Требвания, предъявляемые к жидкости гидроразрыва

Установив схему гидроразрыва, выбирают жидкость разрыва и жидкость для транспортирования расклинивающего материала.

Основные требования к жидкостям разрыва и жидкостям-песко-носителям:

- хорошие очищающие свойства для обеспечения максимальной проводимости трещины;

- слабая фильтруемость через поверхности образования трещин;

- высокая вязкость, которая обеспечит способность удерживать ча­стицы проппанта во взвешенном состоянии;

- низкое давление трения, что способствует высокой скорости за­качки;

- доступность и невысокая стоимость;

- высокая плотность для снижения давления ГРП;

- способность к утилизации.

При закачке в трещину жидкости-песконосителя часть ее фильт­руется в скелет породы. При этом из жидкости выделяется загусти­тель и добавки для снижения показателя фильтрации. Эти отделяю­щиеся компоненты осаждаются на поверхности трещины, концент­рируются в процессе фильтрации и образуют малопроницаемый по­кровный слой, называемый фильтрационной коркой. Фильтрацион­ная корка может минимизировать водоотдачу и способствовать рас­пространению трещины вглубь пласта. Однако, когда трещина смы­кается, часть фильтрационной корки вдавливается в поры пласта, а остальная часть закупоривает каналы течения в расклинивающем агенте вблизи поверхности трещины. Все это приводит к снижению пропускной способности трещины.

Выбор жидкости гидроразрыва - это первоочередная задача. При этом необходимо учесть еще и тип расклинивающего агента и его кон­центрацию. Технология ГРП предусматривает приготовление жидко­сти разрыва путем смешивания специальных химических добавок (за­густителя, реагента, для снижения показателя фильтрации и т.д.).

Существуют следующие типы жидкостей ГРП:

- на водной основе (линейные гели, сшитые гели);

- на нефтяной основе;

- многофазные или пенистые жидкости (пены, С0₂, бинарные пены);

- поверхностно-активные вещества;

- на спиртовой основе и др.

Наибольшее применение получили жидкости гидроразрыва на водной основе. Преимущества жидкостей на водной основе:

- небольшая, по сравнению с другими жидкостями, стоимость;

- создание большего гидростатического эффекта;

- не взрывоопасны;

- легкодоступны;

- легче контролируются и загущаются.

В качестве полимеров применяют высокомолекулярные полиак-риламиды и другие полимеры. Присадка полимеров в водную фазу зависит от их структуры и молекулярной массы. Содержание поли­меров в растворе составляет 0,01-1% от массы водной фазы.

Основные компоненты жидкости на водной основе: вода, загели-вающий агент-полимер (гуар), сшивающий реагент (для увеличения вязкости), брейкер (для превращения геля в невязкую систему), пе-ногасители, бактерициды (бактерии, растворенные в гуаре), ПАВ.

Гуар — это полимер с длинной полимерной цепью, составленной из манозной сахарозы и галактозы, называемыми полисахаридами. В контакте с водой частицы гуара намокают и разбухают, вязкость сис­темы при этом существенно возрастает, таким образом получают ли­нейный гель. При добавлении в систему сшивателя вязкость возрас­тает еще больше. В качестве сшивателя применяют растворы бората, циркония или титана. Брейкеры, добавляемые в жидкость ГРП, пред­назначены для разбивания полимерных цепочек, разрушения жид­кости и предотвращения снижения проницаемости трещины. Кроме того, применяются различные добавки для предотвращения потерь жидкости, которые снижают фильтрацию жидкости-носителя в пласт и предотвращают выпадение песка.

Типичные добавки для жидкостей ГРП:

- демпферы (для понижения рН);

- сшиватели (бораты, органометаллические, например L10);

- эмульгаторы;

- добавки для предотвращения пенообразования (D47);

- полимеры (J800, J801);

- бактерициды - для предотвращения процесса размножения бак­терий (М275, М76);

- брейкеры - для разрушения полимера и снижения вязкости жид­кости гидроразрыва (J318, J466).

- стабилизаторы глин (2% КС1 Ml 17, L55, L237);

- добавки против потерь жидкости (J418, J84, J168);

- добавки, снижающие трение;

- стабилизаторы температур (J353, J450);

- поверхностно-активные вещества (F75N, U66);

- добавки, предотвращающие образование эмульсий (W35, W54);

- PropNet (для предотвращения выноса проппанта).