) комплекс с трехвалентным хромом и железом. При растворении в воде часть этих комплексов разлагается с выделением металлов, которые и производят сшивку карбоксиметилцеллюлозы. Вероятно ионы металлов одновременно координируют молекулы карбоксиметилцеллюлозы, не утрачивая связи с лигносульфонатом, в результате чего происходит образование прочного геля с хорошей пескоудерживающей способностью.

В тоже самое время такой механизм гелеобразования носит обратимый характер, повышение температуры до 80^oС приводит к его разрушению через 2 ч.

Однако это время достаточно для осуществления гидроразрыва. В заявляемом составе в сравнении с прототипом исключается применение специального разрушителя геля.

Таким образом, заявляемый состав компонентов в заявляемом соотношении проявляет новые качества и позволяет решить поставленную задачу, что позволяет сделать вывод об изобретательском уровне.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта в лабораторных условиях были приготовлены 5 составов (см. таблицу).

Технология приготовления сводится к следующему: в техническую воду при 25^oС вводится расчетное количество ФХЛС, перемешивается до полного растворения и затем вводится КМЦ постепенно, чтобы не образовывались комки. Далее состав перемешивается на миксере 30 минут со скоростью 500-1000 об/мин и оставляется в покое на 2-3 ч, за это время происходит образование геля.

Показатели геля определялись на стандартных приборах, статическое напряжение сдвига - прибор СНС-2, пластическая вязкость и динамическое напряжение сдвига - ротационный вискозиметр ФАНН 35А, время стабильности геля оценивалось по показаниям изменения вязкости на консистомере КЦ-5 при температуре 80^oС. Пескоудерживающая способность определялась при введении 50% песка фракции 0,5 мм от объема жидкости. В экспериментах использована КМЦ-700 Владимирского ЗАО "Полицелл" и ФХЛС (порошкообразный) импортного производства. Параметры прототипа взяты из Инструкция по технологии глубокопроникающего гидравлического разрыва пласта. РД 39-0147035-236-89. ВНИИ. - М., 1988, с.16.

Анализ таблицы позволяет сделать вывод о том, что оптимальные параметры геля получаются при заявляемом соотношении компонентов, мас.%:
КМЦ-700 - 1,3 - 1,5
ФХЛС - 1,3 - 1,5
Вода - Остальноеа

Формула изобретения

Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, состоящая из воды, карбоксиметилцеллюлозы и сшивающего агента, отличающаяся тем, что в качестве карбоксиметилцеллюлозы она содержит карбоксиметилцеллюлозу КМЦ-700 или КМЦ-800, а в качестве сшивающего агента - феррохромлигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ-700 или КМЦ-800 - 1,3-1,5
Феррохромлигносульфонат - 1,3-1,5
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1