Frac õli. Hüdraulilise purustamise rakendamine nafta- ja gaasiväljadel

Hüdrauliline purustamine koosneb kolmest põhitoimingust:

1. reservuaari tehispragude tekitamine (või looduslike pragude laiendamine);

2. vedeliku süstimine murrutäiteainega läbi torustiku puuraugu lähedusse;

3. täiteainega vedeliku sundimine pragudesse, et neid parandada.

Need toimingud kasutavad kolme vedelike kategooriad:

• purustav vedelik,
• liivakandja
• müüa vedelikku.

Tööagendid peavad vastama järgmistele nõuetele:

1. Ei tohiks vähendada CCD läbilaskvust. Samas kasutatakse olenevalt kaevu kategooriast (tootmine; sissepritse; tootmine, vee sissepritseks ümbertöötamine) erineva iseloomuga töövedelikke.

2. Töövedelike kokkupuude EZS-i kivimiga või reservuaarivedelikega ei tohiks põhjustada negatiivseid füüsikalisi ja keemilisi reaktsioone, välja arvatud juhul, kui kasutatakse kontrollitud ja suunatud toimega spetsiaalseid tööaineid.

3. Ei tohiks sisaldada märkimisväärses koguses mehaanilisi võõrlisandeid (st nende sisaldus on reguleeritud iga tööaine jaoks).

4. Spetsiaalsete töövahendite, näiteks õli-happe emulsiooni kasutamisel peavad keemiliste reaktsioonide produktid olema reservuaari tootmisel täielikult lahustuvad ega tohi vähendada puuraugu tsooni läbilaskvust.

5. Kasutatavate töövedelike viskoossus peab olema stabiilne ja talvel madala hangumispunktiga (vastasel juhul tuleb hüdrauliline purustamine läbi viia kuumutamisega).

6. Peab olema hõlpsasti kättesaadav, olematu ja odav.

Hüdrauliline purustamise tehnoloogia :

• Hästi ettevalmistus- sissevoolu või injektsiooni uuring, mis annab andmeid murdurõhu, murruvedeliku mahu ja muude omaduste hindamiseks.
• Hästi õhetus- kaevu loputatakse loputusvedelikuga, lisades sellele teatud kemikaale. Vajadusel teostada dekompressioonravi, torpedo- või happetöötlust. Sel juhul on soovitatav kasutada torusid läbimõõduga 3-4 "(väiksema läbimõõduga torud on ebasoovitavad, kuna hõõrdekaod on suured).
• Murdevedeliku süstimine- luuakse kivimi purunemiseks vajalik rõhk uute tekkeks ja olemasolevate pragude ilmnemiseks CCD-s. Sõltuvalt CCD omadustest ja muudest parameetritest kasutatakse kas filtreeritavaid või kergelt filtreeritavaid vedelikke.

Murdevedelikud:

tootmiskaevudes

degaseeritud õli;

paksendatud õli, õli-õli segu;

Hüdrofoobne õli-happe emulsioon;

Hüdrofoobne vesi-õli emulsioon;

Happe-petrooleumi emulsioon jne;

süsteaukudes

puhas vesi;

vesinikkloriidhappe vesilahused;

Paksendatud vesi (tärklis, polüakrüülamiid - PAA, sulfit-alkoholi destilleerimine - PRS, karboksümetüültselluloos - CMC);

Paksendatud vesinikkloriidhape (kontsentreeritud vesinikkloriidhappe segu PRS-iga) jne.

Purustusvedeliku valikul tuleb arvestada ja vältida savi pundumist, sisestades sinna keemilisi reaktiive, mis niisutamisel saviosakesi stabiliseerivad (savi hüdrofobiseerimine).

Nagu juba märgitud, ei ole purunemisrõhk konstantne väärtus ja sõltub mitmest tegurist.

Põhjaaugu rõhu suurendamine ja purunemisrõhu väärtuse saavutamine on võimalik siis, kui sissepritse kiirus on kiirem kui vedeliku imendumise kiirus kihistu poolt. Madala läbilaskvusega koosseisudes saab purustamisrõhu saavutada, kasutades purustamisvedelikuna piiratud sissepritsekiirusega madala viskoossusega vedelikke. Kui kivimid on piisavalt hästi läbilaskvad, siis madala viskoossusega süstimisvedelike kasutamisel on vajalik kõrge sissepritsekiirus; piiratud pumpamiskiirusega on vaja kasutada suurema viskoossusega purustamisvedelikke. Kui CCD on suure läbilaskvusega reservuaar, tuleks kasutada kõrget sissepritsekiirust ja kõrge viskoossusega vedelikke. Sellisel juhul tuleks arvesse võtta ka produktiivse horisondi (vahekihi) paksust, mis määrab kaevu injektsioonivõime.

Tähtis tehnoloogiline küsimus on määrata pragude tekkimise hetk ja selle märgid. Prao moodustumise hetke monoliitses reservuaaris iseloomustab sõltuvuse "sissepritsevedeliku mahuline voolukiirus - sissepritserõhk" katkemine ja sissepritse rõhu märkimisväärne vähenemine. Puuraugu tsoonis juba eksisteerinud luumurdude avanemist iseloomustab sujuv "voolukiiruse - rõhu" sõltuvuse muutumine, kuid sissepritse rõhu langust ei toimu. Mõlemal juhul on murru avanemise tunnuseks kaevu süstimise suurenemine.

• Liiva kandva vedeliku süstimine. Liiv või mõni muu murrusse süstitud materjal toimib luumurdude täiteainena, olles selle sees karkassiks ja takistades murde sulgumist pärast rõhu eemaldamist (vähendamist). Liivakandja esineb transpordifunktsioon. Peamised nõuded liiva kandvale vedelikule on kõrge liiva hoidmisvõime ja madal filtreeritavus.

Need nõuded on määratud tingimustega pragude tõhusaks täitmiseks täiteainega ja täiteaine võimaliku settimise välistamine üksikutes elementides. transpordisüsteem(suu, torud, põhjaauk), samuti enneaegne liikuvuse kaotus täiteaine poolt luumurrus. Madal filtreeritavus takistab liiva kandva vedeliku filtreerumist murru seintesse, säilitades täiteaine konstantse kontsentratsiooni murdes ja vältides prao kinnitumist täiteaine poolt selle alguses. Vastasel juhul suureneb täiteaine kontsentratsioon prao alguses liiva kandva vedeliku filtreerumise tõttu prao seintesse ja täiteaine edasikandumine praos muutub võimatuks.

Liiva kandvate vedelikena tootmiskaevudes kasutatakse viskoosseid vedelikke või õlisid, eelistatavalt struktuursete omadustega; õli ja õlisegud; hüdrofoobsed vesi-õli emulsioonid; paksendatud vesinikkloriidhape jne. Süstimiskaevudes kasutatakse liiva kandvate vedelikena PRS-i lahuseid; paksendatud vesinikkloriidhape; hüdrofiilsed õli-vesi emulsioonid; tärklise-aluselised lahused; neutraliseeritud must kontakt jne.

Hõõrdekadude vähendamiseks nende vedelike liikumisel täiteainega mööda torusid kasutatakse spetsiaalseid lisandeid (depressante) - lahuseid seebi alus; suure molekulmassiga polümeerid jms.

• Väljasurvevedeliku sissepritse - liiva kandva vedeliku põhja pigistamine ja pragudesse surumine. Selleks, et vältida täiteainest korkide moodustumist, tuleb järgida järgmist tingimust:

kus on liiva kandva vedeliku liikumiskiirus torujuhtmes, m/s;

Liiva kandva vedeliku viskoossus, mPa s.

Reeglina kasutatakse nihkevedelikena minimaalse viskoossusega vedelikke. Tootmiskaevudes kasutatakse sageli oma degaseeritud õli (vajadusel lahjendatakse petrooleumi või diislikütusega); Sissepritsekaevud kasutavad vett, tavaliselt kaubanduslikku.

Pragude täiteainena võib kasutada:

Kvartssorteeritud liiv tera läbimõõduga 0,5 +1,2 mm, mille tihedus on umbes 2600 kg/m3. Kuna liiva tihedus on oluliselt suurem kui liiva kandva vedeliku tihedus, võib liiv settida, mis määrab suured kiirused allalaadimised;

Klaaskuulid;

Aglomeeritud boksiidi terad;

polümeerist pallid;

Spetsiaalne täiteaine - toetav.

Põhinõuded täiteainele:

Kõrge survetugevus (kokkuvarisemine);

Geomeetriliselt õige sfääriline kuju.

On täiesti ilmne, et täiteaine peab olema reservuaari tootmise suhtes inertne ega tohi pikka aega muuta selle omadusi. Praktiliselt on kindlaks tehtud, et täiteaine kontsentratsioon varieerub 200-300 kg 1 m3 liiva kandva vedeliku kohta.

• Pärast täiteaine süstimist luumurdudesse kaevu jäi surve alla. Ooteaeg peaks olema piisav, et süsteem (CCD) jõuaks ebastabiilsest olekusse stabiilsesse olekusse, kus täiteaine on kindlalt praosse fikseeritud. Vastasel juhul viiakse täiteaine sissevoolu, kaevu arendamise ja töötamise stimuleerimise käigus luumurdudest kaevu välja. Kui samal ajal kaevu käitatakse pumpamise teel, viib täiteaine eemaldamine sukelpaigaldise rikkeni, rääkimata täitematerjalist korkide moodustumisest põhjas. Eelnev on äärmiselt oluline tehnoloogiline tegur, mille tähelepanuta jätmine vähendab järsult hüdraulilise purustamise efektiivsust kuni negatiivse tulemuseni.
• sissevoolu kõne, kaevu arendamine ja selle hüdrodünaamiline uuring. Hüdrodünaamilise uuringu läbiviimine on kohustuslik element tehnoloogia, sest selle tulemused on protsessi tehnoloogilise efektiivsuse kriteeriumiks.

elektriskeem hüdraulilise purustamise kaevu seadmed on esitatud riis. 5.5. Hüdraulilise purustamise ajal tuleb torujuhe kokku pakkida ja ankurdada.

Hüdraulilise purustamise ajal on olulised probleemid pragude asukoha, ruumilise orientatsiooni ja suuruse määramine. Sellised määratlused peaksid olema uutes piirkondades purustamisel kohustuslikud, kuna. võimaldavad arendada parimat protsessitehnoloogiat. Loetletud ülesanded lahendatakse praost, millesse süstitakse osa radioaktiivse isotoobi, näiteks koobalti, tsirkooniumi ja raua poolt aktiveeritud täiteainest, gammakiirguse intensiivsuse muutuse jälgimise meetodil. Essents seda meetodit seisneb teatud osa aktiveeritud täiteaine lisamises puhtale täiteainele ja gammakiirguse logimises vahetult pärast luumurdude tekkimist ja osa aktiveeritud täiteaine süstimist pragudesse; Võrreldes neid gammakiirguse logimise tulemusi, hindavad nad tekkinud luumurdude arvu, asukohta, ruumilist orientatsiooni ja suurust. Neid uuringuid viivad läbi spetsialiseerunud geofüüsikalised organisatsioonid.

Riis. 5.5. Hüdraulilise purustamise kaevuseadmete skemaatiline diagramm:

1 - produktiivne moodustumine; 2 - pragu; 3 - varre; 4 - pakkija; 5 - ankur; 6 - korpuse string; 7 - torude string; 8 - kaevupea varustus; 9 - purunemisvedelik; 10 - liivakandja vedelik; 11 - vedeliku pigistamine; 12 - manomeeter.

Hüdraulilise purustamise rakenduse probleemid. ASS kus reservuaari kõrval on vett sisaldavad kihid. Põhjavee korral võib see olla põhjaveekiht. Lisaks võivad töödeldud formatsiooniga külgnevad moodustised olla üleujutatud.

Hüdraulilise purustamise käigus tekkivad vertikaalmurrud loovad sellistel juhtudel hüdrodünaamilise ühenduse kaevu ja põhjaveekihi vahel. Enamasti on põhjaveekihil suurem läbilaskvus võrreldes reservuaariga, kus teostatakse hüdraulilist purustamist. Seetõttu võib hüdrauliline purustamine viia kaevude täieliku üleujutamiseni. Vanadel põldudel on paljud kaevud lagunenud. Hüdrauliline purustamine sellistes tingimustes põhjustab tootmisnööri purunemise. Teoreetiliselt kasutatakse sellistes kaevudes nööri kaitseks pakkerit, kuid nööril tekkinud mõlkide ja korrosiooni tõttu ei täida pakkija sellistes kaevudes oma rolli. Lisaks võib hüdraulilise purustamise tõttu tsemendikivi hävida.

Hüdraulilise purustamise käigus tekivad murrud erineva läbilaskvusega vahekihtides, kuid väga sageli on suure läbilaskvusega vahekihti lihtsam lõhkuda kui madalat. Suurema läbilaskvusega vahekihis võib murd olla pikem. Selle valiku korral suureneb pärast hüdraulilist purustamist kaevu õlitootmise kiirus, kuid kaevu kastmise korral suureneb veekatkestus. Seetõttu tuleb enne ja pärast hüdraulilist purustamist analüüsida toodetud vett, et selgitada välja, kust vesi kaevus tuli.

Hüdraulilise purustamise ajal, nagu ka kõigi stimulatsioonimeetodite puhul, tekib alati küsimus suure toodangu kompenseerimisest süstimisega.

Hüdrauliline purustamine (HF) – tehnoloogiline protsess produktiivse kihistu põhjaaugu tsooni läbilaskvuse suurendamine pragude tekkimise või selles olevate looduslike pragude laienemise ja süvenemise tõttu. Selle protsessi olemus seisneb vedeliku süstimises põhjaaugu tsooni kõrge rõhu all, mis ületab kohaliku kivimi rõhu ja reservuaarikivimi tugevusomadused.

Kasutatakse hüdraulilist purustamist:

Tugevalt saastunud põhjaaugu tsooniga kaevudest naftatootmise intensiivistamiseks, tekitades pragusid;

Selleks, et tagada kaevu hüdrodünaamiline seotus looduslike kihistu murdude süsteemiga ja kuivendusala laiendamine;

Arendada madala läbilaskvusega maardlaid ja viia bilansivälised naftavarud kaubanduslikesse;

Kui arendatakse keerukaid ja heterogeenseid reservuaare, et suurendada õli taaskasutamise kiirust ja suurendada nafta lõplikku taaskasutamist;

Suurendada naftapuuraukude tootlikkust;

Süstekaevude süstimise suurendamiseks;

Kõrge tekkesurvega, kuid madala kihistu läbilaskvusega kaevudes.

Hüdraulilist purustamist ei soovitata teha kaevudes, mis asuvad vesi-õli ja gaasi-õli tsoonide läheduses, kus on võimalik kiirendatud koonumine ning vee ja gaasi läbimurdmine tootmiskaevudesse; madalate jääkvarudega ammendunud reservuaarides, samuti kaootilise purunemisega karbonaadireservuaarides.

HF viiakse läbi järgmises järjekorras. Torud lastakse kaevu ning tootmisformatsiooni katuse kohale, milles kavandatakse hüdraulilist purustamist, paigaldatakse tihendaja ja ankur. Kaevu pestakse veega, et puhastada põhjaava savist ja mehaanilistest lisanditest. Vajadusel tehakse enne hüdraulilist purustamist mõnikord soolhappetöötlus või täiendav perforatsioon. Sellistel juhtudel lõhkemisrõhku vähendatakse ja selle efektiivsus suureneb. Seejärel süstitakse läbi torustiku kaevu purustamisvedelik (toru läbimõõt on vähemalt 89–114 mm, hüdraulilise purustamise ajal ei ole soovitatav kasutada väiksema läbimõõduga torusid, kuna vedeliku pumpamisel tekivad neis suured rõhukadud) purustamisvedelikku süstitakse vajalikus mahus, et tekitada rõhk purustamisel. Korpuse kaitsmiseks kõrge rõhu eest paigaldatakse purunenud moodustise kohale pakker. See eraldab täielikult produktiivse moodustumise tsooni kaevu pealisosast. Sel juhul mõjub pumpade tekitatav rõhk ainult kihistusele ja pakkeri alumisele osale. Paigaldage hüdrauliline ankur, et vältida pakkeri liikumist.

Purunemisvedelikud jagunevad kolme kategooriasse: purustamisvedelik, liiva kandevedelik ja nihkevedelik.

Töövedelikud ei tohiks vähendada reservuaari kivimi absoluutset ega faasiläbilaskvust. Sellega seoses kasutatakse naftapuurkaevude hüdraulilise purustamise ajal süsivesinikepõhiseid vedelikke ning süstimisel ja naftakaevud, mis on ette nähtud süstimiseks – vee baasil. Karbonaadireservuaaridega kaevudes võib aga töövedelikuna kasutada vesinikkloriidhappe vesilahuseid või muid sellel põhinevaid vedelikke.

Murdevedelik peab tungima hästi kihistusse ja selles looduslikult olemasolevatesse murdudesse. Purustusvedelikke kasutatakse peamiselt:

1. süsivesinik

2. vesilahused

3. emulsioonid

Hüdraulilise purustamise töövedelikud ei tohiks sisaldada mehaanilisi lisandeid ning kokkupuutel kivimite ja reservuaarivedelikuga ei tohiks tekkida lahustumatuid sadet.

Hüdrauliliseks purustamiseks tuleks eelistada vedelikke, mis lahustuvad täielikult kihistuvedelikes. Hüdraulilise purustamise ajal peab töövedelike viskoossus olema stabiilne.

Liivakandja vedelik on vedelik, mida kasutatakse liiva juhtimiseks pinnalt tekkivatesse murdudesse. Liiva kandevedelik peaks olema mittefiltreeritav või kiiresti väheneva filtreeritavusega ning sellel peaks olema ka suur liiva hoidmisvõime. Liiva kandvate vedelikena kasutatakse samu vedelikke, mis purustamisel.

Täiteaine moodustab pragusid ja takistab nende sulgumist rõhu eemaldamisel. Hüdraulilise purustamise käigus tekkinud pragude fikseerimiseks kasutatakse kvartsliiva tera suurusega 0,4 - 1,2 mm. Sellise liiva tugevust ja pinna sissetungimist testitakse laboritingimustes. kivid, milles tekib murd, samuti jääkläbilaskvus (läbilaskvus pärast liiva kokkusurumist pressi all, mis simuleerib kivimi rõhu mõju). Hüdraulilise purustamise käigus pragude täitmiseks mõeldud liiv peab vastama järgmistele nõuetele: a) omama suurt mehaanilist tugevust, et moodustada pragudes usaldusväärsed liivapadjad ega vajuks kivide raskuse all kokku; b) säilitada kõrge läbilaskvus. See on jämedateraline, hästi valtsitud ja kvartsliiva granulomeetrilise koostisega ühtlane. Kõrge kivimi rõhu või ebastabiilse kivimi pinna korral, millesse tekib pragu, kasutatakse kunstkeraamikat või muud tugiainet.

Esimesel hüdraulilisel purustamisel tuleks igasse murrusse viia vähemalt 1,5-2 tonni liiva.

Suures koguses liiva (üle 15-20 tonni) pumpamisel reservuaari, et see läbi pragude sügavamale tungida, pumbatakse esimesed liivakogused (30-40%) peeneteralise (0,4) liivaga. -0,6 mm) fraktsioon, millele järgneb üleminek süstimisjämedale liivale.

Kaasaegne hüdraulilise purustamise disain koosneb kahest põhimõtteliselt erinevast osast.

Projekti esimeses osas seatakse hüdraulilise purustamise eesmärk, määratakse hüdraulilise purustamise kaevud, moodustised ja vahekihid ning arvutatakse moodustatavate murdude mõõtmed (pikkus, laius). Tavaliselt teostab selle hüdraulilise purustamise projekteerimise osa ettevõte või selle osakond (geoloogiline, arendus, tõhustatud õlikogumine), mis juhib põldude või mõne objekti arendust. Ettevõtte tellimusel saab disainimise usaldada ka teadusasutusele.

Projekti teine ​​osa on otseselt seotud hüdraulilise purustamise parameetrite valikuga, mis tagavad valitud kaevudes sellised sissepritsekiirused ja -mahud ning vedelike ja liiva sissepritse, mis võimaldavad tekitada reservuaaris purunemisi projekteeritud mõõtmete ja läbilaskevõimega. esimene osa. Disaini see osa seisneb täiteprao moodustumise protsessi arvutamises ja selle liivaga kinnitamises. Hüdraulilise purustamise projekti teises osas valitakse ka sobivate omadustega tõhusad purustamisvedelikud ja liiv (proppant). Hüdraulilise purustamise projekteerimise teist osa teostab teenindusettevõte ("teenindus"), kes tavaliselt teostab hüdraulilise purustamise operatsiooni.

IN täiskomplekt hüdraulilise purustamise seadmed hõlmavad pumpamis- ja liivasegamisseadmeid, paakautot, kollektorplokki ja kaevupea liitmikke.

Puurkaevupea on varustatud spetsiaalse peaga, mille külge on ühendatud agregaadid purustamisvedelike süvendisse süstimiseks. Hüdrauliliseks purustamiseks võib kasutada: pumpamisseadmeid 4AN-700, moderniseeritud 5AN-700 või raami AHP-700. Nende seadmete maksimaalne rõhk on 70 MPa toitevõimsusega 6 l / s, rõhul 20 MPa on toide 22 l / s. Pumbaagregaadid ühendatakse kollektorplokiga kiiresti eemaldatavate painduvate toruühenduste abil, mis omakorda ühendatakse kaevupea liitmikega.

Praktikas kasutatakse sageli intervallhüdraulilist purustamist. Intervalli kasutatakse siis, kui mitu reservuaari on välja töötatud ühise filtri abil ja reservuaarid on üksteisest isoleeritud mitteläbilaskvate kivimite kihtidega.

Kasutatakse ka suunatud hüdraulilist purustamist. Suunatud hüdraulilisel purustamisel liivapritsiga teostatakse produktiivse moodustise etteantud intervalliga täiendav perforatsioon, milles on plaanis murde saada. Sel juhul kasutatakse nii "punkt" hüdro-liivapritsi perforatsiooni kui ka pilu-auguga perforeerimist.

Üks tõhusaid uusi hüdraulilisi purustamistehnoloogiaid on propanaadi sadestamise tehnoloogia murde lõpus (ehk murdude otsasõelumine (TSO)), mis võimaldab sihikindlalt suurendada murru laiust, peatades selle pikkuse kasvu, seeläbi suurendab oluliselt juhtivust. Et intensiivistada varude tootmist madala läbilaskvusega kihtidest ja vähendada murru sattumise ohtu põhjaveekihtidesse või gaasi kandvatesse moodustistesse, kasutatakse selektiivset hüdraulilist purustamise tehnoloogiat.

Paigaldatud elu- ja tööstuspindade lähedusse. Artiklis käsitleme hüdraulilise purustamise eesmärki, disaini ja klassifikatsiooni. Anname ka punktide paigaldamise aluspõhimõtted ja nõuded nende toimimisele.

Hüdraulilise purustamise dešifreerimine ja tüübid

Gaasi kontrollpunkt (GRP) on kompleks, mis koosneb tehnoloogilised seadmed ja mehhanismid gaasirõhu reguleerimiseks. Paigalduse põhieesmärk on vähendada loodusliku aine sisselaskerõhku ja säilitada väljalaskeava juures etteantud taset, olenemata tarbimisest.

Hüdraulilise purustamise tüübid seoses seadme paigalduskohaga on järgmised:

• GRPSH (kabinetigaasi juhtimispunktid) - selle tüübi jaoks on kavas paigutada vastavad seadmed spetsiaalsesse tulekindlatest materjalidest valmistatud kappi;
• GRU (gaasi juhtimisseadmed) - seda tüüpi seadmete jaoks on see paigaldatud raamile ja asub gaasi kasutamise kohas või mujal;
• PGB (gaasi juhtimisploki punktid) - selle paigutusega paigaldatakse seadmed konteinertüüpi hoonetesse, üks või mitu;
• GRP (dekodeerimine - statsionaarsed gaasi juhtimispunktid) - seda tüüpi seadmete puhul, mis asuvad spetsiaalsetes hoonetes või eraldi ruumides, ei aktsepteerita sellist seadet standardtootena, millel on täielik tehasevalmidus.

Klassifikatsioon

Hüdraulilist purustamist saab klassifitseerida mitme parameetri järgi. Näiteks võimalusel gaasirõhu alandamine. Hüdraulilise purustamise jaotust käsitletakse allpool.

1. Üheastmelised gaasi kontrollpunktid. Sellistes süsteemides reguleeritakse gaasirõhku sisselaskeavast töökohani ühes etapis.
2. Mitmeastmelised gaasi kontrollpunktid. Liiga kõrge rõhuga süsteemides ei pruugi üks regulaator reduktsioonifunktsiooniga toime tulla. Sel juhul toimub reguleerimine mitmes etapis, seadistades ühe või mitu regulaatorit.

Väljundgaasirõhu järgi, mis saadakse hüdraulilise purustamisega (dekodeerimine: gaasi juhtimispunktid), eristatakse paigaldisi, mis tagavad sama või erineva rõhu.

Samuti võib hüdrauliline purustamine olla ühe või kahe väljalaskeavaga. Seadme täitmine on vasaku- või paremakäeline, olenevalt gaasivarustuse kohast.

Lenduva aine sisenemine ja väljumine võib toimuda hüdraulilise purustamise vastaskülgedelt, ühelt poolt vertikaalselt ja horisontaalselt.

Gaasi rõhk punkti väljalaskeava juures võib varieeruda, samas kui hüdrauliline purustamine klassifitseeritakse:

Hüdraulilised murdumise vähendamise liinid

Hüdraulilise purustamise dekodeerimine on juba antud. Üksused võivad olla ummikud või silmused. Seda skeemi kasutatakse gaasivarustuse töökindluse tagamiseks. See seisneb mitme hüdraulilise purustamise kombineerimises. Arvatakse, et mida rohkem paigaldusi on silmustega ühendatud, seda suurem on süsteemi töökindlus. Ummikskeemi kaalutakse siis, kui tarbija gaasiga varustamiseks ei ole otstarbekas kasutada rohkem kui ühte hüdraulilist purustamist.

Hüdraulilise purustamise tehnoloogiliste skeemide kohaselt on olemas:

1. Üksikud reaüksused. Need on varustatud ühe gaasi vähendamise toruga.
2. Mitmelõimeline. Need võivad olla varustatud kahe või enama paralleelselt ühendatud gaasi vähendamise liiniga. Sellist seadet kasutatakse hüdraulilise purustamise maksimaalse töökindluse ja jõudlusparameetrite saavutamiseks.
3. Möödasõit. Tagavara vähendamise liin, mida kasutatakse pealiini remondi käigus.

Mitmerealiste seadmete regulaatoreid saab ühendada paralleelselt või järjestikku.

Hüdrauliline purustamisseade on varustatud järgmiste seadmetega:

• gaasi rõhu reduktor;
• gaasifilter;
• turvavarustus;
• sulgeventiilid;
• mõõteriistad;
• aine sisendseade gaasilõhna jaoks;
• gaasiküttekehad.

Varuliinile on paigaldatud kaks lukustusseadet, mille vahele on paigaldatud manomeeter.

ühe keermega punktid

Gaasi juhtimispunktid (hüdraulilise purustamise dekodeerimine) ühe gaasi redutseerimisliiniga koosnevad: protsessiseadmetest ja raamist, millele see asetatakse.

Selliste seadmete tööpõhimõte:

1. Gaas läbib sisselaskeava ja siseneb filtrisse. Siin puhastatakse see kahjulikest ainetest ja lisanditest.
2. Seejärel juhitakse gaas rõhuregulaatorisse läbi turvasulgurklapi, milles rõhku reguleeritakse - langetatakse vajalike parameetriteni, samuti hoitakse väärtusi soovitud tasemel.

Kui rõhk regulaatorit läbides ei lange standardparameetriteni, siis aktiveerub kaitseklapp või hüdrotihend.

Kui gaasi ei tühjendata, aktiveeritakse kaitsesulgventiil ja RN-GRP gaasivarustus katkeb (dekodeerimine: rõhu parameeter sulgurklapi avanemise alguses) mitte rohkem kui +0,02 MPa - klapi käivitamise normatiivselt määratud väärtus (GOST R 53402-2009 8.8.2.7).

Gaasijuhtimisseadmetes saab kasutada nii otsese kui ka kaudse toimega regulaatoreid.

Ühe reduktoriga hüdraulilise purustamise valimisel tuginevad nad tavaliselt regulaatori tööparameetritele: läbilaskevõime, sisse- ja väljalaskerõhk.

Mitmeahelalised punktid

Hüdraulilise purustamise lühendi dešifreerimine - gaasi juhtimispunktid, seda on juba öeldud, neid on ühe reduktsioonijoonega, kahe või enamaga.

Gaasi rõhualandustorustiku regulaatoreid saab paigaldada kas paralleelselt või järjestikku.

Mitme keermega süsteemi tööpõhimõte:

1. Gaasivarustuseks kasutatakse ühte allikat.
2. Pärast sisenemist jaotatakse gaas läbi kõigi hüdrauliliste purustamisliinide.
3. Väljundis ühendatakse liinid üheks kollektoriks.

Mitme keermega süsteemid on töökindlamad, sest kui üks redutseerimisliin ebaõnnestub, saavad selle funktsioonid täita ülejäänud. Sarnased toimingud viiakse läbi ja vajadusel tehniline töö Kabiin: regulaatori vahetus, filtri puhastus.

Skeeme kasutatakse peamiselt kõrgsurvepunktides, näiteks tööstustarbijate varustamiseks. Mitme keermega süsteemid on kallimad kui ühe keermega analoogid, neil on suured mõõtmed.

Purustamine möödaviiguliiniga

Eespool kirjeldatakse, kuidas hüdraulilist purustamist dešifreeritakse ja mis tüüpi see toimub. Selles lõigus esitatakse viimane võimalus gaasi juhtimispunkti korraldamiseks - möödaviiguga.

Ümbersõitu nimetatakse ümbersõiduks, teine ​​nimi on reservi, maagaasi vähendamise liin. Seda kasutatakse peamise remondi ajal.

Mitme keermega või ühe keermega ahelad on varustatud möödaviiguliiniga. See on varustatud samade seadmetega, mis töötaja, kuid ei osale gaasivarustusprotsessis, kui põhiliin töötab.

Hüdrauliliseks purustamiseks valitakse ennekõike madala tootlikkusega kaevud, mis on tingitud kivimite loomulikust madalast läbilaskvusest ehk kaevud, mille põhjaaugu tsooni filtreerimisvõime on reservuaari avamisel halvenenud. Samuti on vajalik, et moodustamise rõhk oleks piisav, et tagada õli voolamine kaevu. Enne kivimite purunemist uuritakse kaevu sissevoolu suhtes ning määratakse selle imamisvõime ja neeldumisrõhk. Sissevoolu uuringu tulemused ja andmed kaevu neeldumisvõime kohta enne ja pärast purunemist võimaldavad hinnata operatsiooni tulemusi, aitavad umbkaudselt hinnata murdumissurvet, õigesti valida purustamiseks sobivaid omadusi ja vedeliku kogust. , hindab põhjaaugu tsooni kivimite läbilaskvuse muutusi pärast murdumist. Enne töö alustamist puhastatakse kaev mustusest drenaažiga ja loputatakse, et parandada põhjaava tsooni filtreerimisomadusi. Head tulemused purustamist saab kaevu eeltöötlemisel vesinikkloriid- või savihappega (vesinikkloriid- ja fluoriidhappe segu), kuna reservuaari avamisel halveneb kivimite läbilaskvus neil intervallidel, kuhu filtraat ja savilahus kõige enam tungivad. Sellised tugipostid on sektsiooni kõige läbilaskvamad lõigud, mis pärast kihistu avamist savimudas puurimisel muutuvad mõnikord murdumisvedelikku kergelt läbilaskvaks. Pärast eelnevat happetöötlust paranevad selliste moodustiste filtreerimisomadused ja soodsad tingimused pragude moodustamiseks.

Pumba torud läbimõõduga 76 või 102 mm lastakse pestud, puhastatud kaevu, mille kaudu juhitakse purustamisvedelik põhjaauku (joonis 1.3). Väiksema läbimõõduga torude langetamisel muutub oluliste rõhukadude tõttu purunemisprotsess raskemaks. Korpuse kaitsmiseks kõrge rõhu eest paigaldatakse kihistu kohale pakker. Et see ei liiguks piki kolonni, kui rõhk torudele suureneb, on soovitatav paigaldada hüdroankur (joonis 1.4). Mida suurem on rõhk torudes ja ankru sees, seda suurema jõuga ulatuvad ankrukolvid välja ja suruvad vastu korpust. Kolbide otstes olevad rõngakujulised servad, mis põrkuvad vastu kolonni, omavad seda suurem pidurdusefekt, seda suurem on rõhk. On ankruid ja muud tüüpi.

Joonis 1.3 - Hüdraulilise purustamise kaevuseadmete skeem: 1 - pakkija; 2 - hüdrauliline ankur; 3 - torud; 4 - täitepea

Joonis 1.4 - Hüdraulilise ankurdusseadme skeem

Kaevupea on varustatud spetsiaalse peaga, mille külge on ühendatud vedeliku sissepritse seadmed. Torustiku üldine skeem ja seadmete asukoht kaevude läheduses on näidatud joonisel 1.5.

Joonis 1.5 - hüdraulilise purustamise seadmete torustike skeem: 1 - õlipaak; 2, 4 - kõrgsurveseadmed; 3 - kaev; 5 - abiseade; 6 - liivasegisti; 7 - paakautod

Kihistu purustamine toimub purustamisvedeliku süstimisega torudesse, kuni kihistu on kihistunud, mida iseloomustab kaevu sisselasketeguri oluline tõus. Kui purustamisel kasutatakse halvasti filtreeritavat vedelikku, samuti kui kivimite läbilaskvus põhjalähedases tsoonis on märgatavalt halvenenud savimudaga ummistumise tõttu, täheldatakse mõnikord purustamise ajal süstimisrõhu langust.

Esimesed purustamisvedelikud olid õlipõhised, kuid alates 50ndate lõpust. hakati kasutama veepõhiseid vedelikke, millest levinumad on guarkummi ja hüdroksüpropüülguar. Praegu tehakse USA-s üle 70% kõigist hüdraulilistest purustamistest nende vedelike abil. Õlipõhiseid geele kasutatakse 5% juhtudest, surugaasiga vahtu (tavaliselt CO 2 ja N 2) kasutatakse 25% hüdraulilisest purustamisest. Hüdraulilise purustamise efektiivsuse tõstmiseks lisatakse purustamisvedelikule erinevaid lisandeid, peamiselt filtreerimisvastaseid ja hõõrdumist vähendavaid aineid.

Avatud olekus pragude parandamiseks kasutatavad kaasaegsed materjalid on tugiained. Neid klassifitseeritakse järgmiselt: kvartsliivad ja keskmise kuni kõrge tugevusega sünteetilised propantsid. Purunemisjuhtivust mõjutavad propantide füüsikalised omadused hõlmavad tugevust, tera suurust ja osakeste suuruse jaotust, kvaliteeti (lisandite olemasolu, lahustuvus hapetes), tera kuju (sfäärilisus ja ümarus) ja tihedust.

Peamine ja enimkasutatav materjal pragude kinnitamiseks on liiv. Selle tihedus on ligikaudu 2,65 g/cm 2 . Liiva kasutatakse tavaliselt hüdraulilisel purustamisel, kus survepinge ei ületa 40 MPa. Keskmise tugevusega on keraamilised tugendid tihedusega 2,7-3,3 g/cm 2, mida kasutatakse survepingel kuni 69 MPa. Tugevaid propante, nagu paagutatud boksiit ja tsirkooniumoksiid, kasutatakse survepingetel kuni 100 MPa, nende materjalide tihedus on 3,2-3,8 g/cm 2 . Tugevate tugede kasutamist piirab nende kõrge hind.

Lisaks kasutatakse USA-s nn superliiva - kvartsliiva, mille terad on kaetud spetsiaalsete vaikudega, mis suurendavad tugevust ja takistavad murenenud toetusosakeste eemaldamist murdekohast. Superliiva tihedus on 2,55 g/cm 2 . Samuti toodetakse ja kasutatakse sünteetilise vaiguga kaetud tukematerjale.

Tugevus on põhikriteerium tugede valikul konkreetsete reservuaaritingimuste jaoks, et tagada pikaajaline purunemisjuhtivus reservuaari sügavusel. Seetõttu kasutatakse erineva sügavuse jaoks järgmist tüüpi propante: kvartsliivad - kuni 2500 m; keskmise tugevusega tugendid - kuni 3500 m; ülitugevad propantsid - üle 3500 m.

Toetusainena kasutati Venemaal kuni viimase ajani ainult looduslikku liiva koguses kuni 130 t/kaev ja enamasti pumbati 20-50 t/kaev. Töödeldud moodustiste suhteliselt madala sügavuse tõttu ei olnud vaja kasutada sünteetilisi kvaliteetseid tugesid. Kuni 80ndate lõpuni. hüdraulilise purustamise ajal kasutati peamiselt kodumaiseid või Rumeenia seadmeid, mõnel juhul Ameerika.

Nüüd on Siberi (sügavus - 2000–4000 m), Stavropoli (2000–3000 m) ja Krasnodari (3000–3000 m) väljadel laiaulatuslikud võimalused suuremahuliste hüdrauliliste purustamisoperatsioonide kasutuselevõtuks madala läbilaskvusega gaasi kandvates koosseisudes. 4000 m) territooriumid, Saratovi (2000 m) , Orenburgi (3000-4000 m) ja Astrahani (Karachaganaki väli (4000-5000 m)) piirkonnad.

Valik tehnoloogiline skeem ja töötlemise efektiivsus sõltub suuresti seadmete võimsusest. Määras selle parimad tulemused saadud koos kõrged rõhud süstimine ja suurepärane esitus seadmed, mis on ilmselt tingitud pragude olulisest avanemisest kõrgel rõhul ja nende liivaga täitumisest. Kodutööstus toodab hüdrauliliseks purustamiseks mõeldud üksusi 2AN-500 ja 4AN-700. Seade AN-500 suudab tekitada töörõhu kuni 50 MN/m 2 . 3-4 ühiku samaaegne kasutamine võimaldab süstida kaevu murdevedelikku kiirusega 10-15 dm 3 /sek rõhul kuni 50 MN/m 2. Liiva vedelikuga segamise protsess mehhaniseeritakse spetsiaalsete liivasegamissõlmede abil. Hydroneftemashi konstrueeritud liiva segamisseade P-100 on võimeline tekitama liivakandjas liivasisaldust kuni 1000 kg/m 3 kuiva liiva tootlikkusega kuni 100 t/h. Murdevedelike parameetrite ja protsessi tehnoloogia pidevaks jälgimiseks on loodud mobiilne labor.

Lisaks kirjeldatud hüdraulilise purustamise skeemile kasutatakse sõltuvalt protsessi tingimustest ja selle eesmärgist ka teisi tehnoloogilisi skeeme.

Madalates kaevudes saab purustamist läbi viia ilma torudeta või torudega, kuid ilma tihendita. Esimesel juhul süstitakse vedelikku otse korpuse torude kaudu ja teisel juhul nii torude kui ka rõnga kaudu. Selle tehnoloogia abil on väga viskoosse vedeliku süstimisel võimalik oluliselt vähendada kaevu rõhukadu. Sissevoolutingimuste parandamiseks saab kasutada ka mitmekordset purustamist. Selle olemus seisneb selles, et reservuaaris tekivad erinevatel sügavustel mitmed murrud ja seeläbi suureneb oluliselt kaevude põhjaaugu tsooni kivimite läbilaskvus.

Moodustise mitmekordset purustamist saab läbi viia järgmistel viisidel:

1. Tehke tavatehnoloogia abil hüdrauliline purustamine ja seejärel süstige koos vedelikuga süvendisse aineid, mis ajutiselt sulgevad murru või sulgevad perforatsioonid murdumisintervalli vastu. See võimaldab rõhku uuesti tõsta ja reservuaari teises kohas lõhkuda. Korgimaterjalina kasutati granuleeritud naftaleeni, elastseid plastkuule jms.Praevu arendamise käigus naftaleen lahustub õlis ja eemaldatakse murdekohast ning pallid tuuakse vooluga pinnale.

2. Murdude tekkeks mõeldud tsooni saab iga kord eraldada kahe pakkeramni või hüdraulilise väravaga ning kihistu murda tavatehnoloogia abil.

3. Tehke mitmekordne purustamine, eraldades produktiivse moodustise all olevad kihid liivakorgiga.

Sektsioonides, kus on palju savi vahekihte, s.o. madala vertikaalse läbilaskvusega on väga soovitav luua vertikaalseid murde, mis ühendavad produktiivseid vahekihte. Vertikaalsete pragude moodustamiseks kasutatakse mittefiltreeritavaid purustamisvedelikke. Vertikaalsed murrud võivad tekkida ka filtreeritavate purustamisvedelike süstimisel vedeliku voolu ja põhjasurve kiire suurenemisega.

Moodustiste purustamise hõlbustamiseks eelnevalt valitud kohas on võimalik eelnevalt läbi viia nööri liivapritsi või torpedotöö: sama sektsioon eraldatakse (pitseeritakse) pakkijatega.

NSV Liidu põldudel viidi aastas läbi üle 2500 hüdraulilise purustamise. Hüdraulilise purustamise efektiivsus on ligikaudu 70%.

Hüdraulilise purustamise tehnoloogia paraneb kiiresti. Uurimisinstituutide ja käsitööliste töötajad on välja pakkunud suure hulga erinevaid valikuid intervallmurrutamine, meetodid tsemendikesta kaitsmiseks hävimise või purunemise eest ning erinevad tehnoloogilised meetodid, mis parandavad purustamise tulemusi.

Väga oluline küsimus hüdraulilise purustamise ajal vajab erilist tähelepanu tekkivate murdude asukoha ja iseloomu kindlaksmääramine. See probleem lahendatakse edukalt radioaktiivse metsaraie meetoditega, mis viiakse läbi pärast tavalise ja radioaktiivse liiva segu sisseviimist luumurdu. Liiv aktiveerub radioaktiivsete ainete adsorptsiooni ja fikseerimise teel selle pinnal. Adsorbeeritud toimeainet saab fikseerida, kattes liivaterad vees ja õlis mittelahustuvate liimidega. Luumurdude intervalli gammakiirguskõverates on selged radioaktiivsuse anomaaliad.

Kaasaegses õlitootmistööstuses on hüdrauliline purustamine (HF) a tõhus meetod mõju kaevu põhjaaugule. See meetod on vajalik nafta- või gaasivälja tootliku tootluse suurendamiseks, kaevude sissepritsetüüpide neeldumisastme suurendamiseks ja ka põhjavee isolatsioonitööde osana. Hüdraulilise purustamise protsess ise hõlmab uute murdude teket ja olemasolevate suurendamist, mis asuvad põhjaaugu kivimites. Mõju luumurdudele ilmneb kaevu juhitava vedeliku rõhu reguleerimise teel. Hüdraulilise purustamise tulemusena on võimalik kaevandada kaevust väärtuslikke ressursse, mis asuvad kaevust kaugel.

Hüdraulilise purustamise ajaloost

Valminud puuraukudest naftatootmise tootlikkuse tõstmise arendusi viidi osariikides läbi juba 19. sajandi lõpus: siis katsetati stimuleerimismeetodit nitroglütseriini plahvatuse abil, mis purustas tahked kivimid ja võimaldas seda. sealt väärtuslikke ressursse hankida. Samal perioodil viidi läbi katsed põhjaaugu tsooni arendamiseks happega ja viimast meetodit kasutati aktiivselt eelmise sajandi 30. aastatel.

Happe kasutamisel kaevu tootlikkuse stimuleerimiseks leiti, et rõhu suurenemine võib põhjustada moodustumismurde. Sellest sai alguse hüdraulilise purustamise idee väljatöötamine ja esimene katse tehti juba 1947. aastal. Ebaõnnestumisest hoolimata jätkasid teadlased meetodi arendamist ning nende tööd kroonis kaks aastat hiljem edu. 1950. aastatel hakati USAs üha enam arenema hüdraulilise purustamise meetodil ning 20. sajandi viimaseks kolmandikuks ületas selliste operatsioonide arv miljoni piiri vaid Ameerikas endas.

Hüdraulilist purustamist kui kaevu arendamise tehnikat kasutati ka NSV Liidus: esimesed katsed tehti 1959. aastal. Pärast seda hakkas selle meetodi populaarsus hääbuma, kuna Siberis hakati välja töötama kaevusid, mis isegi ilma täiendavate manipulatsioonideta tagasid nafta ja gaasi katkematu tootmise vajalikus mahus. Alates 80ndate lõpust on see tehnika taas laialt levinud, kui endised maardlad lakkasid tootmast sama palju väärtuslikke ressursse, kuid neid ei saanud veel pidada täiesti ammendunuks. Praegu kasutatakse hüdraulilise purustamise tehnikat kogu Venemaal ja ka teistes riikides.

Hüdraulilise purustamise sordid

Kaasaegses ressursside arendamise valdkonnas eristatakse kahte tüüpi hüdraulilist purustamist:

• Proppant hüdrauliline purustamine. Selle meetodi puhul kasutatakse spetsiaalset kiilumaterjali. Protseduuri käigus valatakse sisse toetav aine, et survest tekkinud praod uuesti ei ühenduks. Seda tüüpi meetod sobib hästi liivakivide, aleuriitkivide ja muude terrigeensete kivimite jaoks. Kõige sagedamini kasutatav hüdrauliline purustamine tugiainega.
• Hüdrauliline purustamine happega. See meetod sobib rohkem karbonaatkivimitele ning rõhu suurendamise ja purustamisvedeliku lisamise kombinatsioonil tekkivad praod ei vaja täiendavat tugevdamist, nagu esimesel juhul. Peamine erinevus happelise purustamise ja sama happega tavapärase purustamise vahel on materjali kogus ja surveaste.

Olenemata töötlemise tüübist sõltub hüdraulilise purustamise edukus mitmest tegurist. Esiteks tuleb meetodi rakendamise objekt valida, võttes arvesse selle omadusi, reservuaaride tüüpe, samuti arengu sügavust ja intensiivsust. Tehnoloogia valik sõltub kaevu asukoha tingimustest. Kell õige rakendusõli tootmise efektiivsus töödeldud kaevus muutub palju kõrgemaks.

Hüdraulilise purustamise protsess

Hüdrauliline purustamine on soovitatav läbi viia madala tootlikkusega kaevude puhul, mis tekib kihtide loomuliku tiheduse tõttu või kui filtreerimise kvaliteet langeb pärast järgmise kihi avamist.

Töötlemisprotsess koosneb mitmest etapist:

• Kaevu uuring, mille käigus määratakse selle neeldumisvõime, rõhukindlus ja muud parameetrid.
• Kaevu puhastamine. Selleks kasutatakse äravoolupumpasid ja puurauku pestakse, et filtratsiooniomadused põhjaaugu piirkonnas oleksid piisavad edasiseks tööks. Samuti saab kaevu töödelda vesinikkloriidhappega, et tingimused purunemisest tekkivate luumurdude tekkeks oleksid optimaalsed.
• Laskumine torude süvendisse vedeliku tarnimiseks põhjaauku. Korpuse string on varustatud tihendaja ja hüdroankruga, et surve toru ei deformeeriks. Suu on varustatud peaga loputusvedeliku pumpamiseks vajalike seadmete ühendamiseks.
• Hüdrauliline purustamine ise toimub vedeliku süstimisega, kuni kihistusse tekivad praod. Vahetult pärast hüdraulilist tegevust on vaja vedelikku suurel kiirusel pumpada.
• Suu on ummistunud, kaevu ei puudutata enne, kui rõhk väheneb.
• Kaevu loputus pärast hüdraulilist purustamist ja arendamist.

Madalal sügavusel saab hüdraulilist purustamist läbi viia ilma torudeta või ilma kaitsmeta. Esimeses olukorras toimub süstimine korpuse torude kaudu ja teises saab seda korraldada piki neid ümbritsevat rõngast. See meetod minimeerib rõhukadu, kui protsessis kasutatakse väga paksu vedelikku. Lisaks viiakse mõne kaevu puhul läbi mitmeastmeline purustamine, mille käigus tekivad erinevad kihid praod, mille tõttu nende läbilaskvus suureneb oluliselt.

Luumurdude endi asukoha määramiseks kasutatakse radioaktiivse logimise meetodit. See tehnoloogia võimaldab tavalise ja laetud liiva kasutuselevõtuga täpselt teada saada, kus on tühimikud.