RU2061853C1 - Fluid-sand carrier for hydraulic stratum rupture - Google Patents

Abstract

FIELD: well drilling. SUBSTANCE: fluid comprises (% by weight): 20.03 - 21.6 oil, 0.6 - 1.33 soap stock, not less than 262 g/l stratum water of common mineralization. EFFECT: improved sand retaining capacity. 1 tbl

Description

Изобретение относится ж области нефтедобычи, в частности к технологическим жидкостям для гидравлического разрыва пластов нефтяных и газовых скважин. Заявленная жидкость может быть использована также в качестве промывочной жидкости при бурении скважин, для глушения и консервации скважин, а также при проведении перфорационных работ в скважине. The invention relates to the field of oil production, in particular to process fluids for hydraulic fracturing of oil and gas wells. The claimed fluid can also be used as a flushing fluid when drilling wells, for killing and conservation of wells, as well as during perforation work in the well.

Известна жидкость нефтеэмульсионного типа для гидравлического разрыва пласта (ГРП), являющаяся по своим свойствам также и жидкостью песконосителем, содержащая нефть, соль кремниевое кислоты и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. Known liquid emulsion type for hydraulic fracturing (hydraulic fracturing), which is also a sand carrier in its properties, containing oil, a salt of silicic acid and water in the following ratio of ingredients, wt.

Нефть 30 40
Соль кремниевой кислоты 5 6
Вода Остальное
(см. например, авт. свид. СССР 687226, кл. Е 21 В 45/26, 1979).Oil 30 40
Silicic acid salt 5 6
Water Else
(see, for example, author's certificate. USSR 687226, class E 21 B 45/26, 1979).

Однако, известная жидкость обладает очень низкой пескоудерживающей способностью при содержании в ней песка в количестве 50% т.е является в этом случае нестабильной в отношении удерживания ею песка во взвешенном состояний. Данные наших исследование показывают что при 50-процентном содержании в жидкости песка фракция 1 мм стабильность ее через 0,5 часа составляет 414 кг/м³, т.е. песок весь, практически сразу, оседает на дно стеклянного цилиндра одновременным отделением воды, т.е происходит также я разрушение эмульсии. Известная жидкость имеет неограниченную фильтратоотдачу. При использовании такой жидкости возможно образование песчаных пробок как в трубах, так и в призабойной зоне сквашены.However, the known liquid has a very low sand holding capacity when the sand content in it is in the amount of 50%, i.e., in this case it is unstable with respect to its retention of sand in suspension. Our research data shows that at a 50% content of sand in a liquid, a fraction of 1 mm its stability after 0.5 hours is 414 kg / m ³ , i.e. all sand, almost immediately, settles to the bottom of the glass cylinder by simultaneous separation of water, i.e., the emulsion also breaks down. Known liquid has unlimited filtration. When using such a liquid, sand plugs can form in both the pipes and in the bottomhole zone.

Наиболее близкой к заявляемой жидкости по совокупности сходных признаков является жидкость для ГРП нефтеэмульсионного типа по своим свойствам также являющаяся жидкостью-песконосителем, содержащая нефтепродукт, СНПХ--6016 смесь алкилоламидов, олеиновой кислоты и кубового остатка производства бутиловых спиртов), минерализованную воду, при следующем соотношении ингредиентов, мае. Closest to the claimed liquid, by the set of similar features, is the oil for hydraulic fracturing of the oil-emulsion type in its properties also being a sand carrier fluid containing an oil product, SNPCH-6016 mixture of alkylolamides, oleic acid and bottoms from the production of butyl alcohols), mineralized water, in the following ratio ingredients, may.

Нефтепродукт 32,0 58,5
СНПХ-6016 0,5 3,0
Минерализованная вода 41,0 65,0
(см. например, авт. свид. СССР 1559126, кл. В 21 В 43/26, 1990).Oil product 32.0 58.5
SNPCH-6016 0.5 3.0
Mineralized water 41.0 65.0
(see, for example, author's certificate. USSR 1559126, class B 21 B 43/26, 1990).

Однако, эта известная жидкость обладает также недостаточной пескоудерживающей способностью, поскольку является также не стабильной в отношении ее свойства удерживать песок во взвешенном состоянии стабильность ее при 30% содержании песка фракции 1 мм через 2 часа составляет 230 кг/м³), т.е. практически весь песок из нее оседает на дно стеклянного цилиндра.However, this known liquid also has insufficient sand-holding ability, since it is also unstable with respect to its ability to hold sand in suspension, its stability at 30% sand content of 1 mm fraction after 2 hours is 230 kg / m ³ ), i.e. almost all of the sand from it settles to the bottom of the glass cylinder.

Настоящее изобретение решает техническую задачу повышения пескоудерживающей способности жидкости при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи. The present invention solves the technical problem of increasing the sand holding capacity of a liquid while maintaining a low filtrate recovery.

Указанная техническая задача достигается тем, что известная жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, включающая нефть, пластовую воду и добавку, в качестве добавки содержит соапсток-отход масложирового производства, при следующем соотношении ингредиентов, мас. The specified technical problem is achieved by the fact that the well-known sand carrier for hydraulic fracturing, including oil, produced water and an additive, contains as an additive soap-waste oil and fat production, in the following ratio of ingredients, wt.

Нефть 20,03 21,5
Соапсток отход масложирового производства 0,6 1,33
Пластовая вода общей минерализации не менее 262 г/л Остальное.Oil 20.03 21.5
Soapstock waste oil and fat production 0.6 1.33
Produced water with a total salinity of at least 262 g / l. The rest.

Ни из патентной, ни из научно-технической литературы нам не известны жидкости песконосители для гидравлического разрыва пласта, включающие указанные ингредиенты в заявляемом количественном соотношении и возволяющие решить поставленную техническую задачу изобретения, что дает основание сделать вывод о том, что заявляемый состав обладает критериями изобретения "новизна" и "изобретательский уровень". Neither from the patent nor from the scientific and technical literature are we known sand-carrier fluids for hydraulic fracturing, including the indicated ingredients in the claimed quantitative ratio and allowing to solve the technical problem of the invention, which allows us to conclude that the claimed composition has the criteria of the invention " novelty "and" inventive step ".

Достижение указанного выше технического результата стало возможным, до-видимому, благодаря совместному взаимодействию входящих в состав заявляемой жидкости-песконосителя ингредиентов. Ври введении в нефть соапстока происходит его эмульгирование в нефти. Доследующее введение пластовой воды в эмульгированную смесь, по-видимому, приводит к образованию органе-минеральных продуктов, которые сообщают высокую стабильность заявляемой жидкости в отношении свойств, удерживающих песок во взвешенном состоянии, а тем самым сообщают ей и высокую удерживающую способность. The achievement of the above technical result has become possible, apparently, due to the joint interaction of the ingredients included in the inventive liquid sand carrier. When Soapstock is introduced into oil, it emulsifies in oil. The subsequent introduction of produced water into the emulsified mixture, apparently, leads to the formation of organo-mineral products that impart high stability of the claimed fluid with respect to the properties that hold the sand in suspension, and thereby give it a high holding capacity.

Заявляемая жидкость отвечает критерию изобретения "промышленная применимость". Технология ее приготовления в промысловых условиях заключается в следующем. В емкость Цементировочного агрегата наливают нефть и вводят в нее расчетное количество соапстока, перемешивая смесь до ее однородного состояния Одновременно в процессе перемешивания этой смеси в нее приливают тонкой струей расчетное количество пластовой воды. Перемешивание продолжают до получения вязкого состава. Для лучшего диспергирования смеси возможно использование штуцерной камеры или эжекторно-шарового диспергатора. The inventive liquid meets the criteria of the invention "industrial applicability". The technology of its preparation in the field is as follows. Oil is poured into the tank of the Cementing unit and the calculated amount of soap stock is introduced into it, mixing the mixture until it is homogeneous. At the same time, during the mixing of this mixture, the calculated amount of produced water is poured into it with a thin stream. Stirring is continued until a viscous composition is obtained. For better dispersion of the mixture, it is possible to use a choke chamber or an ejector-ball dispersant.

Приготовленную жидкость подают через скважину для воздействия да призабойную зону пласта. The prepared fluid is fed through the well for impact and bottom-hole formation zone.

Достижение указанного выше технического результата подтверждается результатами проведенных лабораторных испытаний заявляемой жидкости. Для проведения лабораторных испытаний были использованы следующие вещества:
нефть плотность 900 кг/m³ с вязкостью 25,9 ст;
соапсток отход масложирового производства по ТУ 10-04-02-80-92, с содержанием жира 80% густая жидкость серого цвета
пластовая вода плотностью 1180 кг/м³, с общей минерализацией не менее 262 г/л, жесткостью 1200 мг-экв/л.The achievement of the above technical result is confirmed by the results of laboratory tests of the inventive liquid. The following substances were used for laboratory tests:
oil density of 900 kg / m ³ with a viscosity of 25.9 st;
soapstock waste oil and fat production according to TU 10-04-02-80-92, with a fat content of 80%, a thick gray liquid
formation water with a density of 1180 kg / m ³ , with a total salinity of at least 262 g / l, hardness of 1200 mEq / l.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующим примером. The possibility of carrying out the claimed invention is confirmed by the following example.

Пример. Example.

Для приготовления 387,82 г заявляемой жидкости в 78 г нефти вводили 3 г соапстока, перемешивая их до однородного состояния смеси. Затем в полученную эмульгированную смесь при интенсивном ее перемешивании приливали тонкой струей З06,82 г пластовой воды и продолжали перемешивание, смеси еще в течение 0,5 часа до ее однородного вязкого состояния. В результате получали заявляемую жидкость-песконоситель со следующим содержанием ингредиентов, мас. нефть 20,03; соапсток 0,6; пластовая вода остальное, с условной вязкостью УВ₁₀₀ 2300 с, фильтратоотдачей 2,5 см³, статическим напряжением сдвига через 1 и 10 мин соответственно 14,5 и 14,9.To prepare 387.82 g of the inventive liquid, 78 g of oil was introduced into 3 g of soap stock, mixing them until the mixture was homogeneous. Then, in the emulsified mixture obtained, with intensive stirring, a fine stream of 06.06.82 g of produced water was poured and stirring was continued, the mixture was continued for another 0.5 hour until its homogeneous viscous state. The result was the inventive sand-carrier fluid with the following content of ingredients, wt. oil 20.03; soap stock 0.6; formation water the rest, with a conditional viscosity of HC ₁₀₀ 2300 s, a filtrate yield of 2.5 cm ³ , a static shear stress after 1 and 10 minutes, respectively 14.5 and 14.9.

Аналогичным образом готовили другие составы заявляемой жидкости с различным соотношением ингредиентов. Similarly prepared other compositions of the inventive liquid with a different ratio of ingredients.

В ходе лабораторных испытаний у заявляемой жидкости измеряли следующие показатели свойств: условную вязкость, статическое напряжение сдвига и фильтратоотдачу. Определяли стабильность жидкости в отношении удерживания ею песка во взвешенном состоянии, по которой судили о ее пескоудерживающей способности. In the course of laboratory tests, the following properties were measured in the inventive liquid: conditional viscosity, static shear stress and filtrate recovery. Determined the stability of the liquid in relation to its retention of sand in suspension, which was judged on its sand-holding ability.

Условную вязкость определяли на приборе ВБР-1. The nominal viscosity was determined on a VBR-1 device.

Статическое напряжение сдвига (СНС) измеряли на приборе СНС-2. Static shear stress (SNA) was measured on the device SNA-2.

Фильтратоотдачу определяли на вакуумной установке при перепаде давления Р 0,1 МПа за 30 мин. The filtrate recovery was determined on a vacuum installation at a pressure drop of P 0.1 MPa in 30 minutes.

Стабильность заявляемой жидкости-песконосителя для установления по ней пескоудерживающей способности, определяли следующим образом. В приготовленную жидкость-песконоситель вводили песок фракции 1,0 мм в количестве 50% от объема жидкости. Заявляемую жидкость с песком перемешивали, заливали в стеклянный градуированный цилиндр и оставляли на 0,5 часа. Затем верхний слой жидкости (верхнюю половину объема цилиндра) перемешивали стеклянной палочной и выливали в пикнометр для взвешивания и определяли плотность этого слоя жидкости Нижний слой жидкости (нижнюю половину объема цилиндра) также перемешивали стеклянной палочной и выливали в пикнометр для взвешивания и определяли плотность этого слоя жидкости. Do разности плотностей верхнего и нижнего слоев жидкости судили о стабильности заявляемой жидкости-песконосителя, а следовательно, о ее пескоудерживающей способности. The stability of the inventive sand-carrier fluid to establish sand-holding ability therein was determined as follows. Sand of a 1.0 mm fraction in an amount of 50% of the liquid volume was introduced into the prepared sand carrier. The inventive liquid with sand was mixed, poured into a graduated glass cylinder and left for 0.5 hours. Then, the upper liquid layer (upper half of the cylinder volume) was mixed with a glass rod and poured into a pycnometer for weighing and the density of this liquid layer was determined. The lower liquid layer (lower half of the cylinder volume) was also mixed with a glass rod and poured into a pycnometer for weighing and the density of this liquid layer was determined . Do the density differences of the upper and lower layers of the liquid judged on the stability of the inventive sand-carrier fluid, and therefore, on its sand-holding ability.

Таким же образом устанавливали стабильность заявляемой жидкости-песконосителя через 2 часа и через 24 часа выдергивания ее в стеклянном градуированном цилиндре. In the same way, the stability of the inventive sand carrier was established after 2 hours and after 24 hours of pulling it out in a graduated glass cylinder.

Данные о составе и свойствах заявляемой жидкости-песконосителя для гидравлического размыва пласта приведены в таблице. Data on the composition and properties of the inventive sand-carrier fluid for hydraulic erosion of the formation are shown in the table.

Данные лабораторных исследований, приведенные в таблице, показывают, что заявляемая жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта со следующим содержанием ингредиентов, мас. The laboratory research data shown in the table show that the inventive sand-carrier fluid for hydraulic fracturing with the following ingredients, wt.

Нефть 20,03 21,60
Соапсток отход масложирового производства 0,60 1,33
Пластовая вода общей минерализацией не менее 262 г/л Остальное,
обладает высокой пенскоудерживающей способностью (стабильность жидкости с содержанием песка 50% через 24 часа равна О кг/м³) при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи.Oil 20.03 21.60
Soapstock waste oil and fat production 0.60 1.33
Formation water with a total salinity of at least 262 g / l;
it has a high pen-holding ability (stability of a liquid with a sand content of 50% after 24 hours is equal to O kg / m ³ ) while maintaining a low filtrate recovery.

Преимущества заявляемой жидкости-песконосителя по сравнению с известной состоят в следующем:
Заявляемая жидкость-песконоситель для гидроразрыва пласта имеет высокую пескоудерживающую способность, так как значение показателя стабильности жидкости по удерживанию песка во взвешенном состоянии равно нулю при одновременном сохранении низкой фильтратоотдачи, что позволит при использование заявляемой жидкости равномерно закреплять трещину при гидроразрыве при всей ее длине, ширине и высоте. В то время, как известная по прототипу жидкость-песконоситель имеет низкую пескоудерживающую способность, значение показателя стабильности которой уже через 2 часа составляет 230 кг/м³, т.е. практически весь песок из нее оседает на дно.The advantages of the inventive sand carrier in comparison with the known are as follows:
The inventive sand-carrier fluid for hydraulic fracturing has a high sand-holding ability, since the value of the fluid stability index for keeping sand in suspension is zero while maintaining a low filtrate recovery, which allows using the inventive fluid to evenly fix a fracture during hydraulic fracturing with its entire length, width and height. While the sand-carrier fluid known for the prototype has a low sand-holding ability, the stability index value of which after 2 hours is 230 kg / m ³ , i.e. almost all of the sand from it settles to the bottom.

Общественно-полезные преимущества заявляемой жидкости-песконосителя, производные от технических состоят в том, что при использовании ее повышается эффективность гидроразрыва пласта, обеспечивается почти полное сохранение первоначальной проницаемости пласта после гидроразрыва, исключаются при этом дополнительные затраты материальных средств и времени на дополнительные работы, связанные с обработкой призабойной зоны скважины и обеспечивается, тем самым, увеличение текущего нефтеизвлечения не менее, чем на 15%
Кроме того, заявляемая жидкость-пенсконоситель обладает высокими ингибирующими свойствами по отношению к глинистым коллекторам, так как содержит в своем составе до 80% пластовой воды.The socially useful advantages of the inventive sand-carrier fluid, derived from the technical ones, are that when it is used, the hydraulic fracturing efficiency is increased, the initial permeability of the reservoir is almost completely preserved after hydraulic fracturing, and additional costs of material resources and time for additional work associated with it are excluded treatment of the bottomhole zone of the well and thereby ensures an increase in current oil recovery by at least 15%
In addition, the inventive foam carrier fluid has high inhibitory properties in relation to clay reservoirs, as it contains up to 80% of produced water.

Заявляемая жидкость-песконоситель морозоустойчива до -ЗО^oС, что позволит производить работы по ГРП в зимнее время, а также стабильна в течение продолжительного времени.The inventive sand carrier is frost-resistant to -3 ^° C, which will allow for hydraulic fracturing in the winter, and is also stable for a long time.

При использовании заявляемой жидкости-песконосителя для ГРП может быть получен экономический эффект за счет повышения приемистости нагнетательных и повышения продуктивности эксплуатационных скважин. When using the inventive sand-carrier fluid for hydraulic fracturing, an economic effect can be obtained by increasing the injectivity of injection wells and increasing the productivity of production wells.

Имеется необходимая документация по исследованию данной жидкости-песконосителя в лабораторных условиях и по его промышленному применению. ТТТ1 ТТТ2 There is the necessary documentation for the study of this sand-carrier fluid in the laboratory and for its industrial use. TTT1 TTT2

Claims (1)

Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, содержащая нефть, пластовую воду и добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки она содержит соапсток отход масложирового производства при следующем соотношении ингредиентов, мас. Sand-carrier fluid for hydraulic fracturing containing oil, produced water and an additive, characterized in that as an additive it contains co-stock waste oil and fat production in the following ratio of ingredients, wt. Нефть 20,03 21,60
Соапсток отход масложирового производства 0,60 1,33
Пластовая вода общей минерализации не менее 262 г/л ОстальноеOil 20.03 21.60
Soapstock waste oil and fat production 0.60 1.33
Formation water with a total salinity of at least 262 g / l

Images