Классический набор знаний по технологии фрекинга и кислотной обработки, не используйте его неправильно

Кислотное фрекование называют кислотным гидроразрывом. Это фрекование без использования проппанта, при котором в качестве жидкости для гидроразрыва используется кислота под давлением, превышающим давление фрекообразования пласта. При кислотном фрековании стенка фрекуры растворяется кислотной жидкостью, образуя неровную поверхность, так что после остановки насоса и снижения давления стенка фрекуры не будет полностью закрыта. Поэтому она обладает высокой проводимостью и оказывает очевидное влияние на восстановление и повышение продуктивности нефтяной скважины. Этот метод подходит для карбонатных коллекторов.

Техническое введение

Процесс кислотной обработки, при котором происходит вытеснение кислоты в пласт под давлением, достаточным для разрушения пласта с образованием фректур или раскрытия существующих фректур пласта, называется фрекованием и закачкой кислоты. Его можно разделить на предварительное кислотное фрекование и обычное кислотное фрекование (или общее кислотное фрекование).

Кислотное фрекование в основном используется для увеличения притока нефти и газа в глубокозалегающих или низкопроницаемых зонах. Кислотное фрекование, при котором давление закачки кислоты выше давления разрушения нефтяного (газового) пласта, обычно называют кислотным гидроразрывом. Гидроразрыв с использованием кислоты является широко применяемой мерой для повышения нефтеотдачи и приемистости в карбонатных коллекторах в стране и за рубежом. Он начинает становиться важным методом заканчивания скважин.

Процесс кислотного фрекования в основном ограничен карбонатными коллекторами, известняками и доломитами, и преследует две цели: ① устранение поврежденности пласта; ② преобразование неповрежденных коллекторов.

После внедрения пескоструйного фрекования в карбонатных коллекторах (первоначально ограниченного песчаниковыми коллекторами) кислотное фрекование постепенно заменило пескоструйное фрекование, но эта замена обычно игнорируется. Это объяснимо, поскольку суть и процесс этих двух процессов в основном аналогичны, т.е. образование длинного фректурного канала с некоторой проводимостью, простирающегося от ствола скважины до пласта.

В обоих случаях высота фрекуры в основном определяется разницей напряжений в граничном слое, а длина фрекуры в основном определяется высотой фрекуры и фильтрацией жидкости для гидроразрыва. Пескоструйное фрекование предпочтительнее по следующим причинам: его легко моделировать (отсутствие реакционной жидкости; фильтрация относительно стабильна), и по определению оно не использует кислоту, которая все еще вызывает опасения или даже избегается. В то же время, при одинаковых условиях пласта и одинаковом процессе строительства учитывается только количество и тип ранее использованной кислоты.

Сравнивается проводимость долговременных кислотных фректур, созданных пескоструйным фрекованием и кислотным фрекованием, и обнаружено, что пескоструйное фрекование более выгодно.

При кислотном фрековании кислота закачивается в фрекуру, созданную вязкой жидкостью (предварительной жидкостью), или сама кислота используется для образования фрекуры. По мере того как кислота протекает по фрекуре, она растворяет поверхность фрекуры. При неравномерном (дифференциальном) растворении она сохраняет некоторую проводимость при закрытии фрекуры.

Примечания: Промывка кислотой - без внешнего воздействия или при слабом перемешивании, для песчаников, закупорки карбонатных пород или очистки перфорационных отверстий, очистки ствола скважины от отложений и нефтяной пленки на резьбе.

Технология строительства

Существуют два основных метода получения кислотных фректур в карбонатных коллекторах, которые остаются основой процесса кислотного фрекования:

Пальцеобразное вытеснение

Вязкость (предварительная жидкость) относится к предварительному введению: пласт сначала раскрывается с помощью нереагирующего, высоковязкого сшитого гель-раствора для создания желаемой геометрии фрекуры (например, длины, высоты и ширины) и для охлаждения пласта, чтобы замедлить реакцию с пластом после закачки кислоты. После закачки нереагирующей предварительной жидкости в сформированную фрекуру закачивается менее активная кислота (HCl или смесь HCl и органических кислот).

Загущенное кислотное фрекование

Проектирование операции загущенного кислотного фрекования включает: предварительную жидкость, стадию загущенной кислоты, замещающую жидкость.

Предварительная жидкость может образовывать фрекуры и снижать температуру вокруг фректур, и представляет собой типичную загущенную воду. Цель стадии загущенной кислоты - расширить фрекуру и неравномерно протравить фрекуру. На этой стадии обычно используется загущенная кислота, эмульгированная кислота или вспенивающаяся кислота (или их смеси).

Во всех операциях по кислотной обработке карбонатных пород обычно используется соляная кислота с массовой долей 15%, но иногда используются высокие концентрации соляной кислоты, органические кислоты и смеси соляной и органических кислот. Во многих операциях по кислотному фрекованию используются загущающие кислоты, а ксантановая камедь является хорошим загустителем для 15% соляной кислоты; единственным недостатком ксантановой камеди является то, что она трудно разлагается ниже 93 °C, но при концентрации соляной кислоты значительно выше 15% она разлагается очень быстро.

Загустители кислоты, используемые сегодня, представляют собой различные загустители на основе полипропиленфталаминов. Полипропиленфталамины могут использоваться при низких и высоких температурах, а также могут быть сшиты для достижения высокой вязкости и стабильности геля. Когда кислота разбавляется или расходуется (pH повышается), система загустителя также может создавать определенную вязкость в земле, а когда кислота расходуется до высокого pH, эти системы будут разбавлены для улучшения способности обратного потока после операции.

Цель замещающей жидкости - вытеснить кислоту в стволе скважины и протолкнуть кислоту на глубину фрекуры для увеличения глубины проникновения кислоты. При использовании загущенной кислоты большое количество подкисленной замещающей жидкости очень эффективно увеличивает длину кислотной фрекуры, что является чрезвычайно важным этапом в проектировании операции. Более высокая скорость закачки также выгодна.

Закрытое кислотное фрекование

Один из процессов, который вызвал интерес к улучшению конечной проводимости к стволу скважины, - это процесс кислотной обработки закрытых фректур (CFA). Этот процесс был разработан в 1980-х годах. Он включает в себя закачку небольшого количества кислоты в закрытую фрекуру ниже давления разрушения пласта для создания как можно большего количества открытой фрекуры со стволом скважины, чтобы сформировать открытую фрекуру вокруг ствола скважины. Это аналогично закачке небольшого количества проппанта для обеспечения связи между стволом скважины и проводящей кислотной фрекурой.

Для того чтобы в полной мере использовать технологию кислотного фрекования, необходимо учитывать следующие моменты:

Необходимо различать кислотное и пескоструйное фрекование, их суть различна.

Преимущества кислотного фрекования могут быть проверены только путем полевого применения и оценки эффективности, а не путем текущих лабораторных сравнений.

Следует поощрять разработку и применение новых методов, в том числе упрощенного проектирования процесса.

Кислотное фрекование будет широко использоваться в хорошо изученных горнодобывающих районах (карбонатные и песчаниковые породы).

Кислотное фрекование также может рассматриваться в песчаниковых коллекторах.