CS237901B1 - Hydraulic cracking fluid - Google Patents

Hydraulic cracking fluid Download PDF

Info

Publication number
CS237901B1
CS237901B1 CS555175A CS555175A CS237901B1 CS 237901 B1 CS237901 B1 CS 237901B1 CS 555175 A CS555175 A CS 555175A CS 555175 A CS555175 A CS 555175A CS 237901 B1 CS237901 B1 CS 237901B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
water
fluid
viscosity
gel
fracturing fluid
Prior art date
Application number
CS555175A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Georg Pacholke
Dagmar Rettig
Manfred Foerster
Hans-Juergen Stark
Reiner Thiede
Original Assignee
Georg Pacholke
Dagmar Rettig
Manfred Foerster
Stark Hans Juergen
Reiner Thiede
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georg Pacholke, Dagmar Rettig, Manfred Foerster, Stark Hans Juergen, Reiner Thiede filed Critical Georg Pacholke
Publication of CS237901B1 publication Critical patent/CS237901B1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Řešení se týká kapaliny pro hydraulické vytváření trhlin, na bázi vody, k zintezívnění sond ropy a zemního plynu. Podstatou řešení je, že kapalina pro hydraulické vytváření trhlin je tvořena gelem karboxyalkylškrobu ve vodném roztoku. Přičemž obsah karboxyalkylškrobu se s výhodou pohybuje v rozmezí 0,3 až 5,0 °/o.The solution relates to a water-based hydraulic fracturing fluid for intensification of oil and gas wells. The essence of the solution is that the hydraulic fracturing fluid is formed by a carboxyalkyl starch gel in an aqueous solution. The carboxyalkyl starch content is preferably in the range of 0.3 to 5.0 %.

Description

Vynález se týká kapaliny pro hydraulické vytváření trhlin, na bázi vody, k zintenzívnění sond ropy a zemního plynu.The invention relates to a water-based hydraulic fracturing fluid for intensifying oil and gas wells.

Jak je známo používá se k zintenzívnění produkčních, injekčních a UGS sond způsob hydraulické tvorby trhlin. Při tom se používají kapaliny pro vytváření trhlin a puklin. Jsou známy kapaliny pro- vytváření trhlin jako gely a emulze, jejichž hlavní složky obsahují frakce ropy. .Obvyklejší je použití vodných kapalin, kterým so přísadami dodává značná viskozita. Tato vysoká viskozita propůjčuje kapalinám schopnost zadržovat písek a jiná ochranné materiály tak dlouho v suspenzi, až se tyto uloží do rozrytých puklin. Teprve potom je žádoucí snížení viskozity do té míry, že se mohou snadno z formací odstrand. Pokles viskozity má nastat po určité době za daných p,T podmínek v půdě. Tato doba nemá podstatné překročit dobu zpracování.As is known, the hydraulic fracturing method is used to intensify production, injection and UGS wells. In this case, fluids for creating cracks and fractures are used. Fluids for creating cracks are known as gels and emulsions, the main components of which contain oil fractions. .It is more common to use aqueous fluids, which are given considerable viscosity with additives. This high viscosity gives the fluids the ability to retain sand and other protective materials in suspension for so long that they are deposited in the broken fractures. Only then is it desirable to reduce the viscosity to the extent that they can be easily removed from the formations. The decrease in viscosity should occur after a certain period of time under given p,T conditions in the soil. This period should not significantly exceed the processing time.

Současně se vyžaduje na rozhraní pukliny a matrice malá ztráta kapaliny.At the same time, a small loss of fluid is required at the fracture-matrix interface.

Kromě škrobů jsou známy ještě jiné přísady zvyšující viskozitu, jako gelatlna, pektin, guar nebo algináty.In addition to starches, other viscosity-increasing additives are known, such as gelatin, pectin, guar or alginates.

je známo, že až dosud používané kapaliny pro vytváření trhlin na bázi vody mají v důsledku svého poměrně vysokého podílu- pevných látek ten nedostatek, že mohou vést ko zvýšenému poškozování matrice. Na druhé straně nemají nad 80 °C dostatečně stálou viskozitu, takže je nutné počítat s předčasným vyloučením ochranného materiálu a se zvýšenou počáteční ztrátou kapaliny. To znamená, že se musí předem používat větší množství kapaliny pro vytváření trhlin, aby se tato ztráta kompenzovala.It is known that the water-based cracking fluids used up to now have the disadvantage that they can lead to increased damage to the matrix due to their relatively high solids content. On the other hand, they do not have a sufficiently stable viscosity above 80 °C, so that premature removal of the protective material and increased initial liquid loss must be expected. This means that a larger amount of cracking fluid must be used beforehand to compensate for this loss.

Doby rozkladu při teplotách skladování až k úplné ztrátě viskozity jsou dlouhé, t-o znamená, že teprve po více hodinách nebo dokonce dnech se viskozita kapaliny pro vytváření trhlin sníží do té míry, že se tato může snadno odstranit z vrtů. Tím je delší dobu blokován přítok nosné horniny k sondě.The decomposition times at storage temperatures until complete loss of viscosity are long, meaning that it is only after several hours or even days that the viscosity of the fracturing fluid is reduced to the point where it can be easily removed from the wells. This blocks the flow of host rock to the probe for a longer period of time.

Účelem vynálezu je zkrátit časovou prodlevu mezi působením kapaliny pro vytváření trhlin a zahájením úplné těžby a současně zabránit dlouhodobému blokování, popřípadě snížit koeficienty kapaliny pro vytváření trhlin do té míry, že se přídavné množství kapaliny pro vytváření trhlin, které, v důsledku ztráty kapaliny; musí být dodatečně k dispozici, může snížit na minimum.The purpose of the invention is to shorten the time lag between the action of the fracturing fluid and the start of full extraction and at the same time prevent long-term blockages, or to reduce the coefficients of the fracturing fluid to such an extent that the additional amount of fracturing fluid that must be additionally available due to fluid loss can be reduced to a minimum.

Vynález si klade jako základní úlohu vytvořit kapalinu pro vytváření trhlin, na bázi vody, s malým koeficientem kapaliny a malou počáteční ztrátou, jejíž viskozita se dá po relativně krátké době snížit.The invention has as its basic task to create a water-based fracturing fluid with a low fluid coefficient and low initial loss, the viscosity of which can be reduced after a relatively short time.

Podle vynálezu je tato úloha vyřešena vytvořením gelu karboxyalkylškrobů ve voděJako výchozí produkt slouží škrob, který je éterifikován halogenalkylkarbonovými kyselinami, s výhodou kyselinou monochloroctovou.According to the invention, this task is solved by forming a gel of carboxyalkyl starches in water. The starting product is starch, which is etherified with haloalkylcarboxylic acids, preferably monochloroacetic acid.

Takto vzniklý karboxymetylškrob je rozpustný za studená ve vodě a tvoří vysoce viskózní gel. Bylo zjištěno, že potřebná koncentrace karboxymetylškrobu ve vodě se pohybuje mezi 0,3 až 5,0 θ/o, s výhodou 0,4 až 2,4 procent.The carboxymethyl starch thus formed is cold soluble in water and forms a highly viscous gel. It has been found that the required concentration of carboxymethyl starch in water ranges between 0.3 and 5.0 θ/o, preferably 0.4 to 2.4 percent.

Dále bylo zjištěno, že karboxymetylškrob je použitelný při teplotě na počvě sondy 60 °C až 200 °C. Výhodné je rozmezí teplot 80 až 150 °C. Přes den nebyl během 3 dnů stárnutí zaznamenán žádný podstatný pokles viskozity. Z pokusů vyplynulo, že gel karboxymetylškrobu je ve vodném roztoku odbouratelný v doporučeném teplotním rozmezí beze zbytku.It was further found that carboxymethyl starch is usable at a temperature at the probe tip of 60 °C to 200 °C. The preferred temperature range is 80 to 150 °C. No significant decrease in viscosity was observed during the 3-day aging period. The experiments showed that the carboxymethyl starch gel is completely degradable in aqueous solution within the recommended temperature range.

Použitím karboxyalkylškrobů ve vodě podle vynálezu, při dodržení obsahu soli ve vodě se může co nejvíce regulovat popřípadě zkrátit, viskozita, nosnost písku a doba blokování gelu při působení kapaliny pro vytváření trhlin.By using carboxyalkyl starches in water according to the invention, while maintaining the salt content in the water, the viscosity, the bearing capacity of the sand and the gel blocking time under the action of the cracking fluid can be controlled as much as possible or shortened.

Vynález bude dále blíže vysvětlen pomocí příkladů provedení.The invention will be explained in more detail below with the help of examples.

Příklad 1Example 1

Karboxymetylškrob je rozpustný ve vodě za studená. Vmíchán do vody zvyšuje ihned značně viskozitu. Produkt je po 5 až 10 minutách úplně rozrušen.Carboxymethyl starch is soluble in cold water. When mixed into water, it immediately increases the viscosity considerably. The product is completely dissolved after 5 to 10 minutes.

Po 15 minutách míchání se získá homogenní vysoceviskózní kapalina, která dodatečně 1 hodinu botná.After 15 minutes of mixing, a homogeneous, highly viscous liquid is obtained, which swells for an additional 1 hour.

Tabulka 1 ukazuje závislost viskozity na koncentraci při teplotě místnosti, po době stárnutí 1 h, 1 d, 2 d a 3 d.Table 1 shows the dependence of viscosity on concentration at room temperature, after aging times of 1 h, 1 d, 2 d and 3 d.

Tabulka 1 končen- viskozita v cP při teplotě místnosti trace lh ld 2 d 3 dTable 1 final viscosity in cP at room temperature trace lh ld 2 d 3 d

% % 480 s1 480 sec 1 160 s“1 160 sec. 1 480 s-1 480 s- 1 160 s“1 160 sec. 1 480 s1 480 sec 1 160 s1 160 sec 1 400 s“1 400 sec. 1 160 s-1 160 s -1 0,8 0.8 50 50 54 54 34 34 40 40 32 32 38 38 32 32 38 38 1,0 1.0 157 157 238 238 171 171 254 254 175 175 270 270 184 184 281 281 1,2 1.2 373 373 610 610 349 349 605 605 288 288 475 475 265 265 427 427 1,5 1.5 540 540 1026 1026 540 540 1129 1129 540 540 1048 1048 540 540 1064 1064 1,8 1.8 540 540 1399 1399 540 540 1512 1512 540 540 1139 1139 502 502 923 923

Přiklad 2 metylskrobu ve vodě při tepelném namáhá ní více než 3 hodiny.Example 2 methyl starch in water under heat stress for more than 3 hours.

Tabulka 2 ukazuje chování gelu karboxyTabulka 2Table 2 shows the behavior of the carboxy gel.

konc. conc. teplota zpracování processing temperature % % °C °C 0,8 0.8 25 80 120 25 80 120 1,0 1.0 25 80 120 25 80 120 1,2 1.2 25 80 120 25 80 120 1,5 1.5 25 80 120 25 80 120 1,8 1.8 25 80 120 25 80 120

teplota měření viskozita při °C d = 480 s1 cPmeasurement temperature viscosity at °C d = 480 s 1 cP

25 25 50 50 80 80 40 40 25 25 12 12 25 25 157 157 80 80 110 110 25 25 13 13 25 25 373 373 80 80 288 288 25 25 14 14 25 25 >540 >540 80 80 243 243 25 25 16 16 25 25 >540 >540 80 80 301 301 25 25 24 24

Příklad 3Example 3

S torm ckým namáháním se mění schopnost gelu karboxymetylškrobu ve vodě nést písek.The ability of carboxymethyl starch gel in water to carry sand changes with thermal stress.

Pokusy pro měření rychlosti pádu písku byly provedeny podle standardního testu kapalin pro vytváření trhlin (Recommend Practice Proceduře tor the Evalution of Hydraulíc Fracturing Fluids, API-Test RP 39, Juli 1960).Experiments to measure the rate of sand fall were carried out according to the standard test for fracturing fluids (Recommended Practice Procedure for the Evaluation of Hydraulic Fracturing Fluids, API-Test RP 39, July 1960).

Výsledky měření při teplotě místnosti, při 80 °C a při 120 °C jsou uvedeny v tabulce 3 a 4.The measurement results at room temperature, at 80 °C and at 120 °C are shown in Tables 3 and 4.

Temperace byla prováděna při 120 °C v tlakové nádobě.Tempering was carried out at 120 °C in a pressure vessel.

Tabulka 3 koncentrace rychlost pádu písku v cm/min při teplotě místnosti při 80 °G %Table 3 concentration sand falling speed in cm/min at room temperature at 80 °G %

0,8 0.8 19 19 8 8 1,0 1.0 <3 <3 <3 <3 1,2 1.2 <3 <3 <3 <3 1,5 1.5 <3 <3 <3 <3 1,8 1.8 <3 <3 <3 <3

Tabulka 4 končen- rychlost pádu písku při 120 °G v cm/min trace 10 min 0,5 h 1 h 1,5 h 2 h 2,5 h 3 ih %Table 4 final sand fall rate at 120 °G in cm/min trace 10 min 0.5 h 1 h 1.5 h 2 h 2.5 h 3 ih %

1,8 <3 <3 <3 9,4 20 75 3001.8 <3 <3 <3 9.4 20 75 300

Příklad 4Example 4

Tento příklad ukazuje závislost vlastností ztráty kapaliny gelu z karboxymetylškrobu ve vodě za danných p-T-podmínek (viz tabulku 5).This example shows the dependence of the liquid loss properties of a carboxymethyl starch gel in water under given p-T-conditions (see Table 5).

Měřicí metoda pro stanoveni tokových koeficientů byla provedena podle standardního způsobu testování kapaliny pro vytváření trhlin (Recommend Practice Proceduře tor the Evalution of Hydraulic Fracturing Fluids, API-Test RP 39, Juli 1960).The measurement method for determining the flow coefficients was carried out according to the standard method for testing fracturing fluids (Recommended Practice Procedure for the Evaluation of Hydraulic Fracturing Fluids, API-Test RP 39, July 1960).

Koeficient spotřeby kapaliny s hodnotami okolo 1.10“3 m/Vmin se považuje za dobrý, hodnoty nižší se pokládají za vynikající.A fluid consumption coefficient with values around 1.10“ 3 m/Vmin is considered good, lower values are considered excellent.

S = počáteční ztráta (ml/cm2), p-tlak (MPa)S = initial loss (ml/cm 2 ), p-pressure (MPa)

Q25 = hromadící se množství filtrátu po 25 min (ml)Q25 = accumulated amount of filtrate after 25 min (ml)

C = koeficient spotřeby kapaliny (m/j/min)C = fluid consumption coefficient (m/j/min)

Tabulka 5 konc. tepl. ΔΡ % °C MPaTable 5 final temperature ΔΡ % °C MPa

1,2 1.2 20 20 7,0 7.0 1,5 1.5 20 20 7,0 7.0 1,8 1.8 20 20 7,0 7.0 1,2 1.2 70 70 7,0 7.0 1,5 1.5 70 70 7,0 7.0 1,8 1.8 70 70 7,0 7.0 Příklad 5 Example 5

S ' Q25 C . 103 ml/cm2 ml m/VminS ' Q25 C . 103 ml/cm 2 ml m/Vmin

0,15 26 0,980.15 26 0.98

0,11 14 0,50.11 14 0.5

7 0,37 0.3

0,44 32 0,960.44 32 0.96

0,35 20 0,520.35 20 0.52

0,02 14 0,580.02 14 0.58

Vliv na permeabilitu vzorku horniny po destrukci gelu karboxymetylškrobu ve vodě byl doložen následujícím způsobem.The effect on the permeability of a rock sample after the destruction of carboxymethyl starch gel in water was documented in the following way.

Bylo použito jádra pískovce. Geometrické rozměry jádra činily průměr 3 cm, délka 3,4 centimetru. Byl použit gel vytvořený z 18 g/1 karboxymetylškrobu ve vodě. Teplota pokusu činila 120 °C. Po změření výchozí permeability dusíkem byl gel přitlačen. Zvětšující se objem protlačené kapaliny činil 22,7 ml za 36 minut. Po dvou hodinách doby přitlačení následovalo měření vratné permeability dusíkem. Bylo zaznamenáno 15 % snížení. Opakované měření vratné permeability po 10 hodinách prokázalo, že snížení permeability oproti výchozí permeabilitě je 0%.Sandstone cores were used. The geometric dimensions of the core were 3 cm in diameter and 3.4 cm in length. A gel made from 18 g/l carboxymethyl starch in water was used. The temperature of the experiment was 120 °C. After measuring the initial permeability with nitrogen, the gel was pressed. The increasing volume of the pressed liquid was 22.7 ml in 36 minutes. After two hours of pressing, the reversible permeability was measured with nitrogen. A 15% decrease was recorded. Repeated measurement of the reversible permeability after 10 hours showed that the decrease in permeability compared to the initial permeability was 0%.

Claims (2)

PREDMETSUBJECT 1. Kapalina pro hydraulické vytváření trhlin, na bázi vody pro zintenzívnění sond ropy a zemního plynu včetně injekčních sond a UGS-sond, vyznačující se tím, že je tvořevynalezu na gelem karboxyalkylškrobu ve vodném roztoku.CLAIMS 1. Water-based hydraulic cracking fluid for intensifying oil and gas probes, including injection probes and UGS probes, characterized in that it is found on a carboxyalkyl starch gel in aqueous solution. 2. Kapalina pro hydraulické vytváření trhl’n podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0,3 až 5,0 °/o karboxyalkylškrobu.2. The fluid for hydraulic crack formation according to claim 1, characterized in that it contains 0.3 to 5.0% carboxyalkyl starch.
CS555175A 1974-08-20 1975-08-12 Hydraulic cracking fluid CS237901B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD18061274A DD114113A1 (en) 1974-08-20 1974-08-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS237901B1 true CS237901B1 (en) 1985-11-13

Family

ID=5497008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS555175A CS237901B1 (en) 1974-08-20 1975-08-12 Hydraulic cracking fluid

Country Status (5)

Country Link
BG (1) BG27312A1 (en)
CS (1) CS237901B1 (en)
DD (1) DD114113A1 (en)
HU (1) HU172640B (en)
SU (1) SU683640A3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2179630C1 (en) * 2000-12-05 2002-02-20 ЗАО "Нефтегазтехнология" Method of preparing composition to control development of oil deposits

Also Published As

Publication number Publication date
BG27312A1 (en) 1979-10-12
HU172640B (en) 1978-11-28
SU683640A3 (en) 1979-08-30
DD114113A1 (en) 1975-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6209646B1 (en) Controlling the release of chemical additives in well treating fluids
US4378049A (en) Methods, additives and compositions for temporarily sealing high temperature permeable formations
EP0112102B1 (en) High temperature stable crosslinked gel fracturing fluid
RU2583429C2 (en) Interpolymer crosslinked gel and method of use
CA2912418C (en) High-temperature crosslinked polymer for use in a well
US4799550A (en) Subterranean formation treating with delayed crosslinking gel fluids
Al-Assi et al. Formation and propagation of gel aggregates using partially hydrolyzed polyacrylamide and aluminum citrate
US6488091B1 (en) Subterranean formation treating fluid concentrates, treating fluids and methods
US3845822A (en) Plugging or sealing fractures in formations
US7981845B2 (en) Partially neutralized polyhydroxy acids for well treatments
Abbas et al. Improving oil well cement slurry performance using hydroxypropylmethylcellulose polymer
US3024191A (en) Fracturing earth formations
US4332619A (en) Expansive admixture
CN105683330B (en) Carbonate-Based Slurry Fracturing Using Solid Acids for Unconventional Reservoirs
Vipulanandan et al. Characterizing the hydraulic fracturing fluid modified with nano silica proppant
EP0146981A1 (en) Novel applications of scleroglucane in the treatment of oil wells and oil drilling installations
US2489793A (en) Low water loss cement containing pregelatinized starch
CN112391154A (en) Alcohol-containing fracturing fluid and preparation method and application thereof
NO172072B (en) PROCEDURE FOR AA PREVENTING THE ENTRY OF WATER IN OIL AND / OR GAS BURNS
US3198252A (en) Process for overcoming lost circulation
US5146985A (en) Hydrophilic polymer gel water sealing process
CS237901B1 (en) Hydraulic cracking fluid
US7201228B2 (en) Freer flowing liquid-solid suspensions and methods of use in subterranean formations
US9016375B2 (en) Breaking diutan with oxalic acid at 180° F to 220° F
CN119286497A (en) A guar gum fracturing fluid and its application