способ гидравлического разрыва пласта

Формула изобретения

Способ гидравлического разрыва пласта, предусматривающий использование натриевого среднемодульного жидкого стекла, концентрированной соляной кислоты и воды, закачку в пласт жидкости разрыва, отличающийся тем, что используют жидкость разрыва состава, об. %:

Указанное жидкое стекло - 8-17

20-23%-ная указанная кислота - 0,05-3,6

Вода - Остальное

Описание изобретения к патенту

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.

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.

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.

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.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 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.

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.

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%).

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.

Пример 2.

Обработка скважин способом гидравлического разрыва пласти с применением рабочей жидкости на основе жидкого стекла и соляной кислоты. Результаты представлены в таблице 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.

Литература

1. Патент США 4215001 (1980).