Особенности выбора проппанта при проведении гидроразрыва пласта в сложившихся промысловых условиях

ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА 9
1.1 Основы механики гидроразрыва пласта 9
1.2 Геометрия трещин 11
1.3 Механизм закрепления трещин 13
1.4 Расклинивающий агент 14
1.5 Проводимость трещины 18
1.6 Факторы, влияющие на проводимость упаковки проппанта 20
ГЛАВА 2. ВИДЫ РАСКЛИНИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ 24
2.1 Кварцевый песок 24
2.2 Керамический проппант 27
2.3 Смолопокрытый проппант 30
2.4 Облегченный проппант 34
ГЛАВА 3. НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ ПРОППАНТОВ 38
3.1 Сверхпрочный проппант 38
3.2 Проппанты различной формы 40
3.3 Самосуспендирующийся проппант 43
3.4 Пористый проппант с ингибитором солеотложений 46
3.5 Проппант с модификатором относительной проницаемости 48
ГЛАВА 4. ПРОМЫСЛОВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ТИПОВ ПРОППАНТОВ 51
4.1 Применение цилиндрического проппанта на нефтяных месторождениях Западной Сибири 51
4.2 Опыт применения самосуспендирующегося проппанта на месторождениях США 54
4.3 Опытно-промысловые испытания проппанта с ингибитором солеотложений в штате Юта, США 58
4.4 Промысловый опыт применения проппанта с модифицированной относительной проницаемостью в штате Луизиана, США 62
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ДЕБИТА ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ГРП 65
5.1 Методика оценки изменения дебита после проведения ГРП 65
5.1 Сравнение различных фракций керамического проппанта средней прочности BORPROP 66
5.3 Сравнение различных типов проппантов фракции 20/40 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75

Весь текст будет доступен после покупки

В течение последних лет в нефтяной промышленности наблюдается устойчивая тенденция к ухудшению структуры запасов нефти, что проявляется в увеличении количества вводимых месторождений с осложненными геолого-физическими условиями, повышении доли карбонатных коллекторов с высокой вязкостью нефти. Это обуславливает необходимость поиска, создания и промышленного внедрения новых технологий воздействия на пласт и призабойную зону пласта.
При разработке низкопроницаемых коллекторов все большее применение находят технологии, связанные с применением гидравлического разрыва пласта (ГРП). Гидроразрыв пласта является одним из мощных средств повышения технико-экономических показателей разработки месторождений. В результате ГРП при правильном выборе скважин и технологии можно существенно увеличить дебиты нефти обработанных скважин. Гидравлический разрыв пласта в настоящее время является наиболее эффективным способом интенсификации добычи нефти из низкопроницаемых коллекторов.
Ключевой момент в процессе ГРП – создание трещины в породе при помощи закачки жидкости разрыва. Однако не менее важным является закрепление трещины расклинивающим материалом или проппантом для предотвращения ее смыкания, поскольку от качества закрепления трещины непосредственно зависит потенциальный дебит скважины.
Традиционно в качестве расклинивающих материалов используются природные кварцевые пески и более прочные синтетические керамические проппанты. Также широко применяются смолопокрытые проппанты для предотвращения снижения проводимости и выноса проппанта из трещины, а также облегченные проппанты для более эффективного размещения расклинивающего материала в трещине. В дополнение к ним специалистами нефтегазовой промышленности было разработано большое количество проппантов с различными свойствами, формами, размерами и областями применения.
В данной работе будут рассмотрены передовые разработки в области проппантов, такие как сверхпрочный проппант, самосуспендирующийся проппант, проппант с ингибитором солеотложений и другие. Для каждой технологии будет приведен ее краткий обзор, а также обоснована область применения. Чтобы продемонстрировать эффективность предложенных решений, в отдельной главе приведены результаты опытно-промысловых испытаний, проведенных на месторождениях России и США.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА
Гидравлический разрыв пласта – это физико-гидродинамический процесс, при котором горная порода разрывается по плоскостям минимальной прочности за счет воздействия на пласт давлением, создаваемым закачкой в скважину специальной жидкости разрыва. В образованные трещины с помощью жидкости разрыва транспортируется расклинивающий материал – проппант, который после снятия избыточного давления закрепляет трещины в раскрытом состоянии. После разрыва пласта давление флюида увеличивает размеры трещины, обеспечивая ее связь с системой естественных природных трещин, не вскрытых скважиной, а также с зонами повышенной проницаемости [1].
Рост продуктивности скважины может быть обусловлен:
• созданием новой площади фильтрации, значительно большей поверхности ствола скважины, через которую флюиды попадают в скважину;
• очищением каналов перфорации во время движения пульпы (жидкости с песком или проппантом) с большой линейной скоростью;
• вовлечением в разработку всех пропластков, которые пересекает вертикальная трещина в тонкослойном разрезе скважины;
• уменьшением дополнительных сопротивлений и других отрицательных эффектов, обусловленных турбулизацией потока возле скважины в высокодебитных газовых скважинах;
• развитием по вертикали закрепленной трещины за пределами основного пласта так, что она пересекает соседние пласты и присоединяет их к зоне дренирования, то есть вовлекает их в разработку [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Магадова Л.А. Нефтепромысловая химия. Технологические аспекты и материалы для гидроразрыва пласта: Учеб. пособие для вузов / Л.А. Магадова, М.А. Силин, В.Н. Глущенко. – М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012 – 423 с.: ил.
2. Иванов С.И. Интенсификация притока нефти и газа к скважинам: Учеб. пособие / С.И. Иванов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. – 565 с.: ил.
3. Jennings, A.R. OGCI/PetroSkills Hydraulic Fracturing Applications / A.R. Jennings. – 2010. – 340 p.
4. Введение в гидравлический разрыв пласта. – 2004. – 301 стр. Презентация ЮКОС.
5. Belyadi, H. Hydraulic Fracturing in Unconventional Reservoirs. Theories, Operations and Economic Analysis / H. Belyadi, E. Fathi, F. Belyadi. – Gulf Professional Publishing. – 2017. – 421 p.
6. Smith, M.B. Hydraulic Fracturing / M.B. Smith, C.T. Montgomery. – CRC Press. – 2015. – 777 p.
7. Fink, J.K. Hydraulic Fracturing Chemicals and Fluids Technologies / J.K. Fink. – Gulf Professional Publishing. – 2013. – 235 p.
8. J.M. Terracina, J.M. Turner, D.H. Collins, S.E. Spillars. Proppant Selection and Its Effect on the Results of Fracturing Treatments Performed in Shale Formations // SPE-135502-MS. – 2010. – 17 p.
9. A Comprehensive Review on Proppant Technologies / F. Liang, M. Sayed, G.A. Al-Muntasheri, F.F. Chang, L. Li // Petroleum. – 2016. – Vol. 2, Issue 1. – p. 26-39
10. Исследование долговременной проводимости проппантов различных производителей: научно-технический отчет о выполнении НИР / РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина // Михайлов С.А., Магадов В.Р.; рук. Магадова Л.А. – М., 2011. – 89 с.
11. F. Liang, M. Sayed, G. Al-Muntasheri, F.F. Chang. Overview of Existing Proppant Technologies and Challenges // SPE-172763-MS. – 2015. – 34 p.
12. Технология за круглым столом: проппанты // Российские нефтегазовые технологии. – 2018. - № 53. – с. 30-40
13. Kullman, J. The Complicated World of Proppant Selection. – 2011. – 65 стр. Презентация South Dakota School of Mines and Technology и Carbo Ceramics.
14. Palisch, T. Proppant Selection in Unconventional Reservoirs. – 2012. – 45 стр. Презентация Carbo Ceramics.
15. T. Palisch, B. Duenckel, B. Wilson. Ultra-High Strength Proppant Developed for Deep, Offshore Completions // OTC-25321-MS. – 2014. – 12 p.
16. T. Palisch, B. Duenckel, B. Wilson. New Technology Yields Ultrahigh-Strength Proppant // SPE Production & Operations. – 2015. – Vol. 30, Issue 01. – p. 76-81
17. P. Saldungaray, T. Palisch. Ultra-High-Strength Proppant: An Update on Deepwater Applications in the Gulf of Mexico // SPE/IADC-189351-MS. – 2018. – 13 p.
18. Р. Каюмов, А. Конченко, О. Неввонен, В. Фирсов, М. Кузнецов, И. Титов, З. Калудер. Первое применение цилиндрического проппанта для гидравлического разрыва пласта в России // SPE-160242-RU. – 2012. – 18 p.
19. А. Валиуллин, В. Макиенко, А. Оверин, А. Юдин, А. Громовенко. Первый опыт применения цилиндрического проппанта при гидроразрыве на месторождениях Западной Сибири // SPE-176540-RU. – 2015. – 12 c.
20. Y. Liu, E. Fonseca, C. Hackbarth, R. Hulseman, K.N. Tackett II. A New Generation High-drag Proppant: Prototype Development, Laboratory Testing, and Hydraulic Fracturing Modeling // SPE-173338-MS. – 2015. – 6 p.
21. B. Goldstein, A. VanZeeland. Self-Suspending Proppant Transport Technology Increases Stimulated Reservoir Volume and Reduces Proppant Pack and Formation Damage // SPE-174867-MS. – 2015. – 16 p.
22. R.P. Mahoney, D. Soane, K.P. Kincaid, M. Herring, P.M. Snider. Self-Suspending Proppant // SPE-163818-MS. – 2013. – 12 p.
23. Propel SSP Technical Data Sheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://fairmountsantrol.com/wp-content/uploads/2017/01/PropelSSP-PropelSSP350-TDS.pdf
24. A. Bond, T. Palisch, J. Leasure. A Novel Technology for Providing Long Term Scale Prevention in an Alaskan North Slope Waterflood // SPE-195326-MS. – 2019. – 11 p.
25. GUARD Proppant Family Brochure [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.carboceramics.com/getattachment/8c90e88f-4042-4b43-af9e-8f9656ccbdf0/attachment
26. T. Palisch, M. Chapman, J. Leasure. Novel Proppant Surface Treatment Yields Enhanced Multiphase Flow Performance and Improved Hydraulic Fracture Clean-up // SPE-175537-MS. – 2015. – 11 p.
27. RPM Brochure [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.carboceramics.com/getattachment/98ec63f1-0a26-40bf-b76e-ffb72e5736b4/attachment
28. Propel SSP Performance Highlights [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://fairmountsantrol.com/wp-content/uploads/2015/03/SSP-Performance_Brochure.pdf
29. J.G. Leasure, R.J. Duenckel, J. Hebert. Effective Scale Prevention Using Chemically Infused Proppant – A Uinta Basin Case History // SPE-173792-MS. – 2015. – 13 p.
30. H. Cinco-Ley, F. Samaniego-V. Transient Pressure Analysis for Fractured Wells // Journal of Petroleum Technology. – 1981. – Vol. 33, Issue 09. – p. 1749-1766

Весь текст будет доступен после покупки