De ce nisipul de fracturare este atât de popular în industria petrolului
De ce le place americanilor să folosească atât de mult nisip de siliciu în câmpul de petrol și gaze? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să înțelegeți fracturarea.
În domeniul petrolier, fracturarea se referă la tehnologia de utilizare a forței hidraulice pentru a forma fisuri în rezervoarele de petrol și gaze în timpul producției de petrol sau gaze, cunoscută și sub denumirea de fracturare hidraulică.
Tehnologia de fracturare hidraulică se referă la pomparea fluidului de fracturare în puțul de petrol sub presiune ridicată pentru a genera presiune înaltă în fundul puțului. Când presiunea este suficientă pentru a fractura roca, se vor forma fisuri în formațiune și se vor extinde înainte într-un anumit spațiu. Pentru a menține fisurile deschise, fisurile trebuie umplute cu substanțe de susținere fluide de fracturare după fracturare. După livrarea agentului de susținere, vâscozitatea fluidului de fracturare scade și revine, producând astfel fisuri cu conductivitate puternică.
În prezent, agenții de susținere pentru fracturarea petrolului utilizați în lume pot fi împărțiți în 3 tipuri: nisip de fracturare silicios,substanțe de susținere ceramsiteși elemente de susținere acoperite.
În ultimii ani, odată cu scăderea continuă a prețurilor petrolului și gazelor, reducerea costurilor și îmbunătățirea eficienței au devenit tema principală a dezvoltării petrolului și gazelor. Pe lângă creșterea vitezei de foraj și a eficienței, America de Nord a luat în considerare în mod cuprinzător costurile de fracturare și efectele economice, a redus semnificativ cantitatea de ceramsit și a redus costul materialelor de fracturare. Agenții de susținere cu nisip de fracturare au dominat aplicația.
Conținutul de SiO2 din nisipul de cuarț este strâns legat de dimensiunea particulelor nisipului de cuarț. În general, cu cât dimensiunea particulelor este mai mare, cu atât este mai mare conținutul de SiO2. Conținutul de SiO2 al nisipului de siliciu folosit ca agent de susținere este în general de aproximativ 80%, în timp ce unele nisipuri de siliciu de înaltă calitate au un conținut de SiO2 de până la 98%.
Datorită diferitelor utilizări, conținutul de SiO2 din nisipul de fracturare nu este factorul principal. Deci, cum să alegeți un nisip de fracturare bun? Iată 6 sfaturi la care să fii atent.
Cum să alegeți nisipul de fracturare potrivit
1. Sfericitate și rotunjime
Sfericitatea se referă la gradul în care elementul de sprijin care se fracturează (nisipul de fracturare) este aproape de o sferă. Rotunjimea se referă la „rotunzimea” particulelor de nisip care se fracturează. Cu cât o particulă de nisip care se fracturează are mai multe margini și colțuri, cu atât rotunjimea este mai proastă; invers, cu cât marginile și colțurile sunt mai netede, cu atât rotunjimea este mai bună. Particulele rotunde de dimensiuni similare pot asigura consistența permeabilității, oferind astfel o mai mare conductivitate la rupere.
Sfericitatea și rotunjimea nisipului natural de fracturare nu trebuie să fie mai mici sau egale cu 0.6. În testarea efectivă, diagrama sfericității și rotunjimii suportului sunt utilizate pentru a testa sfericitatea și rotunjimea suportului.
2. Solubilitatea acidului
Solubilitatea acidă se referă la proporția din masa agentului de susținere dizolvat în soluția acidă.
Rezistența la acid este un indicator important al agentului de susținere la fracturare. Agenții de susținere cu rezistență bună la acid pot lucra în formațiuni acide pentru o lungă perioadă de timp și pot menține o conductivitate bună. Este demn de remarcat faptul că standardele de solubilitate a acidului pentru nisipul de fracturare și agenții de susținere a ceramicii sunt aceleași.
3. Turbiditate
Turbiditatea agentului de susținere se referă la turbiditatea lichidului după adăugarea unei anumite mase de agent de susținere la un volum specificat de apă distilată,
scuturându-l bine și lăsându-l pentru o anumită perioadă de timp. Unitatea este FTU.
Turbiditatea descrie netezimea suprafeței suportului. Conform standardului, turbiditatea nisipului fracționat ar trebui să fie mai mică sau egală cu 100 FTU. Acest lucru poate fi rezolvat prin spălare în timpul procesării.
4. Rezistenta la compresiune
Rezistența la zdrobire este rata de strivire determinată prin testarea la presiune a unei anumite cantități de agent de susținere de nisip fracționat la presiunea nominală. Principalii factori care afectează viteza de zdrobire sunt rotunjimea, sfericitatea, finisajul suprafeței, microstructura etc.
Rata de zdrobire a agentului de susținere a nisipului fracționat afectează conductivitatea fracturii. Institutul American de Petrol (API) necesită nisip fracturat pentru a rezista la presiuni de 4,000–6,000 psi.
5. Dimensiunea
Mărimea agentului de susținere a nisipului de fracturare este legată de vâscozitatea sistemului de fluid și de capacitatea acestuia de a transporta nisip în fractură. Gama de mărimi a suportului de susținere este foarte importantă. Dimensiunile obișnuite ale suportului de nisip fracționar sunt de obicei între 20 – 140 ochiuri (106 μm – 850 μm), cum ar fi 20 – 40 ochiuri (420 μm – 840 μm), 40 – 70 ochiuri (212 μm – 420 μm) sau 70 -140 ochiuri (12}} μm (120 μm) ).
Sunt selectate diferite specificații în funcție de adâncimea puțului. 1 plasă se referă la numărul de goluri de pe ecran pe inch pătrat. Cu cât numărul de plasă este mai mare, cu atât dimensiunea particulelor care poate trece prin ecran este mai mică.
6. Densitatea de susținere
Densitatea agentului de susținere de nisip fracționat este masa agentului de susținere pe unitate de volum (g/cm³), care descrie densitatea totală a acumulării agentului de susținere. Principalii factori care afectează densitatea sunt rotunjimea, sfericitatea, finisajul suprafeței etc. Densitatea scăzută a nisipului de fracție petrolieră face ușor pomparea în puț; densitatea mare face dificilă suspendarea în fluidul de fracturare și umplerea fisurilor.