Чому пісок для гідророзриву так популярний у нафтовій промисловості
Чому американці люблять використовувати так багато кремнеземного піску в нафтових і газових родовищах? Щоб відповісти на це питання, вам потрібно зрозуміти, що таке розрив.
У нафтовій галузі гідророзрив відноситься до технології використання гідравлічної сили для утворення тріщин у нафтових і газових пластах під час видобутку нафти або газу, також відомий як гідравлічний розрив.
Технологія гідравлічного розриву відноситься до закачування рідини для розриву в нафтову свердловину під високим тиском для створення високого тиску на дні свердловини. Коли тиск буде достатнім для руйнування породи, у пласті утворюються тріщини, які розширюються до певного простору. Для того, щоб тріщини залишалися відкритими, після розриву тріщини повинні бути заповнені проппантами рідини для гідророзриву. Після подачі проппанту в’язкість рідини для розриву зменшується та повертається назад, утворюючи тріщини з високою провідністю.
В даний час використовувані в світі проппанти для розриву нафти можна розділити на 3 типи: кремнієвий пісок для розриву,керамзитові проппантиі покриті проппанти.
В останні роки, з продовженням падіння цін на нафту і газ, зниження витрат і підвищення ефективності стали головною темою розробки нафти і газу. На додаток до підвищення швидкості та ефективності буріння, Північна Америка всебічно врахувала витрати на гідророзрив та економічні ефекти, значно зменшила кількість керамзиту та знизила вартість матеріалів для гідророзриву. Піщані проппанти для гідророзриву переважають у застосуванні.
Вміст SiO2 у кварцовому піску тісно пов’язаний із розміром частинок кварцового піску. Як правило, чим більший розмір частинок, тим вищий вміст SiO2. Вміст SiO2 у кремнеземному піску, який використовується як проппант, зазвичай становить близько 80%, тоді як деякі високоякісні кремнеземні піски мають вміст SiO2 до 98%.
Через різні види використання вміст SiO2 у піску для гідророзриву не є головним фактором. Отже, як вибрати хороший пісок для гідророзриву? Ось 6 порад, на які варто звернути увагу.
Як правильно вибрати пісок для розриву
1. Кулястість і округлість
Сферичність означає ступінь наближення розклинюючого наповнювача (піску для розриву) до сфери. Округлість відноситься до "округлості" частинок піску, що розриваються. Чим більше країв і кутів має піщинка, що розривається, тим гірша округлість; навпаки, чим гладкіші краї та кути, тим краща округлість. Круглі частинки подібного розміру можуть забезпечити сталість проникності, тим самим забезпечуючи більшу провідність розриву.
Сферичність і округлість природного піску розриву не повинні бути меншими або дорівнювати 0.6. У фактичних випробуваннях для перевірки сферичності та округлості проппанту використовується діаграма сферичності та округлості.
2. Кислоторозчинність
Розчинність кислоти відноситься до частки маси розчиненого проппанту в розчині кислоти.
Кислотостійкість є важливим показником проппанту гідророзриву. Проппанти з хорошою кислотостійкістю можуть працювати в кислих утвореннях протягом тривалого часу і підтримувати хорошу провідність. Варто зазначити, що норми кислоторозчинності піску ГРП і проппантів керамзиту однакові.
3. Помутніння
Каламутність проппанту означає помутніння рідини після додавання певної маси проппанту до певного об’єму дистильованої води,
гарненько струсіть і залиште на певний період часу. Одиниця вимірювання — ФТУ.
Каламутність описує гладкість поверхні проппанту. Відповідно до стандарту, каламутність піску для гідророзриву повинна бути менше або дорівнювати 100 FTU. Це можна вирішити шляхом промивання під час обробки.
4. Опір стиску
Стійкість до роздавлювання — це швидкість роздавлювання, визначена випробуванням тиском певної кількості розклинювального наповнювача піску для розриву пластів при номінальному тиску. Основними факторами, що впливають на швидкість дроблення, є округлість, сферичність, обробка поверхні, мікроструктура тощо.
Швидкість дроблення проппанту піску для гідророзриву впливає на провідність тріщини. Американський інститут нафти (API) вимагає, щоб пісок для гідророзриву витримував тиск 4000–6000 psi.
5. Розмір
Розмір проппанту піску для гідророзриву пласта залежить від в’язкості рідинної системи та її здатності транспортувати пісок у тріщину. Діапазон розмірів проппанту дуже важливий. Типовий розмір проппанту з піску для гідророзриву зазвичай становить 20–140 меш (106–850 мкм), наприклад 20–40 меш (420–840 мкм), 40–70 меш (212–420 мкм) або 70 -140 меш (106–212 мкм). ).
Відповідно до глибини свердловини вибираються різні характеристики. 1 меш означає кількість проміжків на екрані на квадратний дюйм. Чим вище число меш, тим менший розмір частинок може пройти через сито.
6. Щільність проппанту
Щільність проппанту піску для гідророзриву пластів — це маса проппанту на одиницю об’єму (г/см³), яка описує загальну щільність накопичення проппанту. Основними факторами, що впливають на щільність, є округлість, сферичність, обробка поверхні тощо. Низька щільність піску нафтового гідророзриву дозволяє легко закачувати його в свердловину; висока щільність ускладнює суспендування в рідині для розриву та заповнення тріщин.