EA035257B1 - Оборудование и способ, позволяющие непосредственно использовать порошковый полимер в гидравлическом разрыве пласта - Google Patents
Оборудование и способ, позволяющие непосредственно использовать порошковый полимер в гидравлическом разрыве пласта Download PDFInfo
- Publication number
- EA035257B1 EA035257B1 EA201691586A EA201691586A EA035257B1 EA 035257 B1 EA035257 B1 EA 035257B1 EA 201691586 A EA201691586 A EA 201691586A EA 201691586 A EA201691586 A EA 201691586A EA 035257 B1 EA035257 B1 EA 035257B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- polymer
- powder
- mixer
- hopper
- powder polymer
- Prior art date
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 claims 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 5
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 1
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical compound C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/062—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by mixing components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/50—Mixing liquids with solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/2607—Surface equipment specially adapted for fracturing operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
Установка для дозирования и растворения порошкового полимера, имеющего размер частиц в диапазоне от 100 до 500 мкм, предназначенного для подачи на нагнетательный насос (13) в операциях по гидравлическому разрыву пласта, последовательно содержит: подвод порошкового полимера из опрокидывающегося грузового автомобиля (1), находящегося под давлением, или из мягких контейнеров, опорожняемых посредством пневматического конвейерного транспорта; средства для транспортировки порошкового полимера, подаваемого компрессором (3), и снабженные обратным клапаном (4) транспортировки полимера; бункер (5) для приема порошкового полимера, имеющий верхний уровень (6) и нижний уровень (6), при этом бункер снабжен очистительным пылевым фильтром с импульсной очисткой, а также средствами для управления обратным клапаном и компрессором согласно верхнему и нижнему уровням; шнековый питатель (7) для дозирования порошкового полимера, расположенный на нижнем конце бункера (5), при этом шнек оснащен двигателем с регулируемой скоростью вращения, выполненным с возможностью дистанционного управления; смеситель, в котором растворяется полимер.
Description
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к дозированию и добавлению полимеров в гидравлическом разрыве пласта. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на оборудование для дозирования и добавления полимеров, используемых в разрыве гидравлического пласта в качестве вещества, снижающего сопротивление течению.
Предшествующий уровень техники
Гидравлический разрыв пласта направлен на создание дополнительного уровня или проницаемости и на увеличение площади поверхности добычи внутрискважинного газа или нефти. В действительности, низкая проницаемость, естественные препятствия компактных слоев, непроницаемость, связанная с бурильными работами, существенно ограничивают добычу углеводородного сырья. Газ или нефть, содержащиеся в нетрадиционных залежах, не могут легко мигрировать из породы в эксплуатационную скважину без какого-либо стимулирования.
Формирование гидравлического разрыва пласта зависит от использования полимеров для уменьшения давления на выходе наземных насосных установок, поддерживая при этом внутрискважинное давление разрыва. Это называется явлением уменьшения сопротивления течению.
Внутрискважинный гидравлический разрыв пласта требует давления от 70 до 200 бар с очень большими объемами воды. Поверхностные насосы работают в среднем при 300-600 бар.
Добавление малых доз полимеров, в частности, типа полиакриламид, создает возможность раскола путем значительного увеличения мощности нагнетаемого потока.
В настоящее время это требует закачивания большого количества полимеров за 10 или 15 подходов на протяжении 2 или 3 дней. Такие количества могут достигать 10 тонн для проведения гидравлического разрыва пласта.
Для легкости в обращении с ними полиакриламиды в форме эмульсии годами использовались со следующими недостатками:
транспортировка количеств эмульсии, которые в три раза больше, чем количества активных веществ;
стоимость практически вдвое выше по сравнению с порошковыми полимерами;
закачивание углеводородов и поверхностно-активных веществ все больше и больше ставится под сомнение группами защитников окружающей среды;
склонность к сгущению, несмотря на добавление антифризов, в регионах с очень холодными зимами.
В последнее время, исходя из соображений стоимости и эффективности, разработали оборудование для растворения порошковых полимеров на специальных грузовых автомобилях (документ WO 2010/020698). В частности, это распространяется на грузовые автомобили PowderFrac™, в которых используют диспергированный/абразивный материал, улучшая суспендирование таких порошков, их растворение и закачку к смесителю, используемому для питания поршневого насоса для разрыва пласта. Тем не менее, оборудование является дорогостоящим и нуждается в относительно специализированном персонале.
Таким образом, в настоящее время существует необходимость в оборудовании для дозирования и добавления полимеров с более низкой стоимостью и упрощенным способом использования.
Обсуждение изобретения
Настоящее изобретение относится к оборудованию, позволяющему дозировать порошковый полимер, используемый в качестве вещества, снижающего сопротивление течению, в смесителе, питающем нагнетательный насос, предназначенный для операций по гидравлическому разрыву пласта.
Обычно, как известно в гидравлическом разрыве пласта, смесителем является резервуар, который позволяет смешивать в воде или в соленой воде полимер, а также другие составляющие нагнетаемой композиции, такие как, например, диспергирующие агенты, антикоррозийные реагенты, бактерициды, окислители, песок.
Кроме того, полимер обычно присутствует в смесителе в течение порядка одной минуты.
Обычно стандартные порошковые полимеры, используемые в гидравлическом разрыве пласта, например, полиакриламиды с размером частиц 0-1 мм очень высокой молекулярной массы, имеют время растворения от 1 до 1,5 ч.
Фактически, очень часто полиакриламиды являются сополимерами, имеющими скорость растворения, которая является функцией их состава, молекулярной массы и способа производства.
Полиакриламиды доставляют на площадки разрыва пласта в виде порошков, а не в растворе, результатом чего является транспортировка и обработка меньшего объема полиакриламидов. Также хорошо известно, что полимер должен использоваться в его активной форме, то есть в растворе. Для того, чтобы растворить порошок полиакриламидов в растворе перед его использованием, требуется специальное устройство, например, БРП (блок резания полимера). Он позволяет растворять порошковый полимер и зачастую используется с дозревателями для растворения 100% полимера, как это описано в документах US 2014/0054042A1 и US 2013/292122А1.
Неожиданно заявитель обнаружил, что в операциях разрыва пласта достаточно растворить от 80 до
- 1 035257
90% от массы полимера, оставшиеся 10-20% обычно растворяются при механическом воздействии поршневого насоса в транспортных, нагнетательных трубах или трубах для разрыва пласта, которые обычно расположены на расстоянии от 2000 до 5000 м от дозирующего оборудования согласно изобретению.
Таким образом, рассматриваемой технической проблемой является разработка устройства для дозирования и растворения полимера, которая позволяет растворить от 80 до 90% от массы полимера после проведения менее одной минуты в смесителе.
Другими словами, период времени растворения порошкового полимера должен быть короче времени, проведенного в смесителе, или, максимум, на 30% длительней, чем указанный период.
Для решения данной проблемы Заявитель разработал установку, в которой полимер дозируют непосредственно выше по потоку и рядом со смесителем, растворение полимера происходит непосредственно в смесителе. Для получения данного результата размер частиц полимера (гранулометрия) составляет от 100 до 500 мкм, предпочтительно от 150 до 300 мкм.
Другими словами, установка согласно изобретению не требует использования специального устройства растворения полимера, кроме резервуара, в частности, она не требует специального устройства растворения полимера типа БРП и его дозревателей, как описано в документах US2014/0054042A1 и ИБ2013/292122А1.
Другими словами, суть аппарата в соответствии с изобретением заключается в дозировании порошка непосредственно в смеситель. Принятый раствор между дозирующим шнеком и смесителем преимущественно подается пневматическим транспортированием, что позволяет избежать любых проблем замерзания при растворении в воде.
Обычно полимер поставляют на площадку в грузовых автомобилях для бестарной перевозки насыпных грузов, грузоподъемностью от 16 до 20 т, разгружают опрокидыванием кузова и откачкой под давлением воздуха. Полимер может поступать в другой упаковке, например, такой, как мягкие контейнеры, и принятие будет выполнено в соответствии с логистическими условиями.
Другими словами, изобретение направлено на установку для дозирования и растворения порошкового полимера, имеющего размер частицы в диапазоне от 100 до 500 мкм, предназначенного для подачи на нагнетательный насос в операциях по гидравлическому разрыву пласта, последовательно содержащую в дополнение к соединительным гибким трубопроводам:
подвод порошкового полимера из опрокидывающегося грузового автомобиля, находящегося под давлением, или из мягких контейнеров, опорожняемых путем пневматического транспортирования, средства для транспортировки порошкового полимера, подаваемого компрессором, и снабженные обратным клапаном транспортировки полимера, бункер для приема порошкового полимера, имеющий верхний уровень и нижний уровень, при этом бункер снабжен очистительным пылевым фильтром с импульсной очисткой, а также средствами для управления обратным клапаном и компрессором согласно верхнему и нижнему уровням, шнековый питатель для дозирования порошкового полимера, расположенный на нижнем конце бункера, при этом шнек оснащен двигателем с регулируемой скоростью вращения, выполненным с возможностью дистанционного управления, смеситель для растворения полимера, предпочтительно растворяется по меньшей мере 80% полимера, более предпочтительно от 80 до 90% и предпочтительно менее, чем за одну минуту.
В соответствии с настоящим изобретением и как показано далее, дозирующий шнек подает полимер либо непосредственно в смеситель, либо через трубу (гибкий трубопровод), снабженный по меньшей мере одним компрессором. Установка не содержит каких-либо аппаратов растворения полимера между дозирующим шнеком и смесителем.
В первом варианте осуществления бункер расположен сбоку относительно смесителя. На практике он расположен рядом с грузовым автомобилем или мягкими контейнерами. В данном случае установка дополнительно содержит средства для транспортировки порошкового полимера от дозирующего шнека в смеситель. Средства транспортировки предпочтительно содержат сопло эжектора, компрессор, который питает его, и транспортный гибкий трубопровод. Таким образом, порошковый полимер подается через транспортный гибкий трубопровод в смеситель на расстояние от 20 до 50 м.
В соответствии с данным первым вариантом осуществления существует риск запыления, в частности, при ветре. Во избежание этого установка может дополнительно содержать приспособления на свободном конце транспортного шланга либо систему для смачивания порошкового полимера, содержащую трубку и распылительные сопла;
либо приемный бункер с выпускным подающим устройством порошка для предотвращения диспергирования мелких частиц, вызванного транспортирующим воздухом, или циклофильтр.
Таким образом, при поступлении на смеситель порошок может быть либо выброшен как таковой в смеситель, либо смочен распылительными соплами,
- 2 035257 либо обработан для предотвращения диспергирования мелких частиц, вызванного транспортирующим воздухом, когда он проходит либо через приемный бункер, оснащенный подающим устройством, либо циклофильтром.
Во втором варианте осуществления бункер расположен над смесителем. В таком случае отсутствует необходимость в транспортировочных средствах между шнеком и смесителем. На практике подачу в бункер осуществляют последовательно из грузового автомобиля посредством пневматического конвейерного транспорта, и порошок дозируют из бункера, например, при помощи лопастного подающего устройства. Факультативно бункер оснащен фильтром для предотвращения попадания мелких частиц полимера в контакт с атмосферой.
В соответствии с данным вторым вариантом осуществления установка может дополнительно содержать такую же систему смачивания порошкового полимера, как описано ранее.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу дозирования и растворения порошкового полимера, имеющего размер частиц в диапазоне от 100 до 500 микрометров, предназначенного для подачи на нагнетательный насос в операциях по гидравлическому разрыву подземного пласта с использованием описанной выше установки.
Способ гидравлического разрыва подземного пласта согласно настоящему изобретению включает этапы:
подачи порошкового полимера, имеющего размер частиц в диапазоне от 100 до 500 мкм, на средства для транспортировки порошкового полимера и затем к бункеру для приема порошкового полимера установки согласно настоящему изобретению, подачи порошкового полимера на смеситель после дозирования, формирования смеси путем растворения порошкового полимера в смесителе таким образом, что по меньшей мере 80% от массы порошкового полимера, предпочтительно по меньшей мере 90%, растворяется менее чем за одну минуту, на практике от 80 до 90%, закачки полученной смеси в подземный пласт.
При поступлении на смеситель порошковый полимер может:
либо выбрасываться как таковой в смеситель, либо смачиваться системой для смачивания порошкового полимера, содержащей трубку и распылительные сопла, расположенные на свободном конце транспортного гибкого трубопровода, либо обрабатываться для предотвращения диспергирования мелких частиц, вызванного транспортирующим воздухом, когда он проходит через приемный бункер, оснащенный подающим устройством либо циклофильтром.
Как уже обсуждалось, критерием выбора является то, что время растворения порошкового полимера должно быть меньше времени, проведенного в смесителе, или максимум на 30% больше, чем указанное время.
Способ согласно настоящему изобретению может дополнительно включать этап добавления в смеситель других составляющих нагнетаемой композиции для гидравлического разрыва пласта, таких как, например, диспергирующие агенты, антикоррозийные агенты, бактерициды, окислители, песок. Добавление обычно выполняют непрерывно для получения однородной смеси.
Предпочтительно порошковый полимер, используемый в соответствии с настоящим изобретением, содержит по меньшей мере один неионный мономер, который выбран из группы, содержащей акриламид, метакриламид, гидроксиалкиловые эфиры акриловой кислоты, гидроксиалкиловые эфиры метакриловой кислоты, N-винилпирролидон, N-винилформамид и полиэтиленгликоль метакрилат. Предпочтительно не ионным мономером является акриламид.
Факультативно порошковый полимер, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может содержать анионный мономер, который выбран из группы, содержащей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, аллилсульфоновую кислоту, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту в виде свободных кислот или их солей.
Факультативно порошковый полимер, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может содержать по меньшей мере один катионный мономер, который выбран из группы, содержащей кватернизованный или превращенный в соль ADAME, кватернизованный или превращенный в соль MADAME, DADMAC, APT AC и МАРТАС.
Молекулярная масса полимера, используемого в соответствии с настоящим изобретением, находится в диапазоне от 1 до 30 миллионов дальтон, предпочтительно от 5 до 25 миллионов дальтон, более предпочтительно от 15 до 25 миллионов дальтон.
Предпочтительно используемый полимер является (со)полимером акриламида.
Настоящее изобретение и полученные результаты будут лучше понятны из нижеследующих не ограничивающих графических материалов и примеров, приведенных в качестве иллюстрации изобретения.
Описание графических материалов
На фиг. 1 показаны этапы подачи, дозирования, растворения и закачки порошкового полимера при способе гидравлического разрыва пласта в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
- 3 035257
На фиг. 2А показано смачивание порошкового полимера, добавленного в смеситель, при способе гидравлического разрыва пласта в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2В показана подача полимера в смеситель при способе гидравлического разрыва пласта в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 показаны этапы подачи, дозирования, растворения и закачки порошкового полимера при способе гидравлического разрыва пласта в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Оборудование согласно настоящему изобретению может быть описано следующим образом.
Фиг. 1 соответствует первому варианту осуществления.
Грузовой автомобиль (1) для перевозки насыпных грузов с опрокидывающимся кузовом (2) под давлением опорожняют при помощи давления, подаваемого компрессором (3), в бункер (5) через запорный клапан (4), управляемый верхним и нижним уровнями (6) бункера (5). Дозирование осуществляют дозирующим шнеком (7), оснащенным двигателем (8) с регулируемой скоростью вращения, управляемым центральным диспетчерским пультом.
С помощью сопла (9) эжектора, питаемого компрессором (10), подают порошок к смесителю (11) через транспортный гибкий трубопровод. Смеситель (11) оснащен подкачивающим насосом (12) для нагнетательного насоса (13).
В смесителе (11) порошковый полимер предпочтительно растворяется менее, чем за одну минуту. Могут быть добавлены другие составляющие нагнетаемой композиции.
В данном случае для предотвращения запыления смеситель (11) могут питать либо при помощи системы смачивания, где порошок подается в трубку (14) и смачивается водой или соленой водой, подаваемой из распылительных сопел (15) (фиг. 2А);
либо при помощи циклофильтра (16), позволяющего отделять воздух от порошка, закачанного калиброванной трубкой в смеситель. (фиг 2В).
Фиг. 3 соответствует второму варианту осуществления.
Грузовой автомобиль (1) разгружает кузов (2) с компрессором (3) в бункер (5), расположенный над смесителем, через клапан (4), управляемый верхним и нижним уровнями (6). Дозирующим шнеком (7) с двигателем (8) с регулируемой скоростью вращения управляют посредством центрального диспетчерского пульта.
Дозирующее оборудование в соответствии с настоящим изобретением имеет следующие преимущества. Оно может заменять как эмульсии с более низкой стоимостью и высоким качеством;
порошковые полимеры, помещенные в раствор перед закачкой в смеситель более тяжелым и более дорогостоящим оборудованием.
В пределах возможностей специалистов в данной области техники является нахождение аналогичных средств для применения способа.
Claims (9)
1. Установка для дозирования и растворения порошкового полимера, имеющего размер частиц в диапазоне от 100 до 500 мкм, предназначенного для подачи на нагнетательный насос (13) в операциях по гидравлическому разрыву пласта, последовательно состоящая из средства подвода порошкового полимера из опрокидывающегося грузового автомобиля (1), находящегося под давлением, или из мягких контейнеров, опорожняемых посредством пневматического конвейерного транспорта;
средств для транспортировки порошкового полимера, подаваемого компрессором (3), и снабженных обратным клапаном (4) транспортировки полимера;
бункера (5) для приема порошкового полимера, при этом бункер снабжен очистительным пылевым фильтром с импульсной очисткой, а также средствами для управления обратным клапаном и компрессором для поддержания уровня порошкового полимера между заданным в бункере верхним уровнем (6) и нижним уровнем (6);
шнекового питателя (7) для дозирования порошкового полимера, расположенного на нижнем конце бункера (5), при этом шнек оснащен двигателем с регулируемой скоростью вращения, выполненным с возможностью дистанционного управления;
смесителя для растворения полимера;
при этом шнековый питатель (7) выполнен с возможностью подачи полимера непосредственно в смеситель.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства для транспортировки порошкового полимера от дозирующего шнека (7) к смесителю (11), при этом бункер (5) расположен сбоку относительно смесителя (11).
- 4 035257
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что средства для транспортировки содержат сопло (9) эжектора, компрессор (10), который питает его, и транспортный гибкий трубопровод.
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит расположенную на свободном конце транспортного гибкого трубопровода либо систему для смачивания порошкового полимера, содержащую трубку (14) и распылительные сопла (15);
либо приемный бункер с выпускным подающим устройством порошка или циклофильтр (16) для предотвращения диспергирования мелких частиц, вызванного транспортирующим воздухом.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что бункер (5) установлен над смесителем.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему для смачивания порошкового полимера, содержащую трубку (14) и распылительные сопла (15).
7. Способ дозирования и растворения порошкового полимера, имеющего размер частиц в диапазоне от 100 до 500 мкм, предназначенного для подачи на нагнетательный насос в операциях по гидравлическому разрыву подземного пласта с использованием установки по любому из пп.1-6, при этом способ включает этапы, на которых подают порошковый полимер, имеющий размер частиц в диапазоне от 100 до 500 мкм, на средства для транспортировки порошкового полимера и затем к бункеру для приема порошкового полимера, подают порошковый полимер на смеситель после дозирования, формируют смесь путем растворения порошкового полимера в смесителе таким образом, что по меньшей мере 80% от массы порошкового полимера растворяется менее чем за одну минуту, закачивают полученную смесь в подземный пласт.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при поступлении на смеситель порошковый полимер может быть либо выброшен как таковой в смеситель, либо смочен системой для смачивания порошкового полимера, содержащей трубку и распылительные сопла, либо обработан для предотвращения диспергирования мелких частиц, вызванного транспортирующим воздухом, когда он проходит либо через приемный бункер, оснащенный подающим устройством, либо через пиклофильтр.
9. Способ по любому из пп.7-8, отличающийся тем, что полимер имеет размер частиц в диапазоне от 150 до 300 мкм.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1558504A FR3040893B1 (fr) | 2015-09-11 | 2015-09-11 | Materiel et procede permettant l'utilisation directe de polymere en poudre dans la fracturation hydraulique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201691586A1 EA201691586A1 (ru) | 2017-04-28 |
| EA035257B1 true EA035257B1 (ru) | 2020-05-21 |
Family
ID=54356593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691586A EA035257B1 (ru) | 2015-09-11 | 2016-09-06 | Оборудование и способ, позволяющие непосредственно использовать порошковый полимер в гидравлическом разрыве пласта |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10253596B2 (ru) |
| EP (1) | EP3141692A1 (ru) |
| CN (1) | CN106522910B (ru) |
| CA (1) | CA2920029C (ru) |
| EA (1) | EA035257B1 (ru) |
| FR (1) | FR3040893B1 (ru) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10442985B2 (en) * | 2016-06-17 | 2019-10-15 | Chemeor, Inc. | Easily dispersible polymer powder for hydrocarbon extraction |
| CN107469723A (zh) * | 2017-09-08 | 2017-12-15 | 成都劳恩普斯科技有限公司 | 一种精确式配液装置以及压裂液配液系统 |
| JP6670457B2 (ja) * | 2018-03-08 | 2020-03-25 | 日立金属株式会社 | スラリー貯留撹拌装置 |
| WO2020236437A1 (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | Rhodia Operations | Associative polymer structures and methods of use thereof |
| CN113083044B (zh) * | 2020-01-08 | 2022-07-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种固体降阻剂连续混配装置及方法 |
| CN113578088B (zh) * | 2020-04-30 | 2024-06-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 压裂液配制方法 |
| CN112228030B (zh) * | 2020-10-14 | 2023-09-22 | 山东同力化工有限公司 | 粉末状聚合物减阻剂现场连续混配溶解高效减阻的方法 |
| CN112316794A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-05 | 玖龙纸业（太仓）有限公司 | 一种pam聚合物分散装置及溶解系统 |
| CN112855101A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-05-28 | 重庆昌瑞电器制造有限公司 | 一种聚合物分散装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1813548A1 (en) * | 1990-02-16 | 1993-05-07 | Nizhnevartovskij Ni I Pi Nefty | Apparatus for preparing of polymer water solution |
| RU2398958C1 (ru) * | 2009-04-17 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ регулирования профиля приемистости нагнетательной скважины (варианты) |
| EP2703598A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-05 | S.P.C.M. Sa | Centre for the preparation of additives for hydraulic fracturing operations and hydraulic fracturing process employing the preparation centre |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3730275A (en) * | 1971-02-16 | 1973-05-01 | Continental Oil Co | Method using low friction loss liquid composition having resistance to shear degradation |
| US3884252A (en) * | 1973-06-20 | 1975-05-20 | Shell Oil Co | Friction reduction |
| GB1501938A (en) * | 1975-06-21 | 1978-02-22 | Allied Colloids Ltd | Mixing apparatus and method |
| US4434861A (en) * | 1981-01-07 | 1984-03-06 | Howeth David Franklin | Dust conveying and collecting system and method |
| US5899641A (en) * | 1996-03-01 | 1999-05-04 | The Young Industries | Bulk material conveying system and ejector therefor |
| DE102005016401A1 (de) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Stockhausen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung konzentrierter Polymerlösungen |
| MX2007015623A (es) * | 2005-06-14 | 2008-02-21 | Baker Hughes Inc | Distribucion de tamano de particula bi-o multi-modal para mejorar la disolucion de polimero de reduccion de arrastre. |
| US20100329072A1 (en) * | 2009-06-30 | 2010-12-30 | Hagan Ed B | Methods and Systems for Integrated Material Processing |
| FR2951493B1 (fr) | 2009-10-19 | 2011-12-09 | Snf Holding Company | Materiel de dissolution rapide de polyacrylamides en poudre pour des operations de fracturation |
| US9022120B2 (en) * | 2011-04-26 | 2015-05-05 | Lubrizol Oilfield Solutions, LLC | Dry polymer mixing process for forming gelled fluids |
| GB2510528B (en) * | 2011-11-18 | 2018-01-10 | M-I L L C | Mixing methods and systems for fluids |
| FR2990233B1 (fr) * | 2012-05-04 | 2014-05-09 | Snf Holding Company | Equipement perfectionne de dissolution de polymere adapte pour des operations de fracturation importantes |
| CA2839611A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-17 | Sanjel Corporation | Apparatus and method for continuously mixing fluids using dry additives |
| US11453146B2 (en) * | 2014-02-27 | 2022-09-27 | Schlumberger Technology Corporation | Hydration systems and methods |
-
2015
- 2015-09-11 FR FR1558504A patent/FR3040893B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-02-05 CA CA2920029A patent/CA2920029C/en active Active
- 2016-02-22 US US15/049,889 patent/US10253596B2/en active Active
- 2016-09-06 EA EA201691586A patent/EA035257B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2016-09-07 EP EP16187549.7A patent/EP3141692A1/fr not_active Withdrawn
- 2016-09-09 CN CN201610816223.4A patent/CN106522910B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1813548A1 (en) * | 1990-02-16 | 1993-05-07 | Nizhnevartovskij Ni I Pi Nefty | Apparatus for preparing of polymer water solution |
| RU2398958C1 (ru) * | 2009-04-17 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ регулирования профиля приемистости нагнетательной скважины (варианты) |
| EP2703598A1 (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-05 | S.P.C.M. Sa | Centre for the preparation of additives for hydraulic fracturing operations and hydraulic fracturing process employing the preparation centre |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201691586A1 (ru) | 2017-04-28 |
| US20160168955A1 (en) | 2016-06-16 |
| CN106522910A (zh) | 2017-03-22 |
| CA2920029A1 (en) | 2016-05-19 |
| CA2920029C (en) | 2023-03-14 |
| US10253596B2 (en) | 2019-04-09 |
| FR3040893B1 (fr) | 2017-09-15 |
| FR3040893A1 (fr) | 2017-03-17 |
| EP3141692A1 (fr) | 2017-03-15 |
| CN106522910B (zh) | 2021-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA035257B1 (ru) | Оборудование и способ, позволяющие непосредственно использовать порошковый полимер в гидравлическом разрыве пласта | |
| EA025089B1 (ru) | Система для растворения полимеров, используемая для крупномасштабных операций по гидроразрыву пласта | |
| EP2513411B1 (en) | Equipment for quick dispersion of polyacrylamide powder for fracturing operations | |
| CN103628852B (zh) | 用于水力压裂作业的添加剂的制备中心和使用该制备中心的水力压裂过程 | |
| US10994445B2 (en) | System and method for producing homogenized oilfield gels | |
| US20040008571A1 (en) | Apparatus and method for accelerating hydration of particulate polymer | |
| US11187050B2 (en) | Automated drilling-fluid additive system and method | |
| CA1153042A (en) | Method and apparatus providing a storage and injection system for solid friction reducing polymers in pipelines | |
| CN104937210A (zh) | 使用直接支撑剂喷射输送流体的设备及方法 | |
| CN102350239A (zh) | 一种负压可控压裂液混合器及压裂液配制系统 | |
| US20150204165A1 (en) | Apparatus and method for continuously mixing fluids using dry additives | |
| US20240018836A1 (en) | Automated drilling-fluid additive system and method | |
| US3489394A (en) | Method and apparatus for mixing a liquid containing solid particles with another liquid and for feeding the mixed liquids into an oil well | |
| CA2839611A1 (en) | Apparatus and method for continuously mixing fluids using dry additives | |
| JP7424876B2 (ja) | 含水バラ物の処理方法、及び凝集剤添加装置 | |
| CN2783987Y (zh) | 一种包衣料浆输送装置 | |
| CA3062398A1 (en) | Vehicle, method, and system for waste materials | |
| CA3060292A1 (en) | High efficiency powder dispersion and blend system and method for use in well completion operations | |
| JP2000145145A (ja) | 材料供給装置及び吹付機 | |
| JPH02140334A (ja) | 混気圧送装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM |