RU2190093C2

RU2190093C2 - Hydraulic formation breakdown method

Info

Publication number: RU2190093C2
Application number: RU2000115624/03A
Authority: RU
Inventors: Е.З. Гильденберг; А.В. Левковский
Original assignee: Гильденберг Евгений Залиманович; Левковский Александр Васильевич
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: method involves breakdown agent containing sodium middle-bath liquid glass (8-17 vol %), 23-0-23% hydrochloric acid (0.05- 3.6 vol %) and water. Injection of such agent increases permeability of oil-bearing formations having temperature up to 130 C, reduces viscosity in required time period, which leads to increase of formation productivity within wide range of formation conditions. EFFECT: increased oil recovery. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области повышения нефтедобычи, в частности к способу гидравлического разрыва пласта, которое может найти применение для повышения проницаемости нефтеносных пластов, имеющих температуру до 130^oС.The invention relates to the field of increasing oil production, in particular to a method of hydraulic fracturing, which can be used to increase the permeability of oil-bearing formations having a temperature of up to 130 ^o C.

Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ гидравлического разрыва пласта [1], предусматривающий использование натриевого среднемодульного жидкого стекла, концентрированной кислоты, в том числе соляной, и воды. При этом используют 40% силикат натрия, воду, содержащую 2% КСl, и 31,45 вес.% хлористоводородную кислоту в количестве, необходимом для достижения рН 8-8,5. Следом за добавлением кислоты во время формирования геля его разбивают в течение 10 минут. Образовавшаяся система имеет две фазы - мелкодисперсные гелевые частицы и несвязанную воду. Для того чтобы придать этой системе однородность и тиксотропные свойства, к ней добавляют в необходимом количестве водорастворимые полимеры. Полученная жидкость для гидроразрыва пласта ограничена пластовой температурой, так как выше 70-75^oС рабочие жидкости, включающие в себя водорастворимые полимеры, теряют свои структурно-механические свойства.The closest analogue to the claimed method is a method of hydraulic fracturing [1], involving the use of sodium soda liquid glass, concentrated acid, including hydrochloric, and water. In this case, 40% sodium silicate, water containing 2% KCl and 31.45 wt.% Hydrochloric acid are used in an amount necessary to achieve a pH of 8-8.5. Following the addition of acid during gel formation, it is broken for 10 minutes. The resulting system has two phases - fine gel particles and unbound water. In order to give this system uniformity and thixotropic properties, water-soluble polymers are added to it in the required amount. The resulting hydraulic fracturing fluid is limited by the reservoir temperature, since above 70-75 ^o With working fluids, including water-soluble polymers, lose their structural and mechanical properties.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение использования его в пластах с температурой 70-130^oС и в то же время повышение прокачиваемости, пескоудерживающей способности, низкой фильтруемоести, способности к снижению вязкости в заданный отрезок времени, за счет чего образуется увеличение продуктивности пласта в более широком диапазоне пластовых условий.The objective of the present invention is to ensure its use in formations with a temperature of 70-130 ^o C and at the same time increase pumpability, sand holding ability, low filterability, ability to reduce viscosity in a given period of time, due to which an increase in productivity of the formation is formed over a wider range reservoir conditions.

Указанная задача решается тем, что в способе гидравлического разрыва пласта, предусматривающем использование натриевого среднемодульного жидкого стекла, концентрированной соляной кислоты и воды, закачку в пласт жидкости разрыва, используют жидкость разрыва состава (об.%): указанное жидкое стекло 8-17, 20-23%-ная указанная кислота 0,05-3,6, остальное вода. This problem is solved by the fact that in the method of hydraulic fracturing, involving the use of sodium medium-modulus liquid glass, concentrated hydrochloric acid and water, injection of fracturing fluid into the reservoir, use a fracturing fluid composition (vol.%): The specified liquid glass 8-17, 20- 23% specified acid 0.05-3.6, the rest is water.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.The invention is illustrated by the following examples:
Example 1

10 мл жидкого стекла натриевого (ГОСТ 13078-81, содержание основного вещества 38%) вливают в 84 мл пресной воды и взбалтывают 5-10 с, 2 мл концентрированной соляной кислоты (ТУ 2122-131-05807960-97, содержание НСl 21%) разводят в 4 мл воды и при перемешивании вливают в приготовленный разбавленный раствор жидкого стекла. Получают рабочую жидкость с рН 10,4, содержащую 10% стекла натриевого жидкого и 2% концентрированной соляной кислоты. 10 ml of sodium liquid glass (GOST 13078-81, the content of the main substance 38%) is poured into 84 ml of fresh water and shaken for 5-10 s, 2 ml of concentrated hydrochloric acid (TU 2122-131-05807960-97, Hcl content 21%) diluted in 4 ml of water and poured into the prepared diluted liquid glass solution with stirring. A working fluid with a pH of 10.4 is obtained containing 10% glass of sodium liquid and 2% concentrated hydrochloric acid.

Аналогично готовят жидкости, содержащие 8-17% стекла жидкого натриевого, 0,05-3,6% концентрированной соляной кислоты, остальное вода. В ходе лабораторных исследований определяют времена гелеобразования жидкостей разрыва, которые приведены в таблице 1. Similarly prepare liquids containing 8-17% glass of liquid sodium, 0.05-3.6% concentrated hydrochloric acid, the rest is water. In the course of laboratory studies, gelation times of rupture fluids are determined, which are shown in table 1.

Разрушение геля или деполимеризацию осуществляют при контакте его с водными растворами гидроксидов щелочных металлов. Разрушение геля происходит при рН>11,5. Скорость деполимеризации прямо пропорциональна температуре, при которой ее проводят. Необходимое для разрушения геля количество гидроксида натрия рассчитывают титрованием рабочей жидкостей до соответствующего значения рН и пересчитывают на закаченный объем. Образовавшийся в пласте в результате щелочной обработки раствор силиката щелочного металла постепенно вступает в реакцию с солями жесткости с образованием нерастворимого хлопьевидного осадка. Массовая доля двуокиси кремния в жидком стекле по ГОСТ 13078-81 составляет 24,3-31,9%, соответственно при максимальном количестве жидкого стекла в рабочей жидкости - 17 об.%, количество хлопьевидного осадка достигает 7,48%, что является средним показателем для рабочих жидкостей, в состав которых входят органические полимеры (в частности, для систем, содержащих полисахарид гуар, нерастворимый твердый осадок составляет 2-10%). The destruction of the gel or depolymerization is carried out by contact with aqueous solutions of alkali metal hydroxides. The destruction of the gel occurs at pH> 11.5. The depolymerization rate is directly proportional to the temperature at which it is carried out. The amount of sodium hydroxide necessary for breaking the gel is calculated by titration of the working fluids to the corresponding pH value and converted to the injected volume. The alkali metal silicate solution formed in the formation as a result of alkaline treatment gradually reacts with hardness salts to form an insoluble flocculent precipitate. The mass fraction of silicon dioxide in liquid glass according to GOST 13078-81 is 24.3-31.9%, respectively, with a maximum amount of liquid glass in the working fluid - 17 vol.%, The amount of flocculent precipitate reaches 7.48%, which is an average for working fluids, which include organic polymers (in particular, for systems containing guar polysaccharide, insoluble solid precipitate is 2-10%).

Применение рабочих жидкостей с содержанием жидкого стекла менее 8 об.% и более 17 об.% нецелесообразно, так как рабочие жидкости с содержанием жидкого стекла в этих пределах после превращения в гели способны выдержать напряжение смыкания трещин 35-75 МПа, а это наиболее распространенные условия для гидроразрыва пласта. Приготовление рабочих жидкостей с содержанием концентрированной соляной кислоты более 3,6 об.% и менее 0,05 об.% также нецелесообразно, так как в первом случае время гелеобразования при температуре приготовления рабочей жидкости (20-25^oС) становится критически малым и возникает риск образования геля в смесителе, а во втором случае полимеризация может идти не в объеме с образованием геля, а линейно с образованием хлопьевидного осадка, т.е. гель может вообще не образоваться. Представленные в табл. 1 концентрации соляной кислоты для температуры 75-130^oС оптимальны; так, за 8-16 с, в течение которых заканчивается формирование геля, потери на фильтрацию незначительны.The use of working fluids with a liquid glass content of less than 8 vol.% And more than 17 vol.% Is impractical, since working fluids with a liquid glass content within these limits after being converted into gels are able to withstand the crack closing stress of 35-75 MPa, and these are the most common conditions for hydraulic fracturing. The preparation of working fluids with a concentration of concentrated hydrochloric acid of more than 3.6 vol.% And less than 0.05 vol.% Is also impractical, since in the first case the gelation time at the temperature of the working fluid (20-25 ^o С) becomes critically small and occurs the risk of gel formation in the mixer, and in the second case, polymerization may not proceed in volume with gel formation, but linearly with the formation of a flocculent precipitate, i.e. the gel may not form at all. Presented in the table. 1 concentration of hydrochloric acid for a temperature of 75-130 ^o With optimal; so, for 8-16 s, during which gel formation ends, filtration losses are negligible.

Пример 2. Example 2

Обработка скважин способом гидравлического разрыва пласти с применением рабочей жидкости на основе жидкого стекла и соляной кислоты. Результаты представлены в таблице 2. Well treatment by hydraulic fracturing using a working fluid based on water glass and hydrochloric acid. The results are presented in table 2.

Способ гидравлического разрыва пласта с использованием в качестве жидкости разрыва состава, содержащего 8-17 об.% среднемодульного стекла натриевого жидкого, 0,05-3,6 об.% 20-23%-ной концентрированной соляной кислоты, остальное вода, позволяет повышать эффективность гидроразрыва пластов с температурой до 130^oC. Благодаря свойствам жидкости разрыва способ тем надежнее и эффективнее, чем больше разница между температурой, при которой выдерживают рабочую жидкость, и температурой пласта. Гидрофильность рабочей жидкости позволяет избегать закупорки нефтеносных зон, что дает возможность использовать способ гидроразрыва для пластов с повышенной обводненностью и избежать риска снижения коэффициента продуктивности скважин по нефти. Простота приготовления рабочей жидкости на основе жидкого стекла и соляной кислоты делает этот способ легко доступным и экономически выгодным.The method of hydraulic fracturing using a composition containing 8-17 vol.% Average module glass of sodium liquid, 0.05-3.6 vol.% 20-23% concentrated hydrochloric acid as the fracturing fluid, the rest of the water allows to increase the efficiency fracturing of formations with a temperature of up to 130 ^o C. Due to the properties of the fracturing fluid, the method is more reliable and efficient, the greater is the difference between the temperature at which the working fluid is maintained and the temperature of the reservoir. The hydrophilicity of the working fluid avoids clogging of oil-bearing zones, which makes it possible to use the hydraulic fracturing method for formations with increased water cut and to avoid the risk of a decrease in the productivity index of oil wells. The ease of preparation of the working fluid based on liquid glass and hydrochloric acid makes this method easily accessible and cost-effective.

Литература
1. Патент США 4215001 (1980).Literature
1. US patent 4215001 (1980).

Claims

The method of hydraulic fracturing, involving the use of sodium medium-modulus liquid glass, concentrated hydrochloric acid and water, injection into the reservoir of a fracturing fluid, characterized in that the fracturing fluid of the composition, vol. %:
Specified Liquid Glass - 8-17
20-23% of the indicated acid - 0.05-3.6
Water - Else