Alexander Sannikov jégtörő műszaki jellemzői. "Alexander Sannikov" jégtörő - az Északi-sark felé tart

Ide tartoznak az új repesztőfolyadékok, felületaktív anyagok, hidrofób szerek és adalékanyagok.

A TagraS-RemService cég újdonságot mutatott be technológiai megoldások hidraulikus rétegrepesztésre (repesztésre) nehéz geológiai és műszaki körülmények között.

A cég új, alacsony viszkozitású, jó homokhordozó tulajdonságokkal rendelkező repesztőfolyadékot kezdett alkalmazni. Használat ebből a termékből lehetővé teszi:

1. A támasztót (támasztót) egyenletesen helyezze el a produktív formáció magassága és hossza mentén.

2. A repedés magassági növekedésének szabályozása (hidraulikus repesztés végrehajtása gyenge vízzáró képződményeken)

3. Csökkentse a támasztócsomag sérülését a gél teljes megsemmisülése után (fenntartja a törési vezetőképességet).

A TagraS-RemService egy új rögzítőanyag - módosított homok - laboratóriumi tesztelésén dolgozik. Ez a termék segít csökkenteni a víz mozgását a hidraulikus repedés mentén, különösen a nagy vízállású kutak hidraulikus repesztési műveletei során. A homok hidrofób tulajdonságokkal rendelkezik, egyenletesen oszlik el a repedés teljes magasságában, és lehetővé teszi a repesztőfolyadék viszkozitásának csökkentését.

A felületaktív anyagokkal (felületaktív anyagok) gélesített sav alapú kombinált sav-propáns hidraulikus rétegrepesztés új technológiája lerövidíti a kútfejlődés és a kút üzembe helyezési folyamatát, valamint csökkenti a folyamat kényszerített leállításának kockázatát. Új kémiai reagensek alkalmazása megakadályozza, hogy a polimer a formációba kerüljön. Ugyanakkor a tartályba szivattyúzott folyadék mennyisége csökken, mivel a vizes poliszacharid gél támasztóanyaggal történő pumpálási ciklusa megszűnik.

A „TagraS-RemService” emellett a hidrohomoksugaras perforáció technológiáját is elsajátítja, további hidraulikus repesztéssel. Az új fő előnye műszaki megoldás– ez a képződményre gyakorolt ​​célzott hatás lehetősége más perforációs intervallumok levágása nélkül, pl. repedés előzetes létrehozása hidrohomokfúvással történő perforáció során. Az oszlop mögött gyenge minőségű cementkővel ellátott kutaknál is végezhetők műveletek. Ez a technológia lehetővé teszi a többzónás hidraulikus rétegrepesztést kutakban vízszintes befejezéssel.

A hidraulikus repesztőfolyadék viszkozitásának "menet közben" történő szabályozása érdekében a támasztóanyag frakciójától és koncentrációjától függően új reagens - ülepedésgátló adalék - használatát javasoljuk, amely lehetővé teszi:

1. A támasztóanyagot egyenletesen oszlassa el a függőleges repedés mentén.

2. Növelje a hidraulikus repesztőfolyadék homokszállító képességét.

3. Csökkentse a zselésítőszer mennyiségét.

A TagraS-RemService nemrégiben bemutatta ezeket a fejlesztéseket az Olajban. Gáz. Petrokémia" a Tatarstan Petrochemical Forum keretein belül. Rustam Minnikhanov Tatarstan elnöke megismerkedett a cég standjával.

100 RUR bónusz az első rendelésért

Válassza ki a munka típusát Tézis Tanfolyam Absztrakt Mesterdolgozat Jelentés a gyakorlatról Cikk Jelentés áttekintése Teszt Monográfia Problémamegoldó üzleti terv Válaszok a kérdésekre Kreatív munka Esszé Rajzmunkák Fordítási Előadások Gépírás Egyéb A szöveg egyediségének növelése Mesterdolgozat Laboratóriumi munka Online segítség

Tudja meg az árat

A hidraulikus repesztés három alapvető műveletből áll:

1. mesterséges repedések létrehozása a tározóban (vagy természetes repedések bővítése);

2. folyadék befecskendezése töréskitöltő anyaggal a csövön keresztül a CCD-be;

3. folyadékot töltőanyaggal a repedésekbe préselni azok rögzítésére.

Ezekhez a műveletekhez három folyékony kategóriák:

• szakadási folyadék,
• homok hordozó folyadék
• folyadékot préselve.

A munkaközvetítőknek meg kell felelniük a következő követelményeknek:

1. Nem csökkentheti a CCD permeabilitását. Ugyanakkor a kút kategóriájától függően (termelés; besajtolás; termelés, vízbefecskendezésre alakítva) különböző jellegű munkaközegeket használnak.

2. A munkaközegek kőzetképződményekkel vagy tározófolyadékokkal való érintkezése nem okozhat negatív fizikai és kémiai reakciókat, kivéve az ellenőrzött és célzott hatású speciális munkaközegek alkalmazását.

3. Nem tartalmazhat jelentős mennyiségű idegen mechanikai szennyeződést (azaz ezek tartalmuk minden munkaanyagra szabályozott).

4. Speciális munkaközegek, például olaj-savas emulzió alkalmazásakor a kémiai reakciók termékeinek teljesen fel kell oldódniuk a képzõdési termékben, és nem csökkenthetik a tárolózóna permeabilitását.

5. A felhasznált munkafolyadék viszkozitásának stabilnak és rendelkeznie kell alacsony hőmérséklet beszilárdulás téli idő(egyébként a hidraulikus rétegrepesztést melegítéssel kell végrehajtani).

6. Könnyen hozzáférhetőnek kell lennie, nem hiányozhat és olcsónak kell lennie.

Hidraulikus repesztési technológia :

• Nos felkészülés- beáramlási vagy injektivitási vizsgálat, amely lehetővé teszi adatok beszerzését a felrobbanási nyomás, a felrobbanó folyadék térfogata és egyéb jellemzők becsléséhez.
• Kút öblítés- a kutat öblítőfolyadékkal mossuk, bizonyos kémiai reagensek hozzáadásával. Szükség esetén dekompressziós kezelést, torpedózást vagy savas kezelést végzünk. Ebben az esetben ajánlott 3-4" átmérőjű szivattyú-kompresszor csöveket használni (a kisebb átmérőjű csövek nem kívánatosak, mivel nagy a súrlódási veszteség).
• Repesztőfolyadék befecskendezése– a kőzet felszakításához szükséges nyomás létrejön, hogy új repedések jöjjenek létre, és megnyíljanak a meglévő repedések a CZ-ben. A CCD tulajdonságaitól és egyéb paraméterektől függően szűrhető vagy alacsony szűrésű folyadékokat használnak.

Folyadék szakadás:

termelő kutakban

Gáztalanított olaj;

Sűrített olaj, olaj és fűtőolaj keverék;

Hidrofób kőolajsav emulzió;

Hidrofób olaj-víz emulzió;

Sav-kerozin emulzió stb.;

V injekciós kutakÓ

Tiszta víz;

Sósav vizes oldatai;

Sűrített víz (keményítő, poliakrilamid - PAA, szulfit-alkohol lepárlás - SSB, karboxi-metil-cellulóz - CMC);

Sűrített sósav (tömény sósav és SSB keveréke) stb.

A repesztőfolyadék kiválasztásakor figyelembe kell venni és meg kell akadályozni az agyagok duzzadását oly módon, hogy kémiai reagenseket vezetünk be, amelyek stabilizálják az agyagrészecskéket a nedvesítés során (agyag hidrofóbizálás).

Mint már említettük, a felszakítási nyomás nem állandó érték, és számos tényezőtől függ.

A fenéklyuk nyomásának növelése és a felszakítási nyomásérték elérése akkor lehetséges, ha a befecskendezési sebesség meghaladja a képződmény általi folyadékfelvétel sebességét.

Alacsony áteresztőképességű kőzetekben repesztési nyomás érhető el, ha alacsony viszkozitású folyadékokat használnak repesztési folyadékként korlátozott befecskendezési sebességgel. Ha a kőzetek kellően áteresztőek, akkor alacsony viszkozitású injektáló folyadékok használatakor nagyobb injektálási sebességre van szükség; Ha a befecskendezési sebesség korlátozott, akkor nagy viszkozitású repesztőfolyadékokat kell használni. Ha a CZ nagy áteresztőképességű tartály, akkor nagy befecskendezési sebességet és nagy viszkozitású folyadékokat kell használni. Ebben az esetben a termelési horizont (interlayer) vastagságát is figyelembe kell venni, amely meghatározza a kút injektivitását. Fontos a repedésképződés pillanatának és előjeleinek meghatározása. A repedésképződés pillanatát egy monolit tartályban a „térfogat-injektálási folyadék áramlási sebessége - befecskendezési nyomás” összefüggésben való törés és a befecskendezési nyomás jelentős csökkenése jellemzi. A CZ-ben már meglévő repedések megnyílását az áramlás-nyomás összefüggés egyenletes változása jellemzi, de a befecskendezési nyomás csökkenése nem figyelhető meg. Mindkét esetben a repedés megnyílásának jele a kút injektivitási együtthatójának növekedése.

• Homokhordozó folyadék befecskendezése. A repedésbe szivattyúzott homok vagy bármely más anyag a repedés töltőanyagaként szolgál, keretként működik benne, és megakadályozza a repedés bezáródását a nyomás eltávolítása (csökkentése) után. A homokhordozó folyadék szállító funkciót lát el. A homokhordozó folyadékkal szemben támasztott fő követelmények a nagy homoktartó képesség és az alacsony szűrhetőség.

Ezeket a követelményeket a repedések töltőanyaggal való hatékony kitöltésének feltételei és a töltőanyag esetleges leülepedésének kizárása határozza meg az egyes elemekben. közlekedési rendszer(kútfej, csővezeték, alsó lyuk), valamint magában a törésben a töltőanyag mobilitásának idő előtti elvesztése. Az alacsony szűrhetőség megakadályozza, hogy homokot szállító folyadék beszivárogjon a repedés falaiba, így állandó töltőanyag-koncentrációt tart fenn a repedésben, és megakadályozza, hogy a töltőanyag eltömítse a repedést annak elején. Ellenkező esetben a repedés elején a töltőanyag koncentrációja megnő a homokot szállító folyadéknak a repedés falaiba való beszűrése miatt, és a repedésben a töltőanyag átvitele lehetetlenné válik.

Viszkózus folyadékokat vagy olajokat, előnyösen szerkezeti tulajdonságokkal, homokhordozó folyadékként használják a termelő kutakban; olaj és fűtőolaj keverékek; hidrofób olaj-víz emulziók; sűrített sósav stb. A besajtoló kutakban az SSB-oldatokat homokhordozó folyadékként használják; sűrített sósav; hidrofil olaj-víz emulziók; keményítő-lúgos oldatok; semlegesített fekete érintkező stb.

A súrlódási veszteségek csökkentése érdekében ezeknek a folyadékoknak a csövek mentén történő töltőanyaggal történő mozgása során speciális adalékanyagokat (lenyomókat) használnak - oldatokat szappan alapú; nagy molekulatömegű polimerek stb.

• Kiszorító folyadék befecskendezése – a homokot szállító folyadékot az aljára nyomva a repedésekbe nyomva. Annak elkerülése érdekében, hogy a töltőanyagból dugókat képződjenek, a következő feltételnek kell teljesülnie:

ahol a homokot szállító folyadék mozgási sebessége a csőszálban, m/s;

A homokhordozó folyadék viszkozitása, mPa s.

Nyomófolyadékként általában minimális viszkozitású folyadékokat használnak. A termelési kutak gyakran saját gáztalanított olajat használnak (ha szükséges, kerozinnal vagy dízelüzemanyaggal hígítják); a besajtoló kutak vizet, általában kereskedelmi vizet használnak.

Repedéskitöltőként a következők használhatók:

Válogatott kvarchomok 0,5 +1,2 mm szemcseátmérővel, melynek sűrűsége kb. 2600 kg/m3. Mivel a homok sűrűsége lényegesen nagyobb, mint a homokot szállító folyadék sűrűsége, a homok leülepedhet, ami meghatározza nagy sebességek letöltések;

Üveggolyók;

Agglomerált bauxit szemcsék;

Polimer golyók;

Speciális töltőanyag - támasztóanyag.

A töltőanyag alapvető követelményei:

Nagy nyomószilárdság (zúzás);

Geometriailag helyes gömbforma.

Teljesen nyilvánvaló, hogy a töltőanyagnak közömbösnek kell lennie a képződő termékekhez képest hosszú ideig ne változtassa meg tulajdonságait. Gyakorlatilag megállapították, hogy a töltőanyag koncentrációja 200 és 300 kg között változik 1 m3 homokhordozó folyadékra vonatkoztatva.

• A töltőanyag repedésekbe szivattyúzása után a kút nyomás alatt maradt. A tartási időnek elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy a rendszer (CCD) instabil állapotból stabil állapotba kerüljön, amelyben a töltőanyag szilárdan rögzül a repedésben. Ellenkező esetben a kút beáramlásának, fejlesztésének és üzemeltetésének folyamata során a töltőanyag a repedésekből kerül a kútba. Ha a kutat szivattyúzással üzemeltetik, a töltőanyag eltávolítása a merülőegység meghibásodásához vezet, nem beszélve a töltődugók kialakulásáról az alján. A fentiek rendkívül fontosak technológiai tényező, melynek figyelmen kívül hagyása a hidraulikus repesztés hatékonyságát akár negatív eredményig is jelentősen csökkenti.
• Hívó beáramlás, kútfejlesztés és hidrodinamikai tesztelés. A hidrodinamikai vizsgálat elvégzése a technológia kötelező eleme, mert eredményei a folyamat technológiai hatékonyságának kritériumaként szolgálnak.

Sematikus diagram A hidraulikus rétegrepesztéshez használt kútberendezések bemutatásra kerülnek rizs. 5.5. A hidraulikus repesztés során a csővezetéket le kell zárni és rögzíteni kell.

A hidraulikus repesztés során felmerülő fontos problémák a következők: repedések helyének, térbeli tájolásának és méretének meghatározása. Az ilyen meghatározásokat kötelezővé kell tenni az új régiókban végzett hidraulikus rétegrepesztés során, mert lehetővé teszi számunkra, hogy fejlődjünk a legjobb technológia folyamat. A felsorolt ​​problémák megoldása egy olyan repedésből származó gamma-sugárzás intenzitásának változásának megfigyelésére épül, amelybe egy radioaktív izotóp, például kobalt, cirkónium vagy vas által aktivált töltőanyag egy részét pumpálják. Esszencia ezt a módszert abból áll, hogy egy bizonyos mennyiségű aktivált töltőanyagot adnak a tiszta töltőanyaghoz, és közvetlenül a repedések kialakulása után gamma-sugaras naplózást végeznek, és az aktivált töltőanyag egy részét a repedésekbe pumpálják; A gamma-sugaras naplózási eredmények összehasonlításával a kialakult repedések száma, elhelyezkedése, térbeli tájolása és mérete megítélhető. Ezeket a vizsgálatokat speciális terepi geofizikai szervezetek végzik.

Rizs. 5.5. A hidraulikus rétegrepesztéshez használt kútberendezés sematikus diagramja:

1 - produktív képződés; 2 - repedés; 3 - szár; 4 - csomagoló; 5 - horgony; 6 - burkolat; 7 - csőoszlop; 8 - kútfej berendezés; 9 - szakadási folyadék; 10 - homokot szállító folyadék; 11 - folyadék préselése; 12 - nyomásmérő.

A hidraulikus rétegrepesztés használatának problémái. Az ASS az, ahol a produktív képződmény mellett vizet tartalmazó rétegek vannak. Ezek lehetnek víztartó rétegek, ha van fenékvíz. Ezenkívül a kezelt formáció közelében lehetnek elöntött képződmények.

Függőleges repedések a hidraulikus rétegrepesztés során hasonló esetek hidrodinamikai kapcsolatot hozzon létre a kút és a víztartó zóna között. A legtöbb esetben a víztartó zóna nagyobb áteresztőképességgel rendelkezik, mint a hidraulikus rétegrepesztést végző termelőképződmény. Ez az oka annak, hogy a hidraulikus rétegrepesztés a kutak teljes öntözéséhez vezethet. A régi mezőkön sok kút tönkrement. A hidraulikus rétegrepesztés ilyen körülmények között a gyártási húr megszakadásához vezet. Elméletileg az ilyen kutakban tömörítőt használnak a húr védelmére, de a húron lévő horpadások és a korrózió miatt az ilyen kutakban a tömörítő nem tölti be szerepét. Ezenkívül a hidraulikus repesztés következtében a cementkő megsemmisülhet.

A hidraulikus rétegrepesztés során különböző áteresztőképességű rétegekben repedések keletkeznek, de nagyon gyakran könnyebb a nagy áteresztőképességű réteget felszakítani, mint a kis áteresztőképességű réteget. A nagyobb áteresztőképességű rétegben a repedés hosszabb lehet. Ezzel az opcióval a hidraulikus rétegrepesztés után a kút olajtermelési sebessége megnő, de a vízkivágás növekszik, ha a kút vízelvágásra került. Éppen ezért a hidraulikus rétegrepesztés előtt és után is elemezni kell a keletkezett vizet, hogy megtudjuk, honnan származik a víz a kútban.

A hidraulikus repesztésnél, mint minden stimulációs módszernél, mindig felmerül a kérdés, hogy a nagy extrakciókat injektálással kompenzálni kell.

Oroszország a szankciók nyomásának növekedésére számít. Az Egyesült Királyság és az Egyesült Államok aktívan keresi a diszkrimináció új okát Orosz üzlet. A legutóbbi, 2014-ben indult szankciópolitikai hullám eredményei azonban korántsem egyértelműek. Független tanulmányok is azt mutatják, hogy az orosz üzemanyag- és energiakomplexum nem sokat szenvedett a korlátozásoktól, sőt, az oroszországi ipar fejlődését is ezek nyomták meg. Iparági szakértők szerint az oroszellenes szankciók esetleges szigorítása sem válik kritikussá az orosz üzemanyag- és energiakomplexum számára, de csak akkor, ha a kormány és az energiacégek időben mozgósítják az erőket a bányászati ​​berendezéseket gyártó hazai gépipar létrehozására. nehezen megtermelhető tartalékok olaj (TRIZ).

Oroszországnak meg kell tanulnia kibányászni a TRIZ-t

Előző napon a SKOLKOVO Business School Energia Központja bemutatta kutatásának eredményeit. Az orosz olajtermelés kilátásai: élet a szankciók alatt“, ahol az USA-ban és az EU-ban bevezetett szankciók orosz olajszektorra gyakorolt ​​hatását elemezték, különös tekintettel az új, hagyományos oroszországi lelőhelyek üzembe helyezésére, az offshore projektek fejlesztésére és a Bazhenov-olaj kitermelésére. A tanulmány készítői forgatókönyvet is készítettek az orosz olajtermelésre 2030-ig.

A dokumentum megjegyzi, hogy a 2020-ig tartó távon minden korlátozás ellenére Oroszországnak lehetősége van a termelési volumen további növelésére a már előkészített betétek miatt. Ezt a rövid távú növekedési potenciált azonban korlátozhatják az OPEC-megállapodások. Középtávon 2025-ig, még ha a technológiához való hozzáférés erősen korlátozott és az olajárak is alacsonyak, a termelési mennyiségek nem fognak katasztrofálisan szenvedni. Egy időben fő oka A termelés visszaesését ebben az időszakban nem annyira a nyugati technológiákhoz való hozzáférés hiánya okozhatja új projektek megvalósításához, hanem a meglévő területeken a termelés intenzifikálására alkalmas technológiai képességek hiánya.

Ez a tanulmány kimutatta, hogy az orosz olajtermelés fenntartásának legkritikusabb technológiája a hidraulikus rétegrepesztés, mivel ez képes fenntartani a termelést a meglévő mezőkön.

A többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés (MSHF) alkalmazása a termelés növekedését ígéri az ígéretes, nem hagyományos területeken.

A tanulmány készítői hangsúlyozzák, hogy a jelenlegi körülmények között ez a fejlesztés saját technológiák A hidraulikus rétegrepesztés és a többlépcsős rétegrepesztés, a hidraulikus rétegrepesztés és a többlépcsős rétegrepesztés országon belüli gyártása és a személyzet képzése technológiai prioritássá kell, hogy váljon az ipari vállalatok és szabályozó hatóságok számára. Ez irányú munka azonban egyelőre nyilvánvalóan nem megfelelő ütemben folyik. Amint azt Ekaterina Grushevenko, a SKOLKOVO Business School Energiaközpontjának szakértője jelentésében megjegyezte, a 2015-től 2017 augusztusáig tartó időszakban egyetlen hidraulikus rétegrepesztő flottát sem gyártottak. A Rotary-kormányzott rendszerek a Gazprom Neft PJSC Tudományos és Műszaki Központjának honlapja szerint 2016 végén tesztelési szakaszban voltak. A szakértő hangsúlyozta, hogy az olajkészletek már kétharmadát a TRIZ adja.

2020-ig nem várható termeléscsökkentés

A SKOLKOVO Business School energiaközpontjának igazgatója Tatiana Mitrova A tanulmány bemutatóján elmondott beszédében megjegyezte, hogy az első szankciókat Oroszországgal és az orosz energiavállalatokkal szemben 2014-ben vezették be, de ezek olajiparra gyakorolt ​​hatásáról konkrét tanulmány nem jelent meg.

„Nem tudtuk, milyen eredményt érünk el. Az első hipotézis azt feltételezte, hogy a következmények nagyon súlyosak lesznek” – mondta Mitrova. Az eredmények azonban kissé eltérő képet mutattak a szankciók hatásáról.

„Jelenleg nincsenek súlyos következményekkel jár szankciók nem érezhetők a cégek működési tevékenységében. Valóban, a termelés be utóbbi években az alacsony árak és a szankciók ellenére is növekedett. Az olajipar sikerről számolt be. De a jelenlegi pozitív helyzet nem lehet megtévesztő, maga a szankciórendszer elemzése is nagyon tág értelmezést jelez, és ez a legfőbb veszélye a szankciók nyomásának” – mutatott rá a szakértő.

Elmondása szerint 2020-ig a modellezési eredmények szerint nem várható a termelés csökkenése, mivel a fő projekteket már finanszírozták.

„2020-tól a negatív tendenciák egyre szembetűnőbbek lesznek, és az oroszországi olajtermelés 2025-re 5%-kal, 2030-ra pedig 10%-os csökkenéséhez vezethetnek a jelenlegi termelési szinthez képest. A termelés ilyen mértékű csökkenése természetesen nem katasztrofális a számára orosz gazdaság, de ennek ellenére elég érzékeny” – mondta Mitrova.

Hangsúlyozta, hogy a szankcióknak hosszú múltra tekintenek vissza, és az oroszok számára rendben van olajipar alkalmazkodott hozzájuk, további erőfeszítésekre van szükség az állam és a vállalatok részéről saját technológiáik és termelésük fejlesztéséhez szükséges felszerelést.

„Az olajtermelés nagy része közvetlenül függ a hidraulikus rétegrepesztési technológiától. Ez a jelenlét ebből a berendezésből legnagyobb hatással van az ország olajtermelési volumenére. Ennek a technológiának a kifejlesztése és gyártásának megvalósítása azonban nagyrészt feladat orosz kormányés az ipar” – magyarázta az Energiaközpont igazgatója.

Új iparágra van szükség

A SKOLKOVO Business School „Gáz és Arctic” osztályának vezetője Roman Samsonov beszédében megjegyezte, hogy személyes megfigyelései szerint Oroszországban csak a szankciók hátterében figyelhető meg előrelépés a saját csúcstechnológiás berendezéseinek fejlesztésében és gyártásában.

„A csúcstechnológiás berendezések gyártásával a helyzet bonyolult, de meg lehet tanulni kezelni. Tulajdonképpen arról beszélünk egy egész multifunkcionális olaj- és gázmérnöki alágazat létrehozásáról” – jegyezte meg Samsonov.

„Az orosz olajtermelés kilátásai: élet szankciók alatt” című tanulmány résztvevői szerint nagyszabású feladat a nehézgépészet új alágazatának létrehozása a szovjet időkben csak az állami direktíváknak köszönhető. Modern körülmények között piacgazdaság, amelyben az Orosz Föderáció jelenleg fejlődik, a feladat végrehajtásának mechanizmusait még nem dolgozták ki.

Ez azonban csak Oroszországban van. Ha a tapasztalatokat nézzük nyugati országok akik sikeresen leküzdik a TRIZ kinyerésének minden nehézségét, világossá válik, hogy egy ilyen módszert már régóta találtak. Ez a legvilágosabban az amerikai palaipar példáján látszik, amelyet még az időszakban is aktívan jóváírtak alacsony árak, ami segített neki túlélni. Nyilvánvaló, hogy a bankok ilyen toleráns hozzáállása az olajtermelés ezen ágazatával szemben nem nélkülözheti az állami részvételt. Most a hálás palatermelők segítenek az amerikai hatóságoknak visszatartani az OPEC-et és más olajtermelőket, aktívan befolyásolva a globális olaj- és gázpiacot.

Ekaterina Deinego

Az utóbbi időben a hidraulikus rétegrepesztést (repesztést) egyre inkább alkalmazzák az olajtermelésben. A hidraulikus repesztés az egyik a leghatékonyabb módszerek hatás a kutak alsó zónájára. A Kogalym régióban a hidraulikus rétegrepesztés legelső tapasztalatát 1989-ben a Povkhovskoye mezőn végezték. Sok idő telt el azóta, hogy különféle technológiákat vezettek be hidraulikus repesztés, és ez a folyamat a vállalkozás minden területének munkájának szerves részévé vált. Ha korábban a hidraulikus rétegrepesztés fő feladata a tározó természetes termőképességének helyreállítása volt, amely a kutak fúrása és üzemeltetése során leromlott, akkor most a fejlesztés késői stádiumában lévő területeken a tározókból történő olajkitermelés fokozása a prioritás, mind bevonva a rosszul vízelvezető zónák és intervallumok kialakításába az objektumokban magas fokú tartalékok fejlesztése, valamint a kis áteresztőképességű, erősen preparált objektumok fejlesztésébe való bekapcsolódás. Leginkább kettő fontos irányok Az elmúlt 15 év olajtermelésének fejlesztései pontosan a vízszintes kutak hidraulikus rétegrepesztése és fúrása. Ez a kombináció nagyon nagy potenciállal rendelkezik. A vízszintes kutak akár merőlegesen, akár a törésfejlődés irányszöge mentén fúrhatók. Szinte nincs technológia olaj- és gázipar nem biztosít olyan magas gazdasági megtérülést. Erről a Tevlinsko-Russkinskoye mező munkatársai az intervallum-hidraulikus rétegrepesztési módszer 1744G kútján történő tesztelésével győződtek meg. Körülbelül sikeres tapasztalat Erről Jurij Miklin, a fokozott olajkinyerési osztály vezető mérnöke mesélt.

A korszakban magas árak Az energiaforrások terén a termelő cégek arra törekszenek, hogy a maximumot kitermeljék eszközeikből, annyi szénhidrogént termelnek ki, amennyi gazdaságilag indokolt – mondja Jurij –, ennek érdekében gyakran bevonnak vízszintes kutakon keresztül kiterjesztett tározóközök kialakításába. Az ilyen kutakban végzett hagyományos hidraulikus rétegrepesztés eredménye gazdasági és technológiai okokból nem lehet kielégítő. Intervallum, vagy ahogy szokták mondani, többintervallumos módszer hidraulikus repesztés, képes az olajtartalékok hatékonyabb termelésére azáltal, hogy növeli a repedés érintkezési felületét a képződéssel, és nagy vezetőképességű utakat hoz létre az olaj mozgásához. A képződmények leromlott tározói tulajdonságai arra kényszerítik a bányászati ​​cégeket, hogy keressenek gazdaságilag egyre jövedelmezőbb módokat az érdeklődésre számot tartó képződmények további ösztönzésére szolgáló kút kialakítására a tudomány és a technika legújabb vívmányainak felhasználásával. Ezt felismerve a cégek arra törekszenek, hogy csökkentsék a járulékos emelési műveletek és a személyzeti munka idejét és ennek megfelelően költségeit. nagyjavítás kutak speciális berendezések segítségével válik szerves része kutak.

Az egyik megoldás az, hogy a kutat egy vízszintes véggel egészítik ki, a szerelvényen keringető szelepekkel ellátott béléscsővel, amely folyadék és propanit keverékének befecskendezésére szolgál. Ez az elrendezés duzzadó tömítőket tartalmaz, amelyek célja a bélés rögzítése és stabilizálása a nyitott lyukban.

Folyamat hidraulikus repesztés A képződmények a fúrásközeli zóna kőzeteiben mesterséges és meglévő repedéseket hoznak létre a kútba fecskendezett megnövekedett folyadéknyomás hatására. Ez az egész repedésrendszer összeköti a kutat a formáció produktív részeivel, amelyek távol vannak az aljától. A repedések bezáródásának megakadályozása érdekében durva homokot vezetnek beléjük, és hozzáadják a kútba fecskendezett folyadékhoz. A repedések hossza elérheti a több tíz métert.

Itt figyelembe kell venni, hogy a keringető szelepek beépítési helyei közötti távolság és ennek megfelelően azok a helyek, ahol repedések keletkeznek a vízszintes fúrólyukban, befolyásolja az egyes szakaszok teljesítményét, jegyzi meg Jurij, vagyis ki kell választani a repedések optimális távolsága a tervezett repedések geometriája alapján. Amennyire csak lehetséges, meg kell védenünk magunkat a produktív képződmény repedéseinek metszéspontjaitól, amelyek komplikációkat okozhatnak a hidraulikus rétegrepesztés során. Ideális esetben a maximális áramlási sebesség akkor lehetséges, ha a repedések közötti távolság megegyezik a vízelvezető sugárral. Ez a feltétel a 1744G kút kialakítása miatt nem teljesíthető, ezért a repedések helyét a lehető legnagyobb távolságban kellett kiválasztani.

Figyelembe véve a képződmények ferde ágyazását, a vízszintes kutak a legjobban növelik az érintkezési felületet a termelő formációval. Végrehajtása hidraulikus repesztés a „Zone Select” technológia használata a következőképpen történik: először, hidraulikus repesztés legtávolabbi intervallumot olyan elrendezésen keresztül, amelyben a keringtető szelep már nyitva van. Ezt követően a felszínről a kiszorító folyadékkal együtt egy golyót indítanak a csőszálba (csőbe), amely a kút aljára érve először kinyitja a második keringető szelepet a következő szakasz kezelésére, majd egy speciálisan beül. ülés, levágva a kezelt intervallumot. Két kezelési intervallumhoz egy labdát használunk. A feldolgozási intervallumok számának növekedésével arányosan nő a labdák száma is. Ezenkívül minden következő golyónak nagyobb átmérőjűnek kell lennie, mint az előzőnek. A golyók alumíniumból készülnek, és ez fontos. A szükséges számú intervallum stimulálása és a számított mennyiségű folyadék és homok keverék befecskendezése után a hidraulikus rétegrepesztő flotta elhagyja a kutat. A kútra tekercses cső (flexible csőing) flotta érkezik, amely elvégzi az öblítést, a golyók marását és a kút befejezését, meghatározva a kút beáramlási profilját és termelési képességeit. A fejlesztés nitrogénnel történik - ez a legtöbb ígéretes irány hogy csökkentse a nyomást a kút fenekére. A Kogalymneftegaz Kereskedelmi és Iparkamara ezt a technológiát használta a Tevlinsko-Russkinskoye mező 1744G két intervallumának feldolgozására. A környező vízszintes és irányított kutakhoz képest a hidraulikus rétegrepesztést követően szabványos technológiával ezen a kútnál magasabb technológiai mutatókat értek el. A kezdeti olajáramlási sebesség az 1744G kútnál körülbelül 140 tonna volt naponta.

Végül szeretném megjegyezni, hogy ez a nagyszabású alkalmazás hidraulikus repesztés lehetővé teszi az olajtermelés visszaesésének megállítását a Kogalymneftegaz Kereskedelmi és Iparkamara mezőin, és növeli a készletek termelését a közepes és alacsony termelékenységű tározókból. A vízszintes kutakban a „Zone Select” technológiával végzett intervallum-hidraulikus rétegrepesztés előnyei nemcsak a formáció hatékony érintkezési felületének növelése a képződményt elvezető kúttal, hanem a fúrólyuk alsó zónájának károsodásának leküzdése is. fúrás után, valamint gyenge vízelvezetésű, alacsony szűrési és kapacitású területek fejlesztésébe történő bevezetése. Ez azt jelzi, hogy az intervallum-hidraulikus rétegrepesztést alkalmazó vízszintes kutak hatékonyabbak és költséghatékonyabbak.

Az IVT SB RAS igazgatója, a fizikai és matematikai tudományok doktora Szergej Grigorjevics Cherny.

Miért van szükség a hidraulikus repesztésre (repesztésre), miért kell modellezni, mi az a fejlett modell, és kit érdekel – a Számítástechnikai Technológiai Intézet igazgatója, az SB RAS, a fizikai és matematikai tudományok doktora, Szergej Grigorjevics Cherny választ ezekre és más kérdésekre.

1. Miért van szükség hidraulikus rétegrepesztésre?

A hidraulikus rétegrepesztést ásványlelőhelyek fejlesztésére és földalatti építmények építésére találták ki nehéz geológiai és fizikai körülmények között - amikor a tömegek ellenőrzött megsemmisítésének és kirakodásának módszereire van szükség. sziklák, vízelvezető rendszerek létrehozása, szigetelő képernyők stb. A hidraulikus rétegrepesztés kiemelt helyet foglal el az olaj- és gáztermelő kutak működésének intenzitását és a besajtoló kutak injektivitását növelő módszerek között. 2015-2017-ben évente 14-15 ezer hidraulikus rétegrepesztést végeztek Oroszországban, mintegy 50 ezret az USA-ban.

A hidraulikus rétegrepesztési módszer abból áll, hogy egy érintetlen kőzettömbben nagy vezetőképességű repedést hoznak létre, hogy biztosítsák a gáz, olaj, ezek keverékének, kondenzátumának stb. beáramlását a kút aljára jól használható erős szivattyúkkal: gél, víz vagy hígított savak. A befecskendezési nyomás nagyobb, mint a képződési törési nyomás, ezért törés keletkezik. Hogy rögzítse nyitott állapot vagy támasztóanyagot használnak, amely továbbterjed a törést, vagy savat, amely korrodálja a keletkezett törés falait. A proppant elnevezés az angol „propping agent” – proppant – rövidítésből származik. Erre a célra például kvarchomokot vagy speciális kerámia golyókat használnak, amelyek erősebbek és nagyobbak, ezért jobban áteresztőek.

2. Miért van szükség hidraulikus repesztési modellezésre?

A hidraulikus rétegrepesztési technológia létrehozása folyamatának modellezését igényli. Ez lehetővé teszi a repedés geometriájának előrejelzését és a teljes hidraulikus repesztési technológia optimalizálását. Különösen nagyon fontos annak biztosítása helyes forma repedések terjedésének kezdeti szakaszán a kút közelében. Éles kanyaroktól mentesnek kell lennie, amelyek dugókhoz vezethetnek, amelyek eltömíthetik a kitermelt olaj vagy gáz szivattyúcsatornáját. Felmerül a természetes kérdés: honnan szerezhetők be a modell működéséhez szükséges képződmények geofizikai adatai, mint például az áteresztőképesség, porozitás, összenyomhatóság, feszültségi állapot és egyebek?

Ez a kérdés már jóval azelőtt felmerült, hogy a hidraulikus rétegrepesztési technológia fejlődése és a tudomány számos módszert javasolt volna a probléma különböző paramétereinek meghatározására. Ez magában foglalja a magok (fúrás során nyert kőzetminták), valamint a kút különböző részein telepített többszörös nyomás- és alakváltozásérzékelők elemzését, valamint szeizmikus feltárási módszereket, amelyek során a felszínről indukált rugalmas hullámok haladási ideje alapján a Meghatározzák a kőzetben lévő különféle anyagok határait és paramétereiket, sőt a természetes radioaktivitás mérését is, amely megmutathatja például az agyagrétegek elhelyezkedését.

Az érintetlen masszívumban fellépő fő feszültségek meghatározására a geofizikusok bevált technológiákat alkalmaztak, beleértve azokat is, amelyek terepi fúráson és geofizikai méréseken alapulnak. Mini-repesztési technológiát is alkalmaznak, amelyben a modelleket egy kis törés létrehozása során kapott paraméterek segítségével kalibrálják, hogy előre jelezzék egy nagyobb törés viselkedését. Természetesen egyik megközelítés sem tud teljes képet adni, ezért a tározóval kapcsolatos információszerzés módszereit folyamatosan fejlesztik, így intézetünkben is. Megmutattuk például, hogy a kutat körülvevő kőzet repedési paraméterei a fúrófolyadék szűrési modelljei és a kútban mért nyomásfüggések alapján inverz problémák megoldásával határozhatók meg. A naplózási szondázás eredményei alapján meghatározzuk a kútközeli terület szerkezetét és paramétereit is, a Maxwell-egyenletek alapján megoldva az inverz problémát.

3. Mióta modellezték a hidraulikus repesztést?

Viszonylag régen, a 20. század 50-es éveitől, szinte azonnal a hidraulikus rétegrepesztést kezdték alkalmazni a kút termelékenységének növelésére. Ugyanakkor 1955-ben javasolták az egyik első hidraulikus repesztési modellt - a Khristianovich-Zheltov modellt, amely megkapta további fejlesztés Geertsma és de Klerk munkájában, és az egész világon Christianovich-Girtsma-de Klerk (KGD) modellként ismert. Kicsit később két ismertebb, széles körben használt modell született: a Perkins-Kern-Nordgren (PKN) és a síksugárirányú repedés modell. Ez a három modell rendre három alapvető geometriai koncepciót képvisel számos lapos egydimenziós modellben:

• repedés egyenes vonalú terjedése végtelen magasságú lineáris forrásból;
• repedés egyenes terjedése véges magasságú lineáris forrásból;
• sugárirányú szimmetrikus repedésterjedés pontforrásból.

Három alapkoncepció és azok módosításai elég jól leírják a hidraulikus repesztést a hagyományos olaj- és gázmezők tipikus kúttájolásaihoz, beleértve a függőleges vagy ferde fúrást és kútonként egy hidraulikus repesztést. Ezek a modellek nem veszítették el relevanciájukat, és gyorsaságuk miatt modern hidraulikus rétegrepesztési szimulátorokban használják, mind a törésről szóló elsődleges információk megszerzésére, mind a hidraulikus rétegrepesztési paraméterek optimalizálására.

Jelenleg azonban a hagyományos, könnyen visszanyerhető készletek kimerülése miatt kialakulnak a nem konvencionális lerakódások, amelyekre több jellemző összetett szerkezet olajat és gázt tartalmazó képződmények. Az ilyen tározó tározók megkülönböztető jellemzői az alacsony (sűrű homok) és az ultraalacsony (palagáz és olaj), vagy fordítva, a rendkívül magas (homokkő nehézolajjal) képződési áteresztőképesség, az elágazó törésrendszer jelenléte, amely tartalmazhat egy vagy több családba orientált különféle irányokbaés keresztezik egymást. Nagyon gyakran az ilyen nem hagyományos mezők fejlesztése gazdaságilag veszteségessé válik a termelés olyan intenzívebbé tétele nélkül, mint a hidraulikus rétegrepesztés. Ugyanakkor a hagyományos hidraulikus rétegrepesztési modellek nem írják le megfelelően ezeket a folyamatokat, új, kifinomultabb (modern, fejlett, továbbfejlesztett) modellekre van szükség.

4. Meg tudja-e oldani az IVT SB RAS a hidraulikus repesztési modellezés problémáját nem szokványos területeken?

A hidraulikus repesztés összetett technológia, és a teljes folyamat modelljének kidolgozása egyetlen intézet erején felül áll, ezért tudóscsoportok világszerte ennek a technológiának a különböző részeire koncentrálnak. Az IVT rendelkezik nagyszerű élmény a hidraulikus repedésterjedés kezdeti szakaszának modellezésében: kialakulásától több méteres méret eléréséig. Ebben a szakaszban, szemben a kialakult repedéssel, amelynek méretei már elérik a több száz métert, a görbület nagyon észrevehető és erősen befolyásolható, amit figyelembe kell venni.

Ezért a terjedési folyamat háromdimenziósságának figyelembe vétele szempontjából a modellek fejlesztésének irányát alakítjuk ki. A repedésfront terjedésének valósághű leírásához tetszőleges háromdimenziós esetben háromdimenziós kritériumot kell alkalmazni a repedésfront növekményének megállapítására és terjedési irányának megválasztására, figyelembe véve a vegyes terhelést minden esetben. három stressz mód. Között meglévő művek, dedikált 3D modellek terjedését, a repedésfront elhajlását csak a második módus határozza meg. Kétdimenziós lapos kritériumokat használnak. Egy új, teljesen háromdimenziós numerikus modellt építettünk fel és ellenőriztük a repedések terjedésének üregből komplex reológiájú befecskendezett folyadék nyomásának hatására, háromdimenziós terjedési kritériummal. Lehetővé tette a repedés alakulásának leírását a keletkezésétől a fő irány eléréséig, annak görbületét figyelembe véve.

Még egyet jellegzetes tulajdonsága Ennek a modellnek egyszerre kell figyelembe vennie magát a kutat és a kútból terjedő repedésben a folyadék áramlása által okozott változó terhelést. A 3D-s törésterjedés modellezési munkáinál jellemzően a kút nem szerepel a modellben. Legjobb esetben a repedésben kialakuló változó terhelést vesszük figyelembe, amelyet Newtoni folyadék pontszerű forrásból történő szivattyúzása okoz.

Azt is meg kell jegyezni technológiai fejlődés A nem szokványos tározók fejlesztése új hidraulikus repesztőfolyadékok és ezekhez különböző adalékanyagok (rost, pehely, stb.) tervezésével jár együtt, amelyek jelentősen megváltoztatják ezen folyadékok reológiai viselkedését. Például a szoros és ultratömör, nem hagyományos, magas agyagtartalmú tározók iránti növekvő érdeklődés olyan speciális készítmények kifejlesztéséhez vezetett, amelyek nagy gáz- és alacsony víztartalmúak. Ezek a folyadékok nem rontják a kőzet szűrési tulajdonságait, és nem okoznak fizikai pusztulást befecskendezve.

2016-ban megjelent monográfiánk az IVT SB RAS által kidolgozott repedésmodelleket foglalja össze. A WoS és a Scopus hivatkozási adatbázisaiban szereplő magas rangú folyóiratokban közzétett eredményeket tartalmazza, mint például az „Engineering Fracture Mechanics”, „International Journal of Fracture” és mások.

5. Miért van szükség módosított modellre?

Az, hogy a kialakult repedés hogyan fog elhelyezkedni, többé-kevésbé ismert. Létezik egy előnyös törési sík kifejezés – a repedés előnyös terjedésének síkja. Ha ismertek a kőzetet összenyomó feszültségek (erők) és azok irányai (meghatározásuk is probléma, ezzel foglalkoznak a geofizikusok), akkor ezt a síkot nem nehéz meghatározni. IN modern modellek a szimulátorok pedig a repedés konfigurációjára összpontosítanak ezen a síkon. Ha egy repedés éppen kiindul egy kútból, akkor annak helyzetét és irányát nemcsak a kőzet feszültségei befolyásolják, hanem a kút, a burkolat és a perforációk (a kőzetben lévő lyukak), azok alakja és mérete is. És a repedés iránya a folyamat elején nem mindig esik egybe azzal a síkkal, amelyben a kialakult repedés fog feküdni. Elkerülhetetlenül fellép a repedés görbülete, amely során a repedés becsípődik. Az ilyen becsípődés nemcsak a támasztóanyag elakadásához vezethet, hanem jelentős nyomásesést is okozhat a kútnál. Most a szimulátorokban ezt a nyomásesést empirikus együtthatóval - a bőrtényezővel - veszik figyelembe, és nem túl sikeresen. Modellünk lehetővé teszi ennek a hatásnak a pontosabb előrejelzését és leírását.

6. Használható-e közvetlenül a szántóföldön a módosított hidraulikus rétegrepesztési modell?

Az IVT kezdetben nem az ismert modellek megvalósítására és a technológiák fejlesztésére, hanem azok létrehozására koncentrált. tudományos alapok. Az ilyen alapítványok azonban közvetlen gyakorlati alkalmazása. Például a hidraulikus repesztési folyamat elején nagyobb nyomásra van szükség a törés elindításához, mint annak fenntartásához. Ennek a nyomásnak a meghatározása pedig nem mindig egyszerű, és ettől függ a szükséges felszerelés mennyisége és típusa. A világirodalom hozzávetőlegesen mutatja be elemző értékelések, történtek számítási kísérletek, de nem sikerült végleges megoldást találni a problémára. Kidolgoztuk a repedés keletkezésének modelljét, amely (a modell) a kőzet konfigurációja és feszültségei alapján megjósolja a repedési nyomást, a keletkező repedés típusát és orientációját.

Ez a modell közvetlenül nem alkalmazható terepen. A számítás és a beállítás eltart egy ideig. Ezenkívül szükséges a feszültségek irányainak, értékeinek és a perforálási irányok pontos ismerete. Általában ez az információ nem áll rendelkezésre, mivel a mérési pontosság nem mindig elegendő magas költség a kőzetben nem minden feszültséget mérnek, a perforációk iránya nem határozható meg pontosan, mivel a burkolat rögzítésének helyétől több kilométer van a perforációkhoz.

De a modell meg tudja mondani, hogy a sikertelen hidraulikus rétegrepesztés, a hosszanti repedés kialakulása (ami nemkívánatos a többlépcsős hidraulikus rétegrepesztésnél) és a nyomásintervallumok szempontjából melyik kúttájolás a legveszélyesebb. szükséges a hidraulikus repesztés megkezdéséhez. Például Schlumberger felkérésére végeztünk egy ilyen vizsgálatot egy ománi mezőre, amely több mint négy kilométeres mélységben található, és nemcsak függőleges, hanem vízszintes irányban is erősen összenyomott, ezért fele volt a sikeres hidraulikus repesztési kísérlet.

7. Mi a hidraulikus rétegrepesztés jövője az „új olaj” kontextusában?

A hagyományos olaj- és gázkészletek jelenlegi állapotát a „kimerülés” szóval jellemezhetjük. Egyre nagyobb mennyiséget állítanak elő nem hagyományos, nehezen visszanyerhető tározókból. Ilyenek például az úgynevezett „palaolaj”, vagy helyesen élve „alacsony áteresztőképességű tározók olaja” hordozói az USA-ban és Kanadában, vagy a Bazhenov formáció Oroszországban. Ez utóbbi, bár hatalmas tartalékokkal rendelkezik, sokkal nehezebben fejleszthető. A kőzet nemcsak a hagyományos tározókhoz képest, hanem az amerikai kontinensen népszerű „palákkal” is számos tulajdonsággal rendelkezik. Először is, az áteresztőképesség és a porozitás százszoros, illetve tízszeres. Vagyis kevesebb olajat tartalmaz, és kevésbé jól költözik a kútra. Az ilyen kőzetekből nem lehet olajat előállítani hidraulikus rétegrepesztés nélkül.

Másodszor, az ilyen típusú kőzeteket erős rétegzettség és plaszticitás, vagy inkább folyékonyság, valamint nagy pórusnyomás jellemzi, ami megnehezíti mind a hidraulikus rétegrepesztést, mind annak modellezését. Ez utóbbi szempontjából a repedés továbbterjedésének leírásánál a feszültségek, anyagi, képlékeny hatások anizotrópiáját, valamint a repedés támasztóanyagra való rátelepedésekor az alakváltozások nemlinearitását is figyelembe kell venni. Megjegyzem, a hidraulikus rétegrepesztés mellett ennek a formációnak a fejlesztése számos tudományos és technológiai probléma megoldását igényli, amelyeken a tudósok a Szkolkovói és a Moszkvai Állami Egyetemen, Szentpéterváron és Novoszibirszkben dolgoznak.