Gidravlik sindirish: turlari, hisoblash va texnologik jarayon

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 14:04

Gidravlik sindirish (HF) eng samarali geologik-texnik tadbirlardan biri boʻlib, uning maqsadi qatlam suyuqligining qazib olish quduqlariga oqib tushishini kuchaytirishdan iborat. Ushbu texnologiyadan foydalanish nafaqat quduqni drenajlash radiusi doirasidagi zahiralarni qayta tiklashni oshirish, balki bu maydonni kengaytirish, qatlamning yakuniy neft olishini oshirish imkonini beradi. Ushbu omilni hisobga olgan holda, konni o'zlashtirish loyihasini siyrakroq quduq namunasi bilan amalga oshirish mumkin.

Qisqa tavsif

gidravlik sindirishning mohiyati quyidagi jarayon bilan tavsiflanadi:

• rezervuar haddan tashqari bosimga duchor bo'ladi (texnologik suyuqlik iste'moli toshlar tomonidan so'rilishi mumkin bo'lganidan ancha yuqori);
• quyidagi bosim manifolddagi ichki kuchlanishlardan oshib ketguncha ortadi;
• toshlar eng kam mexanik kuchga ega boʻlgan tekislikda (koʻpincha qiyshiq yoʻnalishda yoki vertikal) yirtilib ketadi;
• yanashakllangan va eski yoriqlar ko'payadi, ularning tabiiy gözenek tizimi bilan aloqasi paydo bo'ladi;
• quduq yaqinida o'tkazuvchanlikning kuchaygan zonasi ortadi;
• maxsus granulyar propantlar (propantlar) qatlamdagi bosim olib tashlanganidan keyin ularni ochiq holatda tuzatish uchun kengaytirilgan yoriqlarga pompalanadi;
• qatlam suyuqligining harakatiga qarshilik deyarli nolga aylanadi, buning natijasida quduq oqimi bir necha barobar ortadi.

Toshlardagi yoriqlar uzunligi bir necha yuz metrni tashkil qilishi mumkin, quduq tubi esa suv omborining chekka hududlari bilan tutashib ketadi. Ushbu davolash samaradorligining eng muhim omillaridan biri filtrlash kanalini yaratishga imkon beruvchi yoriqni mahkamlashdir. Biroq, quduqning mahsuldorligi cheksiz ravishda oshib bo'lmaydi, chunki sinish hajmi oshadi. Maksimal uzunlik mavjud, undan yuqoriroq oqim tezligi kuchayib ketmaydi.

Dastur doirasi

Ushbu texnologiya qazib olish (kengaytirilgan neft qazib olish) va quyish (in'yektivlikni oshirish), gorizontal va vertikal quduqlar uchun ham qo'llaniladi. Gidravlik sindirishni qo'llashning quyidagi sohalari ajralib turadi:

• oʻtkazuvchanligi har xil boʻlgan kollektorlarda ifloslangan tubi zonasi boʻlgan quduqlarni ishlab chiqarish tezligini kuchaytirish;
• geterojen konlarni o'zlashtirish;
• kollektordagi tabiiy sinish tizimi bilan quduqning gidrodinamik aloqasini yaxshilash;
• rezervuar suyuqligining kirish zonasining kengayishi;
• oʻtkazuvchanligi past boʻlgan suv omborlarini ishlab chiqish vapast marjali quduqlar;
• inyeksion quduqlarda oqish oqimining oʻzgarishi;
• boshqa usullar ta'sir qilmaydigan quduq parametrlarini tiklash.

Gidravlik sindirish texnologiyasi uchun chegaralar gaz-neft zonalari boʻlib, ular quyidagi xususiyatlar bilan tavsiflanadi:

• tez konus (qatlam suvini quduq tubiga tortib olish);
• quduq qudug'iga suv yoki gazning to'satdan oqib tushishi;
• kam zahiraga ega boʻlgan suv omborlari, kichik hajmli moyga toʻyingan linzalar (iqtisodiy foydasizligi sababli).

Ko'pincha gidravlik sindirish o'rta va yuqori o'tkazuvchanlikli rezervuarlar uchun stimulyatsiya usuli sifatida ishlatiladi. Ular uchun rezervuar suyuqligining kirib kelishini ko'paytirishning asosiy omili hosil bo'lgan yoriqning uzunligi, tog 'o'tkazuvchanligi past bo'lgan konlarda esa uning kengligi hisoblanadi.

Gidravlik sindirish: afzalliklari va kamchiliklari

Gidravlik sindirishning afzalliklari quyidagilardan iborat:

• turli geologik tuzilishga ega hududlarga taalluqli;
• ham butun suv omboriga ham, uning qismiga ham ta'sir qiladi;
• teshik zonasida gidravlik qarshilikning samarali kamayishi;
• yomon drenajlangan qo'shni hududlarning birlashishi;
• arzon ishlaydigan suyuqlik (suv);
• yuqori rentabellik.

Kamchiliklarga quyidagilar kiradi:

• koʻp miqdorda suv, qum, qoʻshimcha kimyoviy moddalarga ehtiyoj;
• toshda yoriq hosil qilishning nazoratsiz jarayoni, mexanizmning oldindan aytib bo'lmaydiganligiyorilish;
• gidravlik yorilishdan so'ng yuqori oqimli quduqlar ishga tushirilganda, propant yoriqlar bilan amalga oshirilishi mumkin, buning natijasida ularning ochilish darajasi pasayadi va ishga tushirilgandan keyingi birinchi oylarda oqim tezligi pasayadi. operatsiya;
• nazoratsiz suv chiqarish va atrof-muhitni ifloslantirish xavfi.

Jarayon oʻzgarishlari

Yorilish usullari sinish hosil boʻlish turi, yuboriladigan suyuqlik va propantlar hajmi va boshqa xususiyatlari bilan farqlanadi. Gidravlik sindirishning asosiy turlariga quyidagilar kiradi:

• Qatilishga ta'sir qilish maydoniga ko'ra: mahalliy (sinish uzunligi 20 m gacha) - eng keng tarqalgan; chuqur penetratsion (sinish uzunligi 80-120 m); ommaviy (1000 m va undan ortiq).
• Tikuv qoplamasi bo'yicha: bitta (barcha tikuv va qatlamlarga ta'sir qilish); bir nechta (2 yoki undan ortiq qatlam ochilgan quduqlar uchun); interval (ma'lum bir rezervuar uchun).
• Maxsus usullar: kislotali sindirish; TSO texnologiyasi - suv-neft kontaktida ularning tarqalishini oldini olish va propant in'ektsiya hajmini kamaytirish uchun qisqa yoriqlarni shakllantirish (bu usul qumli suv omborlarida yuqori samaradorlikni ko'rsatadi); impuls (teri ta'sirini kamaytirish uchun o'rta va yuqori o'tkazuvchanlikdagi jinslarda bir nechta radial divergent yoriqlar hosil qilish - filtrlovchi qatlam suyuqligi tarkibidagi zarrachalar bilan ifloslanishi tufayli g'ovak o'tkazuvchanligining yomonlashishi.

Bir nechtabo'shliq

Ko'p gidravlik sindirish bir necha usullar bilan amalga oshiriladi:

1. Birinchidan, an'anaviy texnologiya yordamida yoriq yaratiladi. Keyin u teshiklarni yopuvchi moddalarni (granüler naftalin, plastik sharlar va boshqalar) yuborish orqali vaqtincha tiqilib qoladi. Shundan so'ng, gidravlik sindirish boshqa joyda amalga oshiriladi.
2. Zonalarni ajratish paketlar yoki gidravlik eshiklar yordamida amalga oshiriladi. Har bir interval uchun gidravlik sindirish an'anaviy sxema bo'yicha amalga oshiriladi.
3. Bosqichli gidravlik sindirish, har bir pastki zonani qum tiqin bilan izolyatsiyalash.

Loy bo'laklarida eng samaralisi vertikal yoriqlarni yaratishdir, chunki ular samarali neft va gaz oraliq qatlamlarini bog'laydi. Bunday yoriqlar filtrlanmaydigan suyuqliklar ta'sirida yoki in'ektsiya tezligining tez o'sishi natijasida hosil bo'ladi.

gidravlik sindirishga tayyorgarlik

Gidravlik rezervuar texnologiyasi bir necha bosqichlardan iborat. Tayyorgarlik ishlari quyidagicha:

1. Quduqni qatlam suyuqligining kirib kelishi, ishchi suyuqlikni singdirish va gidravlik sindirish uchun zarur bo'lgan bosimni aniqlash qobiliyatini o'rganish.
2. Tuynukni qum yoki loy qobig'idan tozalash (bosim ostida suv bilan yuvish, xlorid kislota bilan ishlov berish, gidro-qumli teshilish va boshqa usullar).
3. Quduqni maxsus shablon yordamida tekshirish.
4. Ishchi suyuqlikni etkazib berish uchun quduq trubalariga tushing.
5. Qopqoqni himoya qilish uchun bosim oʻtkazgich va gidravlik ankerlarni oʻrnatish.
6. Quduq boshini o'rnatishnasos agregatlarini inyeksiya quvurlariga ulash va quduqni muhrlash uchun uskunalar (kollektor, moylash moslamasi va boshqa qurilmalar).

Texnologik uskunaning gidravlik sindirish paytida quvurlarning asosiy diagrammasi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

Yorilish ketma-ketligi

Gidravlik sindirish texnikasi va texnologiyasi quyidagi tartiblardan iborat:

1. Injeksion quvurlar ishchi suyuqlik bilan ta'minlanadi (ko'pincha qazib olish qudug'i uchun moy yoki inyeksiya qudug'i uchun suv).
2. Buzuvchi suyuqlik bosimini maksimal dizayn qiymatiga oshiring.
3. Pakerning mahkamligini tekshiring (halqadan suyuqlik oqib chiqmasligi kerak).
4. Proppant gidravlik yorilish sodir bo'lgandan keyin ishchi suyuqlikka qo'shiladi. Bu quduqning in'ektsion qobiliyatining keskin oshishi (nasoslardagi bosimning pasayishi) bilan baholanadi.
5. Radioaktiv izotoplar yadroviy logging yordamida yoʻqotish zonasini keyingi tekshirish uchun propantning oxirgi partiyasiga kiritilgan.
6. Yorilishni ishonchli himoya qilish uchun eng yuqori bosimli siqish suyuqligini ta'minlang.
7. Quduq tubiga qatlam suyuqligining kirib kelishini ta'minlash uchun sindiruvchi suyuqlikni pastdan olib tashlash.
8. Texnologik uskunani demontaj qiling.
9. Quduq ishga tushirilmoqda.

Agar quduq nisbatan sayoz bo'lsa, u holda ishchi suyuqlikni korpus quvurlari orqali etkazib berishga ruxsat beriladi. Bundan tashqari, gidravlik yorilishsiz ham amalga oshirish mumkinPacker - quvur quvurlari va halqa orqali. Bu yuqori yopishqoq suyuqliklar uchun gidravlik yo'qotishlarni kamaytiradi.

Gidravlik sindirish uchun mashina va mexanizmlar

Gidravlik sindirish uskunasi quyidagi turdagi uskunalarni oʻz ichiga oladi:

• Yerdagi mashinalar va qurilmalar: nasos agregatlari (ANA-105, 2AN-500, 3AN-500, 4AN-700 va boshqalar); avtomobil shassilarida qum aralashtirish zavodlari (ZPA, 4PA, USP-50, Kerui, Lantong va boshqalar); suyuqliklarni tashish uchun avtosisternalar (ATsN-8S va 14S, ATK-8, Sanji, Xishi va boshqalar); quduq boshi quvurlari (kollektor, quduq boshi, yopish klapanlari, nazorat klapanlari bo'lgan taqsimlash va bosim kollektorlari, bosim o'lchagichlari va boshqa jihozlar).
• Yordamchi jihozlar: o'chirish operatsiyalari uchun agregatlar; buyumlar; monitoring va nazorat stantsiyalari; quvur yuk mashinalari va boshqa uskunalar.
• Yer osti uskunalari: ishlab chiqarish liniyasining boshqa qismidan gidravlik sindirish rejalashtirilgan qatlamni ajratib olish uchun qadoqlash moslamalari; yuqori bosim tufayli er osti uskunalarini ko'tarishning oldini olish uchun ankerlar; quvur simi.

Uskunaning turi va jihozlar soni gidravlik sindirishning dizayn parametrlari asosida aniqlanadi.

Dizayn xususiyatlari

Quyidagi asosiy formulalar gidravlik sinishni hisoblash uchun ishlatiladi:

Filtrlangan suyuqlik yordamida gidravlik sindirish uchun
1. BHP (MPa): p=10^-2KL_c, bu erda K - 1, 5-1, 8 MPa/m, L qiymatlari oralig'idan tanlangan koeffitsient. _{c – quduq uzunligi, m.}
2. Suyuqlikning qum bilan in'ektsiya bosimi (sinish uchun): p_p =p - rgL_c + p_t, bu yerda r - qum tashuvchi suyuqlikning zichligi, kg/m³, g=9,8 m/s², p _t - qum tashuvchi suyuqlikning ishqalanishi tufayli bosimning yo'qolishi. Oxirgi ko'rsatkich quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi: p_t =8lQ² rL_c/(pdB₎2 ^B – trubaning ichki diametri.
3. Nasos agregatlari soni: n=pQ/(p_pQ_pK_T) + 1, bu yerda p_p - nasosning ish bosimi, Q_p - berilgan bosimdagi ta'minoti, K T- mashinaning texnik holati koeffitsienti (0,5-0,8 oralig'ida tanlangan).
4. Oʻzgaruvchan suyuqlik miqdori: V=0, 785d_B²L_c.

Agar gidravlik yorilish propant sifatida qum yordamida sodir bo'lsa, unda uning 1 operatsiyadagi miqdori 8-10 tonna deb qabul qilinadi va suyuqlik miqdori quyidagi formula bilan aniqlanadi:

V=Q_sC_s, bu erda Q_s - qum miqdori, t, C_s – 1 m^{3 suyuqlikdagi qum konsentratsiyasi.}

Ushbu parametrlarni hisoblash juda muhim, chunki gidravlik sindirish paytida haddan tashqari yuqori bosim qiymatida suyuqlik rezervuarga siqilib, avariyalar sodir bo'ladi.ishlab chiqarish ustuni. Aks holda, qiymat juda past bo'lsa, kerakli bosimga erisha olmagani uchun gidravlik sindirishni to'xtatish kerak bo'ladi.

Buzilish dizayni quyidagicha amalga oshiriladi:

1. Mavjud yoki rejalashtirilgan konni o'zlashtirish tizimiga muvofiq quduqlarni tanlash.
2. Bir qancha omillarni hisobga olgan holda sinishning eng yaxshi geometriyasini aniqlash: togʻ jinslarining oʻtkazuvchanligi, quduqlar tarmogʻi, neft-suv aloqasiga yaqinlik.
3. Togʻ jinslarining fizik-mexanik xususiyatlarini tahlil qilish va yoriq hosil boʻlishining nazariy modelini tanlash.
4. Propant turi, miqdori va konsentratsiyasini aniqlash.
5. Tegishli reologik xususiyatlarga ega sindiruvchi suyuqlikni tanlash va uning hajmini hisoblash.
6. Boshqa texnologik parametrlarni hisoblash.
7. Iqtisodiy samaradorlikning ta'rifi.

Frac Fluids

Ishchi suyuqliklar (siljish, sindirish va qum tashuvchi) gidravlik yorilishning eng muhim elementlaridan biridir. Ularning har xil turlarining afzalliklari va kamchiliklari birinchi navbatda reologik xususiyatlarga bog'liq. Agar ilgari faqat yopishqoq moyga asoslangan kompozitsiyalar ishlatilgan bo'lsa (ularning rezervuar tomonidan so'rilishini kamaytirish uchun), keyin nasos agregatlari quvvatining ortishi endi past viskoziteli suvga asoslangan suyuqliklarga o'tish imkonini berdi. Shu sababli, quduq bo'yidagi bosim va quvur liniyasidagi gidravlik qarshilik yo'qotishlari kamaydi.

Jahon amaliyotida quyidagilargidravlik sindirish suyuqliklarining asosiy turlari:

• Propantli va propantsiz suv. Uning afzalligi past narx. Kamchilik - suv omboriga kirish chuqurligining pastligi.
• Polimer eritmalari (guar va uning hosilalari PPG, CMHPG; tsellyuloza gidroksietil efiri, karboksimetiltsellyuloza, ksantan saqich). B, Cr, Ti, Zr va boshqa metallar molekulalarni o'zaro bog'lash uchun ishlatiladi. Narxlari bo'yicha polimerlar o'rta toifaga kiradi. Bunday suyuqliklarning nochorligi - bu rezervuardagi salbiy o'zgarishlarning yuqori xavfi. Afzalliklar orasida chuqurroq kirib borish kiradi.
• Uglevodorod fazasi (dizel yoqilg'isi, neft, gaz kondensati) va suvdan (minerallashgan yoki yangi) iborat emulsiyalar.
• Uglevodorod jellari.
• Metanol.
• Qalinlashgan karbonat angidrid.
• Ko'pikli tizimlar.
• Oʻzaro bogʻlangan jellar, azot yoki karbonat angidrid koʻpiklaridan tashkil topgan koʻpikli jellar. Ular yuqori narxga ega, ammo kollektor sifatiga ta'sir qilmaydi. Boshqa afzalliklari shundaki, yuqori propantni tashish qobiliyati va oz miqdordagi suyuqlik bilan o'z-o'zini yo'q qilish.

Ushbu birikmalarning funksiyalarini yaxshilash uchun turli texnologik qoʻshimchalar qoʻllaniladi:

• sirt faol moddalar;
• emulsifikatorlar;
• suyuqlik ishqalanishini kamaytiradigan bo'g'inlar;
• koʻpiklar;
• kislotani o'zgartiruvchi qo'shimchalar;
• termal stabilizatorlar;
• bakteritsid va korroziyaga qarshi qoʻshimchalar va boshqalar.

Gidravlik sindirish suyuqliklarining asosiy xususiyatlariga quyidagilar kiradi:

• yoriqni ochish uchun dinamik yopishqoqlik zarur;
• suyuqlik yo'qotilishini aniqlaydigan infiltratsiya xususiyatlari;
• propantni eritmadan muddatidan oldin chiqib ketmasdan olib yurish imkoniyati;
• kesish va harorat barqarorligi;
• boshqa reagentlar bilan mosligi;
• korroziv faollik;
• yashil va xavfsiz.

Kam yopishqoqlikdagi suyuqliklar rezervuardagi kerakli bosimga erishish uchun kattaroq hajmni in'ektsiya qilishni talab qiladi va yuqori viskoziteli suyuqliklar nasos uskunalari tomonidan ishlab chiqilgan ko'proq bosimni talab qiladi, chunki gidravlik qarshilikda sezilarli yo'qotishlar yuzaga keladi. Ko'proq yopishqoq suyuqliklar, shuningdek, jinslardagi filtrlash qobiliyatining pastligi bilan ajralib turadi.

Reklama materiallari

Eng koʻp qoʻllaniladigan proppantlar yoki propantlar:

• Kvars qumi. Eng keng tarqalgan tabiiy materiallardan biri va shuning uchun uning narxi past. Turli geologik sharoitlarda yoriqlarni tuzatadi (universal). Shlangi sindirish uchun qum donalarining o'lchami 0,5-1 mm tanlangan. Qum tashuvchi suyuqlikdagi konsentratsiya 100-600 kg/m3 orasida o'zgarib turadi. Kuchli yorilish bilan tavsiflangan jinslarda material sarfi 1 quduq uchun bir necha o'n tonnaga yetishi mumkin.
• Boksitlar (alyuminiy oksidi Al₂O_{3). Ushbu turdagi propantning afzalligi uning qumga nisbatan katta quvvatidir. tomonidan ishlab chiqarilganboksit rudasini maydalash va qovurish.}
• Zirkoniy oksidi. Oldingi turdagi propantga o'xshash xususiyatlarga ega. Evropada keng qo'llaniladi. Bunday materiallarning umumiy kamchiliklari ularning yuqori narxidir.
• Keramika granulalari. Shlangi sindirish uchun 0,425 dan 1,7 mm gacha bo'lgan o'lchamdagi granulalar qo'llaniladi. Ular o'rta quvvatli propantlarga tegishli. Yuqori iqtisodiy samaradorlikni ko'rsating.
• Shisha marmarlar. Ilgari chuqur quduqlar uchun ishlatilgan, endi deyarli butunlay arzonroq boksitlar bilan almashtirildi.

Kislota parchalanishi

Kislota gidravlik sinishining mohiyati shundan iboratki, birinchi bosqichda sinish sun'iy ravishda yaratiladi (xuddi an'anaviy gidravlik sindirish texnologiyasida bo'lgani kabi), so'ngra unga kislota pompalanadi. Ikkinchisi tosh bilan reaksiyaga kirishib, chuqurlik zonasida rezervuarning o'tkazuvchanligini oshiradigan uzun kanallarni hosil qiladi. Natijada quduqdan neft olish koeffitsienti oshadi.

Bu turdagi gidravlik sindirish jarayoni, ayniqsa, karbonat qatlamlari uchun samarali. Tadqiqotchilarning ma'lumotlariga ko'ra, jahon neft zaxiralarining 40% dan ortig'i ushbu turdagi rezervuar bilan bog'liq. Bu holda gidravlik sindirish texnikasi va texnologiyasi yuqorida tavsiflanganlardan bir oz farq qiladi. Uskunalar kislotaga chidamli dizaynda ishlab chiqariladi. Mashinalarni korroziyadan himoya qilish uchun inhibitorlar (formalin, unikol, urotropin va boshqalar) ham qo'llaniladi.

Kislota sindirish turlari ikki bosqichli ishlov berishdir, masalan:

• polimer birikmalari (PAA, PVX, gipan vaboshqalar);
• lateks birikmalari (SKMS-30, ARC);
• stirol;
• qatronlar (BNI-5, TSD-9, TS-10).

Kislotali erituvchilar sifatida 15% li xlorid kislota eritmasi, shuningdek, maxsus kompozitsiyalar (SNPKh-9010, SNPKh-9633 va boshqalar) ishlatiladi.

Kislota sindirish turlari ikki bosqichli ishlov berishdir, masalan:

• polimer birikmalari (PAA, PVV, gipan va boshqalar);
• lateks birikmalari (SKMS-30, ARC);
• stirol;
• qatronlar (BNI-5, TSD-9, TS-10).

Kislotali erituvchilar sifatida 15% li xlorid kislota eritmasi, shuningdek, maxsus kompozitsiyalar (SNPKh-9010, SNPKh-9633 va boshqalar) ishlatiladi.