Химические вещества для стимуляции нефтепромыслов — это специальные жидкости и добавки, используемые для повышения продуктивности скважин за счет улучшения связности пласта, устранения повреждений пласта и обеспечения эффективного гидроразрыва и притока. Ключевые функции, распространенные типы, механизмы действия и соображения по выбору:
Основные функции
Удалите повреждения пласта (накипь, мелкие частицы, твердые частицы бурового раствора, фильтрат), которые закупоривают поры.
Растворение или обход пластовых материалов (кислотная обработка карбонатов, кислотная обработка песчаников).
Создание и поддержание проводящих трещин (жидкости для гидроразрыва пласта, транспортировка расклинивающего материала).
Контроль образования и решение проблем, связанных с обработкой (накипь, коррозия, бактерии, набухание глины).
Изменяйте свойства жидкости (вязкость, реология, поверхностное натяжение) для оптимизации укладки, транспортировки проппанта, очистки и обратного потока.
Временно перекройте или перенаправьте поток для улучшения охвата стимуляции (отводчики, гелеобразователи, биоразлагаемые пробки).
Общие классы химических веществ и их функции.
Кислоты (соляная кислота, уксусная кислота, смеси органических кислот, смеси плавиковой кислоты и кислот для бурового раствора): растворяют карбонатные минералы и некоторые кремнеземные загрязнения; используются для кислотной обработки матриц и очистки скважин.
Ингибиторы кислотности/коррозии: защищают трубы и оборудование во время обработки кислотами.
Взаимные растворители и поверхностно-активные вещества (неионогенные/ионогенные): снижают поверхностное натяжение, эмульгируют/удаляют буровой раствор на масляной основе и остаточные углеводороды, улучшают смачиваемость.
Полиакриламиды/полимеры, снижающие трение: уменьшают давление закачки и создают желаемые реологические свойства жидкости для гидроразрыва пласта.
Желирующие агенты и сшивающие агенты (гуаровая камедь, ГПГ, боратные/металлические сшивающие агенты): создают вязкость для переноса проппанта; впоследствии разрушаются для снижения вязкости.
Разрушители (ферментативные, окислительные): снижают вязкость после нанесения, что позволяет обеспечить обратный поток и очистку.
Обработка поверхности проппанта (проппанты с полимерным покрытием): улучшает проводимость и снижает миграцию мелких частиц.
Ингибиторы образования накипи (фосфонаты, полимеры): предотвращают осаждение CaCO3, BaSO4, SrSO4 в процессе добычи/обработки.
Биоциды и поглотители кислорода: предотвращают микробное закисление и коррозию, вызываемые сульфатредуцирующими бактериями и растворенным кислородом.
Стабилизаторы глины (соли, такие как KCl, четвертичные амины): предотвращают набухание и миграцию глины в сланцево-песчаных формациях.
Ингибиторы коррозии: защищают обсадные и трубные трубы от коррозии, вызываемой кислотами и добываемой жидкостью.
Хелатирующие и комплексообразующие агенты: растворяют отложения металлов и сульфид железа, способствуют удалению накипи.
Дивертеры и временные закупоривающие агенты (частицы/биоразлагаемые шарики, полимеры): заставляют стимулирующие жидкости проникать в менее проницаемые зоны для лучшего покрытия.
Поглотители H2S/CO2 и поглотители кислорода: нейтрализуют коррозионные газы и растворенный кислород.
Механизмы и примеры применения
Кислотная обработка матрицы: введение кислоты для растворения повреждений вблизи скважины и расширения поровых каналов (карбонаты хорошо реагируют; для силикатов песчаников требуются хелатирующие агенты или органические кислоты + HF).
Гидравлический разрыв пласта: для удержания и размещения проппанта используются модификаторы вязкости и сшивающие агенты; затем разрушители снижают вязкость для восстановления проницаемости.
Контроль образования накипи и осадка: ингибиторы образования накипи, применяемые непрерывно или путем выдавливания, предотвращают/обращают вспять осаждение минералов в прискважинных и наземных системах.
Контроль за засорением/загрязнением: KCl или четвертичные амины стабилизируют глины, предотвращая набухание и миграцию мелких частиц, снижающих проницаемость.
Биоциды/контроль содержания кислорода: защита пласта и оборудования, сохранение проницаемости и предотвращение закисления.
Вопросы выбора и проектирования
Минералогический состав коллектора (карбонаты, песчаники, сланцы) определяет стратегию кислотной обработки/травления.
Предельные значения проницаемости пласта и давления — контроль объемов жидкости, скорости потока и выбора расклинивающего материала.
Совместимость с материалами, используемыми для заканчивания скважин, химическим составом отложений/рассола и добываемыми жидкостями.
Температурная и сдвиговая стойкость — выбирайте полимеры, сшивающие агенты и разрушители соответствующим образом.
Экологические, охранные и нормативные ограничения — биоразлагаемость, токсичность, обращение и утилизация.
Экономические аспекты — стоимость химикатов и обработки по сравнению с ожидаемым увеличением производства; эффективность размещения реагентов для обработки (эффективность перенаправления).
Мониторинг эффективности и послелечебный мониторинг
Обратный поток и испытания скважины для оценки успешности стимуляции (скорость потока, реакция на давление, скин-фактор).
Провести осмотр на наличие накипи, коррозии и микробной активности; при повторном возникновении проблем провести обработку.
Перед развертыванием в полевых условиях необходимо провести лабораторные испытания на совместимость и тестирование основных/масштабных компонентов.
Примечания по вопросам охраны окружающей среды, безопасности и соблюдения нормативных требований.
Многие химические вещества, используемые для стимуляции скважин (кислоты, биоциды, сшивающие агенты, смеси HF), представляют опасность для здоровья, окружающей среды и при обращении с ними; необходимо соблюдать правила хранения и утилизации, включая правила, касающиеся паспортов безопасности материалов (SDS), локализации и хранения в скважине.
Используйте составы с минимальной токсичностью и обеспечьте надлежащую очистку и локализацию сточных и попутных вод в соответствии с нормативными требованиями.