Dlaczego piasek szczelinujący jest tak popularny w przemyśle naftowym
Dlaczego Amerykanie lubią używać tak dużo piasku krzemionkowego w złożach ropy naftowej i gazu? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz zrozumieć szczelinowanie.
W przemyśle naftowym szczelinowanie oznacza technologię wykorzystującą siłę hydrauliczną do tworzenia pęknięć w złożach ropy naftowej i gazu podczas ich wydobywania, znaną również jako szczelinowanie hydrauliczne.
Technologia szczelinowania hydraulicznego polega na pompowaniu płynu szczelinującego do odwiertu naftowego pod wysokim ciśnieniem w celu wytworzenia wysokiego ciśnienia na dnie odwiertu. Gdy ciśnienie jest wystarczające do pęknięcia skały, w formacji tworzą się pęknięcia, które rozszerzają się do przodu do określonej przestrzeni. Aby utrzymać pęknięcia otwarte, pęknięcia muszą zostać wypełnione materiałem podsadzkowym płynu szczelinującego po szczelinowaniu. Po dostarczeniu materiału podsadzkowego lepkość płynu szczelinującego spada i wypływa z powrotem, tworząc w ten sposób pęknięcia o dużej przewodności.
Obecnie na świecie stosuje się materiały podsadzkowe do szczelinowania ropy naftowej, które można podzielić na 3 rodzaje: piasek krzemionkowy do szczelinowania,podsadzki keramzytowei powlekane materiały podsadzkowe.
W ostatnich latach, wraz z ciągłym spadkiem cen ropy naftowej i gazu, redukcja kosztów i poprawa wydajności stały się głównymi tematami rozwoju ropy naftowej i gazu. Oprócz zwiększenia szybkości i wydajności wiercenia, Ameryka Północna kompleksowo rozważyła koszty szczelinowania i skutki ekonomiczne, znacznie zmniejszyła ilość ceramsitu i obniżyła koszt materiałów szczelinujących. W zastosowaniu dominują materiały podsadzkowe z piasku szczelinującego.
Zawartość SiO2 w piasku kwarcowym jest ściśle związana z wielkością cząstek piasku kwarcowego. Generalnie, im większy rozmiar cząstek, tym wyższa zawartość SiO2. Zawartość SiO2 w piasku krzemionkowym używanym jako materiał podsadzkowy wynosi zazwyczaj około 80%, podczas gdy niektóre wysokiej jakości piaski krzemionkowe mają zawartość SiO2 do 98%.
Ze względu na różne zastosowania, zawartość SiO2 w piasku szczelinującym nie jest głównym czynnikiem. Jak więc wybrać dobry piasek szczelinujący? Oto 6 wskazówek, na które należy zwrócić uwagę.
Jak wybrać odpowiedni piasek szczelinujący
1. Kulistość i okrągłość
Sferyczność odnosi się do stopnia, w jakim materiał podsadzkowy do szczelinowania (piasek szczelinujący) jest zbliżony do kuli. Okrągłość odnosi się do „okrągłości” cząstek piasku szczelinującego. Im więcej krawędzi i narożników ma cząstka piasku szczelinującego, tym gorsza jest okrągłość; odwrotnie, im gładsze krawędzie i narożniki, tym lepsza okrągłość. Okrągłe cząstki o podobnej wielkości mogą zapewnić spójność przepuszczalności, zapewniając tym samym większą przewodność szczelinowania.
Kulistość i okrągłość naturalnego piasku szczelinującego nie powinny być mniejsze lub równe 0.6. Podczas rzeczywistych testów do testowania kulistości i okrągłości materiału podsadzkowego wykorzystuje się wykres kulistości i okrągłości materiału podsadzkowego.
2. Rozpuszczalność w kwasach
Rozpuszczalność w kwasie odnosi się do proporcji masy rozpuszczonego materiału podsadzkowego w roztworze kwasu.
Odporność na kwasy jest ważnym wskaźnikiem proppantu szczelinującego. Proppanty o dobrej odporności na kwasy mogą pracować w kwaśnych formacjach przez długi czas i utrzymywać dobrą przewodność. Warto zauważyć, że normy rozpuszczalności kwasu dla proppantów z piasku szczelinującego i ceramsitu są takie same.
3. Mętność
Mętność materiału podsadzkowego odnosi się do mętności cieczy po dodaniu określonej masy materiału podsadzkowego do określonej objętości wody destylowanej,
dobrze wstrząsając i pozostawiając na pewien okres czasu. Jednostką jest FTU.
Mętność opisuje gładkość powierzchni podsadzki. Zgodnie z normą mętność piasku szczelinującego powinna być mniejsza lub równa 100 FTU. Można to rozwiązać poprzez mycie podczas przetwarzania.
4. Odporność na ściskanie
Odporność na zgniatanie to szybkość kruszenia określana poprzez testowanie ciśnieniowe określonej ilości materiału podsadzkowego do szczelinowania przy ciśnieniu znamionowym. Głównymi czynnikami wpływającymi na szybkość kruszenia są okrągłość, kulistość, wykończenie powierzchni, mikrostruktura itp.
Szybkość kruszenia materiału podsadzkowego piasku szczelinowego wpływa na przewodność szczeliny. Amerykański Instytut Naftowy (API) wymaga, aby piasek szczelinowy wytrzymywał ciśnienie 4,000–6,000 psi.
5. Rozmiar
Wielkość materiału podsadzkowego piasku szczelinowego jest związana z lepkością układu płynów i jego zdolnością do transportu piasku do szczeliny. Zakres wielkości materiału podsadzkowego jest bardzo ważny. Typowe rozmiary materiału podsadzkowego piasku szczelinowego wynoszą zazwyczaj od 20 do 140 oczek (106 μm – 850 μm), na przykład 20 – 40 oczek (420 μm – 840 μm), 40 – 70 oczek (212 μm – 420 μm) lub 70 -140 oczek (106 μm – 212 μm).
Różne specyfikacje są wybierane w zależności od głębokości odwiertu. 1 oczko odnosi się do liczby szczelin na sicie na cal kwadratowy. Im wyższa liczba oczek, tym mniejszy rozmiar cząstek może przejść przez sito.
6. Gęstość materiału podporowego
Gęstość proppantu z piasku szczelinującego to masa proppantu na jednostkę objętości (g/cm³), która opisuje całkowitą gęstość akumulacji proppantu. Głównymi czynnikami wpływającymi na gęstość są okrągłość, kulistość, wykończenie powierzchni itp. Niska gęstość piasku szczelinującego naftowego ułatwia pompowanie go do odwiertu; wysoka gęstość utrudnia jego zawieszenie w płynie szczelinującym i wypełnienie pęknięć.