«Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений»

Исследование влияния физико-химического состава пресной воды на реологические свойства жидкостей гидроразрыва пласта

УДК: 622.276.66
DOI: -

Авторы:

¹ Альметьевский государственный технологический университет "Высшая школа нефти", Альметьевск, Россия
² ПАО "Татнефть" имени В.Д. Шашина, Альметьевск, Россия

Ключевые слова: реологические характеристики, гидроразрыв пласта, жидкость разрыва, пресная вода, компонентный состав, показатель поведения, коэффициент консистенции, время восстановления

Аннотация:

Гидроразрыв пласта является одним из наиболее эффективных методов интенсификации добычи нефти, а также во многих случаях увеличения нефтеотдачи пластов. При этом большинство операций гидроразрыва проводится с использованием "сшитых" полимерных систем на основе гуара с применением боратных сшивателей. Основой для таких систем чаще всего служит пресная вода, которая содержит в себе различные компоненты. Реологические свойства "сшитых" жидкостей разрыва при этом сильно зависят от компонентного состава воды. В статье проводятся реологические исследования образцов жидкостей разрыва, приготовленных на основе модельной дистиллированной воды с добавлением ионов кальция, анионов хлора и бикарбонатов. По результатам исследований установлено, что при концентрации в воде ионов кальция свыше 650 мг/л наблюдается увеличение времени восстановления геля после выхода через перфорационные отверстия насосно-компрессорных труб. Доказано, что содержание анионов хлора в концентрациях свыше 100 мг/л значительно увеличивает время восстановления геля. Установлено, что за счет недостаточной вязкости такой жидкости может происходить преждевременное закрытие трещин, не заполненных проппантом. Наблюдается линейный тренд снижения времени деструкции с повышением содержания бикарбонатов в концентрации от 100 до 1000 мг/л. Изучены некоторые аспекты реологических характеристик жидкостей разрыва, касающиеся показателя поведения и коэффициента консистенции.

Список литературы:

1. Основы технологии гидравлического разрыва пластов: учеб. пособие / В.Г. Салимов, Ш.Ф. Тахаутдинов, А.В. Насыбуллин, О.В. Салимов. – Казань: Фэн, 2021. – 385 с.

2. Возможные причины низкой эффективности гидроразрыва пласта при интенсификации притока в весьма низкопроницаемых коллекторах месторождений Западной Сибири / Е.Н. Мальшаков, Н.А. Демяненко, В.И. Шаламова, Б.И. Анциферов, Л.Ф. Яковенко // Нефтепромысловое дело. – 2018. – № 10. – С. 51–57. -– DOI: 10.30713/0207-2351-2018-10-51-57

3. Каневская Р.Д. Зарубежный и отечественный опыт применения гидроразрыва пласта. – М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 1998. – 37 с.

4. Каневская Р.Д., Дияшев И.Р., Некипелов Ю.В. Применение гидравлического разрыва пласта для интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи // Нефт. хоз-во. – 2002. – № 5. – С. 44–46.

5. Силин М.А., Магадова Л.А., Чирина Л.А. Исследование влияния ионов бора и минеральных солей, содержащихся в подтоварной воде, на качество полисахаридных жидкостей ГРП // Науч.-технич. сборник. Вести газовой науки. – 2013. – № 1(12). – С. 73–78.

6. Экспериментальное исследование реологических свойств жидкостей для гидроразрыва пласта / Д.В. Ефремов, И.А. Банникова, Ю.В. Баяндин [и др.] // Вестник Пермского ун-та. Физика. – 2020. – № 4. – С. 69–77. – DOI: 10.17072/1994-3598-2020-4-69-77

7. Стандарт ПАО "Татнефть" "Инструкция по обеспечению и контролю качества при проведении гидроразрыва пласта и кислотного гидроразрыва пласта". – Альметьевск, 2020.

8. Колесник С.В., Ефимов М.Э. Интенсификация добычи нефти посредством применения жидкости гидроразрыва пласта на основе полиакриламида // Нефтепромысловое дело. – 2023. – № 9(657). – С. 43–47. – DOI: 10.33285/0207-2351-2023-9(657)-43-47

9. Исследование возможности использования воды с высокой минерализацией для гидравлического разрыва пласта / Ш.Х. Султанов, В.Ш. Мухаметшин, А.П. Стабинскас [и др.] // Записки Горного ин-та. – 2024. – Т. 270. – С. 950–962.

10. Стратиграфическая схема кембрийских отложений юга Предъенисейской части Западной Сибири / А.Э. Конторович, А.И. Варламов, А.С. Ефимов [и др.] // Геология и геофизика. – 2021. – Т. 62. – № 3. – С. 443–465. – DOI: 10.15372/GiG2020206

11. Экспериментальное исследование влияния коллоидных систем с наночастицами на фильтрационные характеристики трещин гидравлического разрыва пласта / В.В. Сергеев, Р.Р. Шарапов, А.Ю. Кудымов [и др.] // Нанотехнологии в строительстве. – 2020. – Т. 12. – № 2. – С. 100–107. – DOI: 10.15828/2075-8545-2020-12-2-100-107

12. Зависимость физико-механических свойств жидкостей от температуры и давлений [Электронный ресурс]. – URL: https://bstudy.net/803742/spravochnik/model_stepennogo_zakona. Дата обращения: 26.01.2025.

13. Реологические свойства [Электронный ресурс]. – URL: https://studfile.net/preview/6224898/page:24. – Дата обращения: 26.01.2025.

14. Леушева Е.Л., Алиханов Н.Т., Бровкина Н.Н. Исследование реологических свойств безбаритного бурового раствора повышенной плотности // Записки Горного ин-та. – 2022. – Т. 258. – С. 976–985. – DOI: 10.31897/PMI.2022.38

15. Салимов В.Г., Насыбуллин А.В., Салимов О.В. Прикладные задачи технологии гидравлического разрыва пластов. – Казань: Изд-во "Фэн" Академии наук РТ, 2018. – 380 с.

16. Сингх Балджит, Шарма Ниша. Механистические последствия разложения пластмасс // Разложение и стабильность полимеров. – 2008. – № 93(3). – С. 561–584. – DOI: 10.1016/j..2007.11.008

17. Исследование физико-химических характеристик разрушения композиционных полимерных материалов и покрытий под воздействием агрессивных сред // Universum: технические науки: электрон. науч. журнал / К.С. Негматова, М.Э. Икрамова, У.К. Кочкаров [и др.]. – 2022. – № 3(96). – URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13327. – Дата обращения: 28.01.2025.

18. Основы коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / П.В. Кривошапкин, Е.Ф. Кривошапкина, Е.А. Назарова, В.В. Сталюгин. – СПб.: Университет ИТМО, 2019. – 138 с.

19. Машорин В.А. Обоснование применения пресных вод для поддержания пластового давления нефтяных месторождений // Нефтепромысловое дело. – 2014. – № 10. – С. 27–31.

20. Машорин В.А., Фоминых О.В., Черевко М.А. Обоснование закачки пресных вод для поддержания пластового давления на Верхне-Шапшинском месторождении // Нефтепромысловое дело. – 2014. – № 6. – С. 7–10.