Добрый день!
Хотел написать комментарий к статье skif-99 "Гидроразрыв пласта шагает по планете. Дошагал до Саратова". https://aftershock.news/?q=node/683888, но получилось слишком длинно.
В общем попытался кратко рассмотреть из чего же состоит жидкость на водной основе для производства ГРП. Отмечу что нижеописанный состав жидкости применяется для Краснодарского и Ставропольского края.
Для начала определимся для чего нужна эта самая жидкость. А нужна она для:
- инициирования и развития трещины;
- транспортировки проппанта по трубам и трещине.
Проппант (от англ. propping agent — «расклинивающий агент») — гранулообразный материал, который используется в нефтедобывающей промышленности для повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидроразрыва пласта (ГРП). Служит для закрепления (предупреждения смыкания под действием горного давления) трещин, создаваемых в ходе ГРП. Представляет собой гранулы сходного размера.
Размер (фракция) определяется в МЕШах – это количество ячеек в сите на 1 дюйм.
т.о. размер проппанта фракции 12/18 говорит нам о том, что проппант проходит через сито с 12 ячейками на 1 дюйм и задерживается на сите с 18 ячейками на 1 дюйм.
Также есть и требования к самой жидкости ГРП:
- совместимость с пластовой жидкостью
- низкие потери давления на трение
- достаточная вязкость (геометрия трещины, транспортировка проппанта)
- низкая фильтрация в пласт
- стабильность
- контролируемый распад с минимум остатков
Полимерные гели на водной основе бывают 2х видов: линейные и сшитые.
Итак, гель на водной основе состоит из самой воды (основная и подавляющая часть всей жидкости), гелеобразователя, сшивателя, стабилизатора глин, деэмульгатора и брейкера.
Гелеобразователь
Гуар, или Циамопсис четырехкрыльниковый, или Гороховое дерево (лат. Cyamopsis tetragonoloba) — вид травянистых растений семейства Бобовые (Fabaceae). Однолетняя зернобобовая культура и источник гуаровой камеди, используемой в косметике, парфюмерии и пищевой промышленности.
Гуар – длинноцепочная молекула, состоящая из маннозы, сахарозы и галактозы, называемыми полисахаридами. При контакте с водой гуар гидротируется водой, образуя гель (линейный гель).
Сшиватель
Сшиватели служат для увеличения эффективного молекулярного веса жидкости путем связывания полимерных цепей, что выражается в значительном повышении вязкости при относительно небольшой концентрации полимера.
Боратный сшиватель – предназначен для сшивки полисахаридного геля на водной основе и представляет собой раствор боратов в многоатомных спиртах.
Брейкер
Служит разрушителем сшитого геля. Пероксодисульфа́т аммо́ния (персульфат аммония, надсернокислый аммоний) — аммонийная соль пероксодисерной кислоты с формулой (NH4)2S2O8 (по номенклатуре ИЮПАК (NH4)2S2O6(O2)), бесцветные моноклинные кристаллы, хорошо растворимые в воде. В пищевой промышленности известен как пищевая добавка Е923. Является сильным окислителем, в присутствии воды разлагается с выделением кислорода и озона.
Стабилизатор глин
WCS – 100 - жидкий заменитель KCL – сильноконцентрированный жидкий заменитель хлорида калия. В отличие от других заменителей КСl, WCS – 100 характеризуется крайне низкой токсичностью и не содержит ПАВ. Продукция по степени воздействия на организм человека относится к умеренно опасным веществам (3 класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76).
Деэмульгатор
Деэмульгатор, предназначенный для использования в растворах на нефтяных месторождениях. Обеспечивает разрушение эмульсий с получением чистой водяной фазы. В случае ГРП – предотвращение образования устойчивых эмульсий жидкости ГРП и пластовой жидкости.
Концентрации вышеописанных компонентов на 1мᶾ воды:
Гелеобразователь – 3,0-4,5 кг/м³
Деэмульгатор – 2,0-3,0 л/м³
Стабилизатор глин – 1,5 л/м³
Сшиватель – 2,5-3,0 л/м³
Брейкер – 0,2-0,4 кг/м³
Объем воды закачиваемой в 1 скважину в среднем составляет 200мᶾ. Умножаем все компоненты на 200 и получим:
Гелеобразователь – 600-900 кг
Деэмульгатор – 400-600 л
Стабилизатор глин – 300 л
Сшиватель – 500-600 л
Брейкер – 40-80 кг
Комментарии
Уважаемый автор, Вы все очень точно и правильно описали.... Но широкая публика в эти тонкости входить не будет, ей надо более доступно излагать...
Небольшое уточнение: у нас под словом проппант имеют в виду именно силикагелевые шарики, а в США - и шарики, и крупнозернистый песок. Проппант - в переводе на русский означает "расклинивающий агент" независимо от его формы и состава.
Спасибо, в принципе не расчитывал на широкое обсуждение. Хотел написать комментарий, кратко не получилось, решил запилить статью. Это наверное даже больше для себя.
Принято.
Спасибо Вам. Тут дело в том, что народ на сайте многократно кормили статьями каки Амерцы или Поляки или еще много кто дураки, что используют гидроразрыв и убивают экологию. А тут оказалось, что наши тоже используют. Получился некоторый диссонанс.Получается, что либо у них не все так плохо, как мы говорим, либо у нас не все так хорошо, как мы пытаемся представить.
Да не просто используют, а с 1960 года... Я в 1975 г. проводил два ГРП.
Но разница в масштабах. Как-то считал, в 2010 г. на ГРП в США было использовано 47 млн кубов песка. А сейчас эта цифра выросла в 10-20 раз. Соответственно и объем химикатов доходит до 2 т на операцию....
Понятно, но почему амеры используют именно песок и вредные химикаты, а не то соединение, про которое написал автор.
Химикакты там почти те же, объемы их намного больше. Правда, американцы еще пускают впереди порцию соляной кислоты для очистки приствольной зоны, но она быстро нейтрализуется в пласте.
В Татарии кислоту тоже используют, даже пробовали эксперимент с 1000 м3 кислоты, утекла в пласт как в унитаз....
Это они зря.... Вреда особого не будет, но и толку никакого....
Ага, убедились:)
Надо затраты на операцию провести за счет "рационализаторов".... Чтобы неповадно было.
То есть по большому счету у нас сие явление не распространено в силу неисчерпанности традиционных источников? А так если будет выгодно, то и масштабы подтянутся?
Да, нам пока нет нужды форсировать доычу трудноизвлекаемых запасов. Но. справедливости ради, скажу. что таких сланцевых залежей,как в США, в России нет.
Не скажите, Александр. В таких масштабах, конечно, пока нет. Но в районах зрелых месторождений с падающей добычей, например, очень даже. Чтобы существующую инфраструктуру загрузить.
Автору спасибо за статью!
Я именно о масштабах и говорю. А небольшие залежи есть, очень перспективны в этом плане ачимовская свита в Сибири.
А так же в силу того что на наших пластах с хорошей пористостью и проницаемостью арсенал возможных методов повышения нефтеотдачи пластов намного выше. Ту же сшитую полимерную систему можно закачать в пласт или всякие отходы производств типа силор (на стройках ею бетон и кладку гидрофобизируют).
Пластовые условия разные и компоненты разные, но и у них полагаю не всё так ужасно как РТ описывает.
Верно. Там шум был потому, что им разрешили не раскрывать состав стоков. которые качают под землю. Так, конечно, нельзя. Но если раскрыть и все объяснить - народ поймет.
Осмелюсь провести аналогию с прилагаемыми к лекарствам инструкции. У нас это очень подробная бумажечка . Читаешь её и возникает иллюзия контролируемости своих проблем со здоровьем.
Пишут ,что в США вообще не принято расшифровывать состав и действие выписанных доктором лекарств. Жри что дают и не задавай вопросов.
Оно конечно здорово и удобно, когда пациент не задает назойливых глупых вопросов и (иногда) не уличает доктора в обшибках. Но, с другой стороны...
Дело не в иллюзиях. Но реально качать под землю неизвестно что и сколько хочу нельзя. Ибо когда оно вылезет наверх (а такое изредка случается) ущерб оказывается огромным, а виноватых уже нет. Государство отдувается.
Был я в Пенсильвании на заводе по очистке подземных вод. Еще на заре прошлого века химики сливали в поглощающие пласты свои отходы, производные фенола, бензола и т.п. Через 80 лет, когда стали покупать землю, выяснилось. что воду там пить нельзя. Владельцы подали в суд и пришлось строить этот завод. Он рассчитан на длительную работу....
О чём и речь: в США надеются на компетентного доктора который знает как лучше и не лезь. А жизнь показывает что в условиях закрытости информации о сущности проводимых мероприятий - для "доктора" главное это ускорить личное обогащение. Минимум препятствий к злоупотреблениям, если известно, что они всплывут лет через 50-80...
Доктор все же работает за зарплату.... А компании - за прибыль. Сегодняшнюю прибыль.
Пеши исчо!!!)))
Как в итоге эта гнусная смесь влияет на состав воды в скважинах?
На состав воды в скважинах никак не влияет. И почему гнусная? 2 компонента из этой смеси вы даже периодически употребляете в пищу.
Где главный ВЫВОД?
Как в дальнейшем вся эта технология повлияет на экологию?
Не влияет. Т.к. потом все что закачали в скважину отбирается обратно и идет на пункты накопления нефти где нефть отделяется от пластовой воды и соответстенно от жидкости ГРП, которая уже перемешалась с пластовой водой и в которой концентрация химических реагентов ничтожна мала. Потом отделённая вода утилизируется путем закачки в скважины ППД.
В тему:
https://www.google.by/amp/belchemoil.by/stati/ekonomika/eksportnyj-poten...
Эти товарищи у нас и работают.
Я потому и кинул ссылку, там прошлогодние объёмы работ расписаны:
Вы не знаете в этом году объёмы такие же? Читал свежую статью что по сравнению с тем годом значительно нарастили объёмы на Украине.
По Украине незнаю. А КК и СК несколько больше чем в прошлом году. Пока тенденция на увеличение по СК в связи с бурением новых скважин и забуркой боковых стволов в старых.
Те то что закачивают наши сейчас и то что закачивают в сланцы в СШП отличается?
Конкретно не скажу но отличия есть, все зависит от внутрискважинных условий. Также отличаются концентрации химических реагентов. Плюс ко всему объемы закачки в США в разы больше чем у нас в России. Но и у нас от региона к региону рецептуры жидкостей ГРП меняются (опять же состав жидкости и концентрация хим.реагентов зависит от внутрискважинных условий). Помимо гелей на водной основе есть гели на нефтяной основе а также кислотные композиции.
да нет же, см. начало дискуссии
просто в СШП применяют то, что у нас иногда зовётся МГРП - массированный ГРП, когда качается сразу МНОГО и БЫСТРО, либо многостадийный ГРП, когда качается тоже много, но а несколько приёмов, с промежуточным контролем результатов
Боюсь сейчас от видения ГРП как" абсолютного зла" многие не причастные придут к принятию как "абсолютное добро". Нет, ГРП не "абсолютное добро"несёт риски и вредит экологии и это связано с большим давлением при закачке , ошибки геофизиков и геологов а также недостаточная изученность пластовых условий в сочетании с раздолбайством и авантюризмом могут приводить к тому что давление например прорвёт породу-покрышку разделяющую нефтеносный пласт от водоносных сверху и тогда может пойти и в артезианские скважины и в речки и в родники сольвода со всякой какой.Ну и разрушение монолитности пород может вызывать тектонические движение (бывает потряхивает) .
Здесь я с Вами несоглашусь, если трещина уйдет в вышележащий водоносный горизонт, то в скважине будет 100% вода, которая вымоет всю закачанную нами жидкость, плюс ко всему артезианские воды где-то до 500 метров (зависит от региона), а ГРП делают в скважинах глубиной свыше 1000 м т.к. считается что трещина при глубинах менее 1000 будет идти горизонтально, что ненужно. Сомнительно что гель дойдет до артезианских вод и тем более до грунтовых, по вертикали ему нужно преодолеть более 500 м разнообразных пород. Единственное когда жидкость ГРП межет попасть на поверхность за пределами скважины это большие давления и плохо зацементированный ствол скважины, тогда могут возникнуть т.н. грифоны на поверхности и да гель может попасть в артезианские воды. Но еще на стадии разработки дизайна обязательно смотрят на состояние заколонного камня по АКЦ и в случае отсутствия сцепления колонна-камень и камень-порода ГРП не проводят.
Считаю что заколонную циркуляцию исключить легче чем то что я описал, гель не дойдёт а нагнетаемая ППД вода в которой чего только нет доходит. И даже не то что при ГРП а просто решили у нас одно время давление ППД поднять (поздний СССР вроде или начало капитализма) и как попёрли новые родники массово и сольвода в колодцы деревенские.
С ППД и у нас было, в подвалах и луга заливали.
Я, возможно, что-то путаю - но, насколько я помню/понимаю, далее вода при обработке диспергируется в нефть для обессоливания. Т.е. одним из первых этапов усложняются последующие?
В нашем случае деэмульгатор нужен для предотвращения образования устойчивых эмульсий между жидкостью ГРП и нефтью.
Понял, спасибо.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.