RU2737605C1 - Hydraulic fracturing composition - Google Patents

Hydraulic fracturing composition Download PDF

Info

Publication number
RU2737605C1
RU2737605C1 RU2020115249A RU2020115249A RU2737605C1 RU 2737605 C1 RU2737605 C1 RU 2737605C1 RU 2020115249 A RU2020115249 A RU 2020115249A RU 2020115249 A RU2020115249 A RU 2020115249A RU 2737605 C1 RU2737605 C1 RU 2737605C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
proppant
acrylamide
xanthan
polylactic acid
Prior art date
Application number
RU2020115249A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Азат Абузарович Лутфуллин
Фанзат Завдатович Исмагилов
Марат Ракипович Хисаметдинов
Руслан Фаргатович Хусаинов
Зильфира Мунаваровна Ганеева
Елена Ивановна Варламова
Эльвира Расимовна Жолдасова
Динис Вильсурович Нуриев
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
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 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2020115249A priority Critical patent/RU2737605C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2737605C1 publication Critical patent/RU2737605C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to oil industry, in particular, to compositions for hydraulic fracturing of formation - HF. Composition for hydraulic fracturing of formation, which includes low-viscosity carrier liquid, dispersed in low-viscosity liquid proppant and fiber dispersed in low-viscosity carrying liquid - polylactic acid, low-viscosity carrying liquid contains an aqueous solution of a mixture of xanthan and a water-swellable polymer - a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with a cation exchange capacity of 4.6 meq/g. Content of components is as follows, wt%: xanthan 0.2-0.6, with acrylamide with potassium acrylate 0.001-0.2, fresh water - rest. Proppant composition contains aluminosilicate proppant, polylactic acid - polylactic acid with fiber density of 100-300 g/dm3 and fiber length of 3-6 mm. Weight ratio of aqueous solution of mixture of xanthan and copolymer of acrylamide with potassium acrylate, polylactic acid and aluminosilicate proppant is 1:(0.001-0.006):(0.05-0.8).
EFFECT: high efficiency of action of composition by increasing retention capacity due to components of composition, providing creation of structured polymer system, as well as by increasing permeability recovery coefficient.
1 cl, 2 tbl

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для гидравлического разрыва пласта (ГРП).The proposal relates to the oil industry, in particular to formulations for hydraulic fracturing (hydraulic fracturing).

Известен состав жидкости для гидравлического разрыва пласта (патент RU № 2132458, МПК Е21В 43/26, опубл. 27.06.1999 г., бюл. № 18), включающей полисахарид - 5,0-10,0 мас. %, структурообразователь - 0,7-1,5 мас. %, гидроксид натрия - 0,5-1,0 мас. %, поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 0,05-0,075 мас. % и воду - остальное. В качестве полисахарида жидкость содержит крахмал, а в качестве структурообразователя - смесь тетрабората натрия и перекисного соединения, например, пероксобората натрия или монопероксигидрата мочевины в соотношении 1-5:1.Known composition of fluid for hydraulic fracturing (patent RU No. 2132458, IPC E21B 43/26, publ. 06/27/1999, bul. No. 18), including polysaccharide - 5.0-10.0 wt. %, structurant - 0.7-1.5 wt. %, sodium hydroxide - 0.5-1.0 wt. %, surfactant (surfactant) - 0.05-0.075 wt. % and water - the rest. The liquid contains starch as a polysaccharide, and a mixture of sodium tetraborate and a peroxide compound, for example, sodium peroxoborate or urea monoperoxyhydrate, in a ratio of 1-5: 1 as a structurant.

Недостатком известного состава является недостаточная эффективность из-за плохой растворимости крахмального реагента в холодной воде, вследствие чего происходит кольматация и снижение фазовой проницаемости образованной трещины при ГРП.The disadvantage of the known composition is insufficient efficiency due to the poor solubility of the starch reagent in cold water, as a result of which there is clogging and a decrease in the phase permeability of the formed fracture during hydraulic fracturing.

Известен жидкий гелеобразующий агент для полисахаридной жидкости разрыва (патент RU № 2381252, МПК С09K 8/68, опубл. 10.02.2010 г., бюл. № 4), включающий жидкий гелеобразующий агент - 0,8-1,2 мас. %, ПАВ - регулятор деструкции - 0,05-0,25 мас. %, боратный сшиватель БС-1 - 0,2-0,4 мас. %, деструктор ХВ - 0,0025-0,1 мас. %, воду - остальное. Known liquid gelling agent for polysaccharide fracturing fluid (patent RU No. 2381252, IPC С09K 8/68, publ. 02/10/2010, bull. No. 4), including a liquid gelling agent - 0.8-1.2 wt. %, Surfactant - destruction regulator - 0.05-0.25 wt. %, borate crosslinker BS-1 - 0.2-0.4 wt. %, destructor XB - 0.0025-0.1 wt. %, water - the rest.

Недостатком известного состава (гелеобразующего агента) является недостаточная эффективность проведения ГРП на объектах, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам из-за высокой вязкости состава.The disadvantage of the known composition (gelling agent) is the insufficient efficiency of hydraulic fracturing at facilities confined to low-permeability reservoirs due to the high viscosity of the composition.

Известен состав жидкости для гидравлического разрыва пласта на водной основе (патент RU № 2424271, МПК С09K 8/68, опубл. 20.07.2011 г., бюл. № 20), включающий хлорид калия - 6,00-7,00 мас. %, сульфацел - 1,30-2,00 мас. %, сульфат алюминия - 0,15-0,80 мас. %, буру - 0,7-0,9 мас. %, дисолван - 0,03-0,05 мас. %, фракционированный порошкообразный материал на основе мраморной крошки ИККАРБ-75М - 2-3 мас. % и пластовую воду - остальное.The known composition of a water-based hydraulic fracturing fluid (patent RU No. 2424271, IPC С09K 8/68, publ. 20.07.2011, bull. No. 20), including potassium chloride - 6.00-7.00 wt. %, sulfacel - 1.30-2.00 wt. %, aluminum sulfate - 0.15-0.80 wt. %, borax - 0.7-0.9 wt. %, disolvan - 0.03-0.05 wt. %, fractionated powdered material based on marble chips IKARB-75M - 2-3 wt. % and produced water - the rest.

Недостатком известного состава является недостаточная эффективность из-за кольматации и снижения фазовой проницаемости образованной трещины при ГРП твердыми дисперсными частицами мраморной крошки.The disadvantage of the known composition is insufficient efficiency due to clogging and a decrease in the phase permeability of the formed crack during hydraulic fracturing with solid dispersed particles of marble chips.

Известен состав жидкости-песконосителя для гидравлического разрыва пласта (патент RU № 2483094, МПК С09K 8/80, Е21В 43/267, опубл. 27.05.2013 г., бюл. № 15), включающий бентонитовый глинопорошок ПБМА - 3,00-5,00 мас. %, карбоксиметилцеллюлозу - 0,60-1,50 мас. %, кремнийорганическую жидкость ГКЖ-10 - 0,50-1,00 мас. %, целлотон-Ф - 1,00-1,10 мас. %, сульфат алюминия - 0,15-0,80 мас. % и воду - остальное.The known composition of the fluid-sand carrier for hydraulic fracturing (patent RU No. 2483094, IPC С09K 8/80, Е21В 43/267, publ. 05/27/2013, bull. No. 15), including bentonite mud powder PBMA - 3.00-5 , 00 wt. %, carboxymethyl cellulose - 0.60-1.50 wt. %, organosilicon liquid GKZH-10 - 0.50-1.00 wt. %, celloton-F - 1.00-1.10 wt. %, aluminum sulfate - 0.15-0.80 wt. % and water - the rest.

Недостатком известного состава является недостаточная эффективность из-за кольматации и снижения фазовой проницаемости образованной трещины при ГРП твердыми дисперсными частицами глинопорошка и целлотона, причем кольматация осложнена тем, что бентонитовый глинопорошок имеет свойство ограниченно набухать в пресной воде.The disadvantage of the known composition is insufficient efficiency due to clogging and a decrease in the phase permeability of the formed fracture during hydraulic fracturing with solid dispersed particles of clay powder and celloton, and clogging is complicated by the fact that bentonite clay powder has the ability to swell limitedly in fresh water.

Наиболее близким по технической сущности является состав для обработки скважины (патент RU № 2657065, МПК C09K 8/80, C09K 8/88, C09K 8/92, E21B 43/267 опубл. 08.06.2018 г., бюл. № 16), включающий низковязкую несущую жидкость, диспергированный в низковязкой несущей жидкости пропант 0,06-1 кг/л и диспергированное в низковязкой несущей жидкости волокно - полимолочную кислоту 1,2-12 г/л.The closest in technical essence is the composition for well treatment (patent RU No. 2657065, IPC C09K 8/80, C09K 8/88, C09K 8/92, E21B 43/267 publ. 08.06.2018, bul. No. 16), comprising a low-viscosity carrier liquid, a proppant dispersed in a low-viscosity carrier fluid of 0.06-1 kg / l and a fiber dispersed in a low-viscosity carrier liquid — polylactic acid 1.2-12 g / l.

Недостатком состава является низкая эффективность действия из-за низкой удерживающей способности состава и низкого коэффициента восстановления проницаемости низковязкой несущей жидкости с диспергированными в ней волокнами. The disadvantage of the composition is the low efficiency of the action due to the low retention capacity of the composition and the low coefficient of recovery of the permeability of the low-viscosity carrier fluid with the fibers dispersed in it.

Технической задачей предложения является повышение эффективности действия состава за счет увеличения удерживающей способности благодаря компонентам состава, обеспечивающим создание структурированной полимерной системы, а также за счет увеличения коэффициента восстановления проницаемости.The technical objective of the proposal is to increase the effectiveness of the composition by increasing the retention capacity due to the components of the composition, providing the creation of a structured polymer system, as well as by increasing the coefficient of recovery of permeability.

Техническая задача решается составом для гидравлического разрыва пласта, включающим низковязкую несущую жидкость, диспергированный в низковязкой несущей жидкости пропант и диспергированное в низковязкой несущей жидкости волокно - полимолочную кислоту.The technical problem is solved by a composition for hydraulic fracturing, which includes a low-viscosity carrier fluid, proppant dispersed in a low-viscosity carrier fluid, and a fiber - polylactic acid dispersed in a low-viscosity carrier fluid.

Новым является то, что в качестве низковязкой несущей жидкости состав содержит водный раствор смеси ксантана и водонабухающего полимера - сополимера акриламида с акрилатом калия с емкостью катионного обмена 4,6 мэкв/г, при следующем содержании компонентов. % мас.:The novelty is that, as a low-viscosity carrier liquid, the composition contains an aqueous solution of a mixture of xanthan and a water-swellable polymer - a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with a cation exchange capacity of 4.6 meq / g, with the following content of components. % wt .:

Ксантан Xanthan 0,2-0,60.2-0.6 Сополимер акриламида с акрилатом калияCopolymer of acrylamide with potassium acrylate 0,001-0,20.001-0.2 Вода пресная Fresh water Остальное,Rest,

в качестве пропанта содержит алюмосиликатный пропант, в качестве полимолочной кислоты - полимолочную кислоту с плотностью волокна 100-300 г/дм3 и длиной волокон 3-6 мм, при этом массовое соотношение водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия, полимолочной кислоты и алюмосиликатного пропанта составляет 1:(0,001÷0,006):(0,05÷0,8).as proppant contains aluminosilicate proppant, as polylactic acid - polylactic acid with a fiber density of 100-300 g / dm 3 and a fiber length of 3-6 mm, while the mass ratio of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate, polylactic acid and aluminosilicate proppant is 1: (0.001 ÷ 0.006) :( 0.05 ÷ 0.8).

Для приготовления состава для гидравлического разрыва пласта используют:To prepare a composition for hydraulic fracturing, use:

- алюмосиликатные пропанты средней прочности фракций 12/18, 16/30, 16/20, 20/40, изготовленные в соответствии с ГОСТ Р 51761-2013;- aluminosilicate proppants of medium strength fractions 12/18, 16/30, 16/20, 20/40, manufactured in accordance with GOST R 51761-2013;

- полимолочную кислоту, представляющую собой волокнистый материал белого цвета с насыпной плотностью 100-300 г/дм3 и длиной волокон 3-6 мм;- polylactic acid, which is a white fibrous material with a bulk density of 100-300 g / dm 3 and a fiber length of 3-6 mm;

- ксантан, представляющий собой высокомолекулярный экзополисахарид микробного происхождения с содержанием полисахарида более 90 %;- xanthan, which is a high molecular weight exopolysaccharide of microbial origin with a polysaccharide content of more than 90%;

- в качестве водонабухающего полимера используют сополимер акриламида с акрилатом калия (кажущаяся плотность 85-90 %; рН=8,1 ед.; емкость катионного обмена 4,6 мэкв/г; максимум абсорбции в деионизированной воде 400 г/г; влагоудерживание при рF1 980 мл/л), например, торговой марки AQUASORB 3005 S или его аналоги;- copolymer of acrylamide with potassium acrylate is used as a water-swellable polymer (apparent density 85-90%; pH = 8.1 units; cation exchange capacity 4.6 meq / g; maximum absorption in deionized water 400 g / g; water retention at рF1 980 ml / l), for example, the trademark AQUASORB 3005 S or its analogues;

- воду пресную. - fresh water.

Содержание в составе указанных компонентов обеспечивает высокую успешность операций по ГРП. Высокая успешность ГРП достигается за счет использования водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия с диспергированными в нем алюмосиликатным пропантом и волокнами полимолочной кислоты. Указанный водный раствор смеси характеризуется высокой прокачиваемостью и низкими потерями на трение, что обеспечивает снижение потребности в мощности насосов (низкая вязкость состава и меньший перепад давления). Волокна полимолочной кислоты, алюмосиликатный пропант и водный раствор смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия обеспечивают улучшенный перенос алюмосиликатного пропанта в пласт, и снижают его осаждение в стволе скважины, что позволяет минимизировать риски преждевременной остановки процесса ГРП, уменьшить потребность в объемах закачиваемой воды, т.е. использовать высокую загрузку пропанта применением более тяжелого алюмосиликатного пропанта. Это объясняется формированием пространственной структуры - сети из волокон молекул полисахарида и водонабухающего полимера, которая при увеличении сдвиговой нагрузки разрушается, при этом вязкость состава становится низкой, но при снижении сдвиговой нагрузки пространственная сетка восстанавливается, что обеспечивает высокую удерживающую способность алюмосиликатного пропанта. Применение указанных в составе концентраций компонентов обеспечивает высокие значения коэффициента восстановления проницаемости.The content in the composition of these components ensures high success of hydraulic fracturing operations. High hydraulic fracturing success is achieved through the use of an aqueous solution of a mixture of xanthan and acrylamide copolymer with potassium acrylate with dispersed aluminosilicate proppant and polylactic acid fibers. The specified aqueous solution of the mixture is characterized by high pumpability and low friction losses, which reduces the need for pump power (low viscosity of the composition and lower pressure drop). Polylactic acid fibers, aluminosilicate proppant and an aqueous solution of a mixture of xanthan and acrylamide copolymer with potassium acrylate provide improved transfer of aluminosilicate proppant into the formation, and reduce its sedimentation in the wellbore, which minimizes the risks of premature shutdown of the hydraulic fracturing process, reduce the need for volumes of injected water, t .e. use a high proppant loading by using a heavier aluminosilicate proppant. This is explained by the formation of a spatial structure - a network of fibers of polysaccharide molecules and a water-swellable polymer, which collapses with an increase in the shear load, while the viscosity of the composition becomes low, but with a decrease in the shear load, the spatial network is restored, which provides a high retention capacity of the aluminosilicate proppant. The use of the components indicated in the composition provides high values of the permeability recovery factor.

Состав для гидравлического разрыва пласта готовят в лабораторных условиях следующим образом.The composition for hydraulic fracturing is prepared in laboratory conditions as follows.

Сначала готовят водный раствор смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия. В пресную воду (99,699-99,2 мас. %) вводят расчетное количество ксантана (0,2-0,6 мас. %) и сополимера акриламида с акрилатом калия (0,001-0,2 мас. %) и перемешивают до полного растворения с использованием механической мешалки со скоростью 350 об/мин.First, an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate is prepared. A calculated amount of xanthan (0.2-0.6 wt%) and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate (0.001-0.2 wt%) is introduced into fresh water (99.699-99.2 wt%) and stirred until complete dissolution using a mechanical stirrer at 350 rpm.

После полного растворения указанных компонентов в приготовленный водный раствор смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия, не прекращая перемешивания, вводят волокна полимолочной кислоты (ПМК). Полученный состав перемешивают до полного диспергирования волокон ПМК в указанном водном растворе смеси, который фиксируют по отсутствию комков и сгустков. Затем в полученный состав при перемешивании на механической мешалке дозируют алюмосиликатный пропант и продолжают перемешивание до полного распределения алюмосиликатного пропанта в указанном составе. При этом массовое соотношение водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия, полимолочной кислоты и алюмосиликатного пропанта составляет 1:(0,001÷0,006):(0,05÷0,8) соответственно.After complete dissolution of these components in the prepared aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate, without stopping the stirring, injected fibers of polylactic acid (PLA). The resulting composition is mixed until the PLA fibers are completely dispersed in the specified aqueous solution of the mixture, which is fixed by the absence of lumps and clots. Then, the aluminosilicate proppant is dosed into the resulting composition with stirring on a mechanical mixer, and stirring is continued until the aluminosilicate proppant is completely distributed in the specified composition. In this case, the mass ratio of an aqueous solution of a mixture of xanthan and acrylamide copolymer with potassium acrylate, polylactic acid and aluminosilicate proppant is 1: (0.001 ÷ 0.006) :( 0.05 ÷ 0.8), respectively.

Повышение эффективности действия предлагаемого состава ГРП достигается за счет увеличения удерживающей способности благодаря компонентам состава, обеспечивающим создание структурированной полимерной системы, а также за счет увеличения коэффициента восстановления проницаемости.Improving the effectiveness of the proposed composition of hydraulic fracturing is achieved by increasing the retention capacity due to the components of the composition, providing the creation of a structured polymer system, as well as by increasing the coefficient of recovery of permeability.

В лабораторных условиях оценивали удерживающую способность состава и коэффициент восстановления проницаемости.In laboratory conditions, the retention capacity of the composition and the permeability recovery factor were evaluated.

Удерживающую способность состава определяют следующим образом.The retention capacity of the composition is determined as follows.

В стакан емкостью 100 см3 наливают 50 г приготовленного водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия. В указанном растворе с помощью механической мешалки диспергируют расчетное количество волокон полимолочной кислоты (ПМК) и засыпают расчетное количество алюмосиликатного пропанта. Массовое соотношение водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия, ПМК и алюмосиликатного пропанта составляет 1:(0,001÷0,006):(0,05÷0,8). Полученный состав перемешивают на верхнеприводной мешалке при скорости не более 300 об/мин в течение 1 мин до равномерного распределения алюмосиликатного пропанта, после чего состав переливают в градуированный цилиндр емкостью 100 см3.50 g of a prepared aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate is poured into a glass with a capacity of 100 cm 3 . In the specified solution, using a mechanical stirrer, the calculated amount of polylactic acid fibers (PLA) is dispersed and the calculated amount of aluminosilicate proppant is poured. The mass ratio of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate, PLA and aluminosilicate proppant is 1: (0.001 ÷ 0.006) :( 0.05 ÷ 0.8). The resulting composition is stirred on an overhead stirrer at a speed of not more than 300 rpm for 1 min until the aluminosilicate proppant is evenly distributed, after which the composition is poured into a graduated cylinder with a capacity of 100 cm 3 .

Включают секундомер и по истечении 20 мин наблюдают удержание указанным водным раствором смеси с полимолочной кислотой алюмосиликатного пропанта во взвешенном состоянии. Turn on the stopwatch and after 20 minutes observe the retention of the specified aqueous solution of the mixture with polylactic acid aluminosilicate proppant in suspension.

Результаты исследований по определению удерживающей способности состава приведены в табл. 1.The results of studies to determine the retention capacity of the composition are shown in table. one.

Коэффициент восстановления проницаемости определяют с использованием установки УИК-4 следующим образом. Через подготовленную пористую среду фильтруют более 5 поровых объемов нефти. Затем нефтенасыщенную пористую среду оставляют в статическом режиме в течение 24 ч для протекания адсорбционных процессов. Далее вновь фильтруют нефть до стабилизации перепада давления и определяют проницаемость по нефти при связанной воде. На следующем этапе осуществляют нагнетание в обратном направлении одного порового объема водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия с диспергированными волокнами полимолочной кислоты при постоянном градиенте давления 31,4 МПа/м. После закачки модель пористой среды выдерживают в течение 18 ч в статическом режиме (соблюдают термобарические условия опыта, фильтрация не осуществлялась). Затем в первоначальном направлении возобновляют фильтрацию нефти с тем же расходом до полной стабилизации перепада давления и определяют фазовую проницаемость по нефти. Значения коэффициентов восстановления проницаемости по нефти определяют, как отношение относительной фазовой проницаемости по нефти, полученной после фильтрации водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия с диспергированными волокнами полимолочной кислоты, к ее начальной величине.The permeability recovery factor is determined using the UIK-4 installation as follows. More than 5 pore volumes of oil are filtered through the prepared porous medium. Then the oil-saturated porous medium is left in a static mode for 24 hours for the adsorption processes to proceed. Then the oil is filtered again until the pressure drop stabilizes and the oil permeability with bound water is determined. At the next stage, one pore volume of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with dispersed fibers of polylactic acid is injected in the opposite direction at a constant pressure gradient of 31.4 MPa / m. After injection, the model of the porous medium is kept for 18 h in static mode (the temperature and pressure conditions of the experiment are observed, filtration was not carried out). Then, in the original direction, oil filtration is resumed with the same flow rate until the pressure drop is completely stabilized, and the phase permeability for oil is determined. The values of the recovery coefficients for oil permeability are determined as the ratio of the relative phase permeability for oil obtained after filtration of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with dispersed fibers of polylactic acid to its initial value.

Результаты по определению коэффициента восстановления проницаемости приведены в табл. 2.The results of determining the permeability recovery factor are shown in table. 2.

Из табл. 1 и 2 видно, что удерживающая способность состава и коэффициент восстановления проницаемости зависят от количественного содержания компонентов в составе. Оптимальными концентрациями компонентов обладают составы (составы 3-11 табл. 1, 2) при содержании ксантана 0,2-0,6 мас. %, сополимера акриламида с акрилатом калия 0,001-0,2 мас. %, воды - остальное.From table. 1 and 2 it can be seen that the retention capacity of the composition and the coefficient of recovery of permeability depend on the quantitative content of the components in the composition. The optimal concentrations of the components are possessed by the compositions (compositions 3-11, tables 1, 2) with a xanthan content of 0.2-0.6 wt. %, copolymer of acrylamide with potassium acrylate 0.001-0.2 wt. %, water - the rest.

При содержании в составе менее 0,2 мас. % ксантана, сополимера акриламида с акрилатом калия менее 0,001 мас. % происходит быстрое оседание алюмосиликатного пропанта до проведения процесса ГРП. Удерживающая способность состава составляет 7-12 мин (составы 1, 2 табл. 1).When the content in the composition is less than 0.2 wt. % xanthan, copolymer of acrylamide with potassium acrylate less than 0.001 wt. % there is a rapid settling of the aluminosilicate proppant prior to the fracturing process. The holding capacity of the composition is 7-12 minutes (compositions 1, 2, Table 1).

При содержании в водном растворе смеси ксантана более 0,6 мас. %, сополимера акриламида с акрилатом калия 0,2 мас. % (состав 12 табл. 1), а в водном растворе смеси ксантана - 0,6 мас. %, сополимера акриламида с акрилатом калия более 0,2 мас. % (состав 13 табл. 1) происходит равномерное распределение алюмосиликатного пропанта в составе, что обеспечивает высокую удерживающую способность алюмосиликатного пропанта в водном растворе смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия с диспергированными в ней волокнами и успешное проведение процесса ГРП. Однако увеличение содержания компонентов в составе нецелесообразно с экономической точки зрения, а также с технологической из-за высокой стоимости реагентов.When the content of the xanthan mixture in the aqueous solution is more than 0.6 wt. %, copolymer of acrylamide with potassium acrylate 0.2 wt. % (composition 12 table. 1), and in an aqueous solution of a mixture of xanthan - 0.6 wt. %, copolymer of acrylamide with potassium acrylate more than 0.2 wt. % (composition 13 table. 1) there is a uniform distribution of aluminosilicate proppant in the composition, which provides a high retention capacity of the aluminosilicate proppant in an aqueous solution of a mixture of xanthan and acrylamide copolymer with potassium acrylate with fibers dispersed in it and the successful implementation of the hydraulic fracturing process. However, an increase in the content of components in the composition is inexpedient from an economic point of view, as well as from a technological point of view, due to the high cost of reagents.

Из табл. 2 следует, что коэффициент восстановления проницаемости при использовании предлагаемого водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия с диспергированными волокнами полимолочной кислоты составил в среднем 91,3 % (составы 3-11) а у прототипа - 65,6 % (составы 14, 15). From table. 2 it follows that the permeability recovery factor when using the proposed aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with dispersed fibers of polylactic acid averaged 91.3% (compositions 3-11) and for the prototype - 65.6% (compositions 14, 15).

При содержании в составе сополимера акриламида с акрилатом калия менее 0,001 мас. % (составы 1, 2 табл. 2) коэффициент восстановления проницаемости незначительно отличается от предлагаемого состава (состав 3, табл. 2). Однако из-за низкой удерживающей способности состава (состав 1, 2 табл. 1) невозможно обеспечить успешное проведение ГРП, так как происходит быстрое оседание алюмосиликатного пропанта.When the content of the copolymer of acrylamide with potassium acrylate is less than 0.001 wt. % (compositions 1, 2, Table 2), the permeability recovery factor slightly differs from the proposed composition (composition 3, Table 2). However, due to the low retention capacity of the composition (composition 1, 2, Table 1), it is impossible to ensure successful hydraulic fracturing, since the aluminosilicate proppant settles rapidly.

Таким образом, приведенные результаты испытаний предлагаемого состава обеспечивают успешность проведения ГРП из-за высоких показателей - удерживающей способности и коэффициента восстановления проницаемости. Thus, the above test results of the proposed composition ensure the success of hydraulic fracturing due to high indicators - retention capacity and permeability recovery factor.

Таблица 1. Результаты исследований по определению удерживающей способности составаTable 1. Results of studies to determine the retention capacity of the composition

Но-мер опы-таNo-measure of experience Водный раствор смеси, мас. % An aqueous solution of the mixture, wt. % Масса водного рас-твора смеси ксан-тана и сополи-мера акрила-мида с акрила-том калия, г Weight of an aqueous solution of a mixture of xanthan and acrylamide copolymer with potassium acrylate, g Масса поли-молоч-ной кисло-ты (ПМК), гWeight of poly-lactic acid (PLA), g Масса алюмо-сили-катного пропан-та, гWeight of aluminum-silicate propane, g Массовое соотноше-
ние водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия:
ПМК:
алюмосиликатного пропанта
Mass ratio
an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate:
PMK:
aluminosilicate proppant
Удер-жи-ваю-щая спо-соб-ность, минKeeping ability, min
Ксан-танXan-tan Сополи-мер акрила-мида с акрила-том калия Copolymer acrylamide with potassium acrylate Вода преснаяFresh water 1one 22 33 44 55 66 77 88 9nine 1one 0,10.1 0,00090.0009 99,899199.8991 50fifty 0,10.1 2,52.5 1:0,001:0,051: 0.001: 0.05 77 22 0,150.15 0,00050.0005 99,849599.8495 50fifty 0,10.1 50fifty 1:0,001:0,101: 0.001: 0.10 1212 33 0,20.2 0,0010.001 99,79999,799 50fifty 0,050.05 2,52.5 1:0,001:0,81: 0.001: 0.8 2222 44 0,20.2 0,050.05 99,7599.75 50fifty 0,150.15 2,52.5 1:0,003:0,051: 0.003: 0.05 2525

Продолжение таблицы 1Continuation of table 1

1one 22 33 44 55 66 77 88 9nine 55 0,20.2 0,20.2 99,699.6 50fifty 0,30.3 2525 1:0,006:0,51: 0.006: 0.5 2929 66 0,30.3 0,0010.001 99,69999.699 50fifty 0,150.15 2525 1:0,003:0,51: 0.003: 0.5 2626 77 0,30.3 0,050.05 99,6599.65 50fifty 0,150.15 4040 1:0,003:0,81: 0.003: 0.8 2828 88 0,30.3 0,20.2 99,599.5 50fifty 0,050.05 4040 1:0,001:0,051: 0.001: 0.05 2626 9nine 0,60.6 0,0010.001 99,39999.399 50fifty 0,050.05 2525 1:0,001:0,51: 0.001: 0.5 3131 10ten 0,60.6 0,050.05 99,3599.35 50fifty 0,30.3 2,52.5 1:0,006:0,051: 0.006: 0.05 3333 11eleven 0,60.6 0,20.2 99,299.2 50fifty 0,30.3 4040 1:0,006:0,81: 0.006: 0.8 3535 1212 0,80.8 0,20.2 99,099.0 50fifty 0,50.5 2525 1:0,010:0,51: 0.010: 0.5 3939 1313 0,60.6 0,250.25 99,1599.15 50fifty 0,50.5 2525 1:0,010:0,51: 0.010: 0.5 3737 ПрототипPrototype гуарguar ПМКPMK водаwater Масса жид-кости, гLiquid mass, g Масса пропанта, гProppant weight, g -- 1414 0,240.24 0,480.48 99,2899.28 50fifty -- 2525 -- 1717 ГОЭЦGOEC ПМКPMK водаwater 1515 0,050.05 0,30.3 99,6599.65 50fifty -- 2525 -- 1616 Примечание - ГОЭЦ - гидроксиэтилцеллюлоза.
Исследования прототипа проведены заявителем самостоятельно.
Note - GOEC - hydroxyethyl cellulose.
The research of the prototype was carried out by the applicant independently.

Таблица 2. Результаты исследований по определению коэффициента восстановления проницаемостиTable 2. Results of studies to determine the permeability recovery factor

Но-мер опы-таNo-measure of experience Водный раствор смеси,
мас. %
An aqueous solution of the mixture,
wt. %
Масса водного раство-ра смеси ксанта-на и сополи-мера акрила-мида с акрила-том калия, гMass of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate, g Масса полимо-лочной кислоты (ПМК), гMass of poly-lactic acid (PLA), g Массовое соотноше-ние водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия:ПМКMass ratio of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate: PMA Проница-емость, мкм2 Permeability, μm 2 Коэффи-
циент восстанов-
ления проница-емости,
%
Coeffi-
restoration
lazy permeability,
%
Ксан-танXan-tan Сопо-лимер акри-лами-да с акри-латом калияSopo-lymer acry-lami-da with potassium acrylate Вода преснаяFresh water ДоBefore ПослеAfter 1one 22 33 44 55 66 77 88 9nine 10ten 1one 0,10.1 0,00090.0009 99,899199.8991 50fifty 0,10.1 1:0,0011: 0.001 4,74.7 4,64.6 97,8797.87 22 0,150.15 0,00050.0005 99,849599.8495 50fifty 0,10.1 1:0,0011: 0.001 4,54.5 4,34,3 95,5695.56 33 0,20.2 0,0010.001 99,79999,799 50fifty 0,050.05 1:0,0011: 0.001 4,84.8 4,64.6 95,8395.83 44 0,20.2 0,050.05 99,7599.75 50fifty 0,150.15 1:0,0031: 0.003 4,64.6 4,14.1 89,1389.13 55 0,20.2 0,20.2 99,699.6 50fifty 0,30.3 1:0,0061: 0.006 5,15.1 4,64.6 90,2090.20 66 0,30.3 0,0010.001 99,69999.699 50fifty 0,150.15 1:0,0031: 0.003 4,14.1 3,93.9 95,1295.12 77 0,30.3 0,050.05 99,6599.65 50fifty 0,150.15 1:0,0031: 0.003 3,63.6 3,23.2 88,8988.89 88 0,30.3 0,20.2 99,599.5 50fifty 0,050.05 1:0,0011: 0.001 4,44.4 4,14.1 93,1893.18 9nine 0,60.6 0,0010.001 99,39999.399 50fifty 0,050.05 1:0,0011: 0.001 4,04.0 3,73.7 92,5092.50 10ten 0,60.6 0,050.05 99,3599.35 50fifty 0,30.3 1:0,0061: 0.006 3,73.7 3,33.3 89,1989.19 11eleven 0,60.6 0,20.2 99,299.2 50fifty 0,30.3 1:0,0061: 0.006 4,84.8 4,24.2 87,5087.50 1212 0,80.8 0,20.2 99,099.0 50fifty 0,50.5 1:0,0101: 0.010 3,93.9 3,13.1 79,4979.49 1313 0,60.6 0,250.25 99,1599.15 50fifty 0,50.5 1:0,0101: 0.010 4,84.8 3,33.3 68,7568.75 ПрототипPrototype гуарguar ПМКPMK водаwater 1414 0,240.24 0,480.48 99,2899.28 -- -- -- 4,84.8 3,23.2 66,6766.67 ГОЭЦGOEC ПМКPMK водаwater 1515 0,050.05 0,30.3 99,6599.65 -- -- -- 4,54.5 2,92.9 64,4464.44 Примечание - Исследования прототипа проведены заявителем самостоятельно. Note - The research of the prototype was carried out by the applicant independently.

Применение предлагаемого состава позволяет повысить эффективность за счет увеличения удерживающей способности благодаря компонентам состава, обеспечивающим создание структурированной полимерной системы, а также за счет увеличения коэффициента восстановления проницаемости. The use of the proposed composition makes it possible to increase efficiency by increasing the retention capacity due to the components of the composition, providing the creation of a structured polymer system, as well as by increasing the permeability recovery factor.

Claims (3)

Состав для гидравлического разрыва пласта, включающий низковязкую несущую жидкость, диспергированный в низковязкой несущей жидкости пропант и диспергированное в низковязкой несущей жидкости волокно - полимолочную кислоту, отличающийся тем, что в качестве низковязкой несущей жидкости состав содержит водный раствор смеси ксантана и водонабухающего полимера - сополимера акриламида с акрилатом калия с емкостью катионного обмена 4,6 мэкв/г, при следующем содержании компонентов, мас.%:A composition for hydraulic fracturing, including a low-viscosity carrier fluid, a proppant dispersed in a low-viscosity carrier fluid, and a fiber - polylactic acid dispersed in a low-viscosity carrier fluid, characterized in that the composition contains an aqueous solution of a mixture of xanthan and a water-swellable polymer - a copolymer of acrylamide with potassium acrylate with a cation exchange capacity of 4.6 meq / g, with the following content of components, wt%: КсантанXanthan 0,2-0,60.2-0.6 Сополимер акриламида с акрилатом калияCopolymer of acrylamide with potassium acrylate 0,001-0,20.001-0.2 Вода преснаяFresh water Остальное,Rest,
в качестве пропанта содержит алюмосиликатный пропант, в качестве полимолочной кислоты - полимолочную кислоту с плотностью волокна 100-300 г/дм3 и длиной волокон 3-6 мм, при этом массовое соотношение водного раствора смеси ксантана и сополимера акриламида с акрилатом калия, полимолочной кислоты и алюмосиликатного пропанта составляет 1:(0,001-0,006):(0,05-0,8).as proppant contains aluminosilicate proppant, as polylactic acid - polylactic acid with a fiber density of 100-300 g / dm 3 and a fiber length of 3-6 mm, while the mass ratio of an aqueous solution of a mixture of xanthan and a copolymer of acrylamide with potassium acrylate, polylactic acid and aluminosilicate proppant is 1: (0.001-0.006) :( 0.05-0.8).
RU2020115249A 2020-04-30 2020-04-30 Hydraulic fracturing composition RU2737605C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115249A RU2737605C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Hydraulic fracturing composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020115249A RU2737605C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Hydraulic fracturing composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2737605C1 true RU2737605C1 (en) 2020-12-01

Family

ID=73792502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020115249A RU2737605C1 (en) 2020-04-30 2020-04-30 Hydraulic fracturing composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2737605C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132458C1 (en) * 1997-08-13 1999-06-27 Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" Liquid for hydraulic breakage of bed
US6818597B2 (en) * 2000-04-21 2004-11-16 Benchmark Research & Technology, Inc. Suspensions of water soluble polymers in surfactant free non-aqueous solvents
RU2322476C1 (en) * 2006-10-16 2008-04-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Liquid for hydraulic seam rupture
RU2381252C1 (en) * 2008-07-22 2010-02-10 ЗАО "Химеко-ГАНГ" Liquid gelling agent for polysaccharide hydraulic fracturing liquid, its preparation and application methods
RU2424271C1 (en) * 2010-02-24 2011-07-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Fluid for hydraulic break of formation
US8353344B2 (en) * 2007-12-14 2013-01-15 3M Innovative Properties Company Fiber aggregate
RU2483094C2 (en) * 2011-06-16 2013-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Sand-carrying fluid for hydraulic fracturing of formation
RU2657065C2 (en) * 2014-04-15 2018-06-08 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Composition for well treatment

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132458C1 (en) * 1997-08-13 1999-06-27 Открытое акционерное общество "ПермНИПИнефть" Liquid for hydraulic breakage of bed
US6818597B2 (en) * 2000-04-21 2004-11-16 Benchmark Research & Technology, Inc. Suspensions of water soluble polymers in surfactant free non-aqueous solvents
RU2322476C1 (en) * 2006-10-16 2008-04-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Liquid for hydraulic seam rupture
US8353344B2 (en) * 2007-12-14 2013-01-15 3M Innovative Properties Company Fiber aggregate
RU2381252C1 (en) * 2008-07-22 2010-02-10 ЗАО "Химеко-ГАНГ" Liquid gelling agent for polysaccharide hydraulic fracturing liquid, its preparation and application methods
RU2424271C1 (en) * 2010-02-24 2011-07-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Fluid for hydraulic break of formation
RU2483094C2 (en) * 2011-06-16 2013-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) Sand-carrying fluid for hydraulic fracturing of formation
RU2657065C2 (en) * 2014-04-15 2018-06-08 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Composition for well treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6767869B2 (en) Well service fluid and method of making and using the same
US4215001A (en) Methods of treating subterranean well formations
US7326670B2 (en) Well service fluid and method of making and using the same
US7757766B2 (en) Density-matched suspensions and associated methods
EP2524018B1 (en) Surfactants and friction reducing polymers for the reduction of water blocks and gas condensates and associated methods
AU2011206447B2 (en) Treatment fluids for wetting control of multiple rock types and associated methods
EA015579B1 (en) Methods of treating subterranean formations with heteropolysaccharides based fluids
RU2717007C2 (en) Cross-linking composition comprising synthetic layered silicate
EA017431B1 (en) Provision of viscous compositions below ground
EP3556823A1 (en) Method of slickwater fracturing
EA008671B1 (en) Fiber assisted emulsion system
EP3186332B1 (en) Method for hydraulic fracturing
RU2737605C1 (en) Hydraulic fracturing composition
WO2002084075A1 (en) Well service fluid and method of making and using the same
US9016375B2 (en) Breaking diutan with oxalic acid at 180° F to 220° F
RU2760115C1 (en) Hydraulic fracturing fluid based on a synthetic gelatinising agent and highly mineralised water, method for preparation thereof, and method for treatment of the formation using said fluid
CN115477934A (en) Reusable scale inhibition type fracturing fluid and preparation method thereof
RU2381252C1 (en) Liquid gelling agent for polysaccharide hydraulic fracturing liquid, its preparation and application methods
CN113969153B (en) Micro-crosslinking emulsion wall-fixing agent based on lithium silicate-ultrafine particles and preparation method thereof
RU2758828C1 (en) Hydraulic fracturing fluid based on highly mineralized water, method for its preparation and method for processing the formation with its use
US20200392397A1 (en) Crosslinkable friction reducer
RU2827721C1 (en) Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid
RU2793051C1 (en) Polysaccharide gel composition for hydraulic fracturing
WO2023096956A1 (en) Environmentally friendly aqueous polymer suspensions
US11326091B2 (en) Water-based friction reducing additives