Weatherford. Отчет по стажировке в стационарной лаборатории

1.

WEATHERFORD
ОТЧЕТ ПО СТАЖИРОВКЕ
В СТАЦИОНАРНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Рябцев Артем
Младший Инженер
11.02.2024
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

2. СОДЕРЖАНИЕ

2
WEATHERFORD
СОДЕРЖАНИЕ
1.
2.
3.
4.
Цели и Задачи
Техника безопасности
Оборудование и реагенты
Технология проведения работ
a) Вода
b) Линейный гель
c) Сшитый гель
d) Проппант
5. Выводы
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

3. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

WEATHERFORD
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Назад к содержани
3
Цель:
Ознакомление и практика в
создании и анализе воды,
линейных и сшитых гелей, а
также проппанта
Задачи:
– Изучить технику безопасности по
работе в лаборатории
– Ознакомиться с необходимыми для
работы реагентами и оборудованием
– Ознакомление с технологией
проведения анализа воды, создания и
анализа линейных и сшитых гелей,
анализа проппанта
– Применение на практике полученных
знаний
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

4.

4
WEATHERFORD
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Назад к содержани
Лаборатория – место, где проводится
работа с различными реагентами и
оборудованием, и если не знать правил
безопасного использования, можно
причинить вред здоровью, окружающей
среде и др.
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

5. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА

WEATHERFORD
5
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА
Сотрудники лаборатории должны
знать ПТМ, расположение средств
пожаротушения, а также правила
оказания первой помощи
При работе необходимо использовать СИЗ:
– Защитная спецодежда
– Обувь с металлическим носком
– Каска
– Защитные очки
– Перчатки
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

6.

6
WEATHERFORD
ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАГЕНТЫ
Знания правильной эксплуатации
оборудования обеспечивает вашу
безопасность и достоверность
результатов
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

7.

7
WEATHERFORD
Перед началом работы важно прогреть и откалибровать
оборудование. Также важно убедиться, что не истекли сроки
поверки оборудования и сроки годности реагентов
Оборудование и реагенты лаборатории ГРП:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Вискозиметр
Аналитические и технические весы
Водяная баня и Сушильный шкаф
Набор лабораторной посуды
рН-метр
Набор ареометров
Hach kit’s
Кондуктометр
9. Добавки для подбора рецептуры геля
10. Перемешивающее устройство
11. Реометры
12. Термометр
13. Гидравлический пресс
14. Вибрационный ситовой грохот
15. Электронный микроскоп
16. Фильтр пресс высокого давления
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

8. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
Вискозиметр
8
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Технические весы
Определяет показатели
Определяет массу тел
образцов больших
вязкости вещества, а также
объемов, чем
определяет температурный
аналитические весы.
режим
Наибольший предел
взвешивания составляет
6100 г
Аналитические весы
Определяет массу тел
образцов небольших
объемов с высокой
точностью. Предел
взвешивания составляет
от 10 мг до 220 г
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

9. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
9
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Водяная баня
Равномерно нагревает
образцы и поддерживает
заданный температурный
режима за счет нагревания
находящейся внутри
жидкости
Сушильный шкаф
Равномерно нагревает
образцы и поддерживает
заданный температурный
режима сухим способом
Набор лабораторной посуды
Емкости, не
подвергающиеся
химическому воздействию
реагентов, необходимые
для проведения испытаний
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

10. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
10
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
pH-метр
Определяет уровень рН
среды, а также определяет
температурный режим
Набор ареометров
Позволяет определить
плотность жидкости, в
которую погружается
Hach kit’s
Набор реагентов и устройств,
которые позволяют провести
необходимый для ГРП
химический анализ воды
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

11. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
11
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Кондуктометр
Определяет показатели
минерализации воды
Перемешивающее устройство
Необходимо для создания
линейных, сшитых систем,
замешивания систем с
пропантом
Добавки для подбора
рецептуры геля
Необходимы для создания
различных гелей в
зависимости от рецептуры
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

12. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
12
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Реометр
Измеряет вязкость жидкости для
определения её удерживающей
способности, а также времени
распада. Работает под
давлением для создания
температурного режима,
приближенного к пластовым
условиям
Термометр
Определяет температуру
вещества, в которое
погружен
Гидравлический пресс
Определяет сопротивление
проппанта раздавливанию
при различных давлениях
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

13. ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ

WEATHERFORD
13
ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
Вибрационный ситовый грохот
Электронный микроскоп
Просеивает проппант через Определят сферичность и
округлость образцов
систему сит заданное
проппанта
количество времени
Фильтр-пресс высокого
давления
Определяет фильтрующие
свойства жидкости ГРП
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

14.

14
WEATHERFORD
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ
Чтобы получать реальные результаты
испытаний, необходимо строго
соблюдать правила анализа продукции,
а также технологию создания гелей
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

15.

15
WEATHERFORD
ВОДА
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

16. ВОДА

WEATHERFORD
16
ВОДА
Анализ источника
Контроль качества воды для приготовления
воды
жидкостей ГРП очень важен, так как качество таких
Проводится для
жидкостей напрямую зависит от качества
определения
исходной воды. Контроль осуществляется
количественных
заполнением формы QA&QC.
показателей
компонентов,
Основа стандартов Weatherford для ГРП:
способных изменить
– API 39 (1983)
свойства жидкости
– THK – BP (2012)
гидроразрыва.
– Технические задания заказчика
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

17. QA&QC

WEATHERFORD
17
QA&QC
Результатом анализа воды, гелей и проппанта является
форма QA&QC. Для начала необходимо заполнить
общую информацию в шапке о скважине, на которой
будет осуществляться ГРП (номер скважины, куст,
зона, месторождение, пласт, дата)
Здесь представлена часть формы для анализа воды,
наглядно можно увидеть поля, необходимые для
заполнения
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

18. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СВОЙСТВ ВОДЫ

18
WEATHERFORD
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СВОЙСТВ ВОДЫ
Физические свойства
– Плотность – 990-1002 кг/м³
– Температура, измерения
проводятся при 25-30 °С
– Концентрация дисперсных
частиц (мутность) – при
столбе жидкости 15 см
должен быть виден шрифт
10-12
Химические свойства
– Минерализация <1000 мг/л
– Значение рН от 4 до 8
Ионный состав:
– Гидрокарбонаты (НСО₃⁻)
<600мг/л
– Жесткость (Ca²⁺; Mg²⁺)
<500мг/л
– Хлориды (Cl⁻) <1000мг/л
– Двухвалентное железо (Fe²⁺)
<8 мг/л
– Общее железо (Fe³⁺+ Fe²⁺) <10
мг/л
– Сульфат (SO₄²⁻) <200мг/л
Биологические свойства
– Содержание бактерий и
энзимов – снижение вязкости
не более чем на 2 сП за 2 часа
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

19. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ВОДЫ

19
WEATHERFORD
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ВОДЫ
Проведем демонстрационный анализ на
примере трубопроводной воды
Измерения будут проводиться с
использованием необходимых СИЗ на
откалиброванных приборах с не истекшим
сроком поверки и с пригодными для
использования реагентами. Это необходимо
проверять перед тем, как приступать к
измерениям*
Наполним химический стакан водой, нам хватит
порядка 400-500 мл воды. Если температура НЕ
соответствует норме (25-30 °С), подогреем ее в
стеклянном химическом стакане в сушильном
шкафу или на водяной бане
*(далее во всех опытах приняты те же условия).
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

20. УРОВЕНЬ рН и ТЕМПЕРАТУРА

20
WEATHERFORD
УРОВЕНЬ рН и ТЕМПЕРАТУРА
Измерим уровень рН и температуру с
помощью рН-метра
Для этого окунем его в воду и перемешаем ее
После этого нажимаем кнопку, для того, чтобы
произвести измерение и ждем стабилизации
значения рН. Как только это произойдет рНметр просигнализирует об окончании
измерения
Фиксируем полученный рН (6,98) и
температуру (27,3°С) в форму QA&QC
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

21. МИНЕРАЛИЗАЦИЯ

WEATHERFORD
21
МИНЕРАЛИЗАЦИЯ
Измерим уровень минерализации с
помощью кондуктометра
Для этого протрем бумажным
полотенцем электрод кондуктометра,
окунем его в воду и, перемешаем.
Важно отметить отсутствие пузырьков
воздуха между электродом и
пластиковым кожухом
После этого нажимаем кнопку, для того,
чтобы произвести измерение и ждем
стабилизации значения минерализации
Фиксируем полученную
минерализацию (54,7 мг/л) в форму
QA&QC
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

22. ПЛОТНОСТЬ

WEATHERFORD
22
ПЛОТНОСТЬ
Измерим плотность с помощью ареометра
Для этого в измерительный цилиндр нальем
достаточное количество воды и возьмем из
набора ареометров тот, что измеряет
плотность в диапазоне от 900-1002 кг/м³. В
нем находится большинство измеряемых
жидкостей
После этого несколько раз полностью
погружаем ареометр в воду, чтобы получить
корректные значения. Ждем его
стабилизации на поверхности воды и
снимаем значение
Фиксируем полученную плотность (997 кг/м³)
в форму QA&QC
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

23. ПРОЗРАЧНОСТЬ

WEATHERFORD
23
ПРОЗРАЧНОСТЬ
Измерим прозрачность с помощью
мерного цилиндра и текста 12 шрифта
Для этого в цилиндре необходимо
оставить порядка 80 мл воды, что
составляет примерно 150 мм
Далее сквозь этот столб жидкости
смотрим на текст 12 шрифта. Мы для этого
использовали текст на пачке реагентов
В зависимости от того виден ли текст
пишем > или < 12 в соответствующее поле
формы QA&QC. В нашем случае <12, что
означает, что жидкость прозрачная и
можно увидеть шрифт даже меньшего
шрифта
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

24. БИКАРБОНАТЫ

24
WEATHERFORD
Измерим количество бикарбонатов
(гидрокарбонатов)
Для этого подготовим колбу, индикатор
Bromcresol, титрующую жидкость 1,6 N
серной кислоты и титратор (1)
В колбу ссыпаем индикатор (2), наливаем
100 мл испытываемой воды и тщательно
перемешиваем (3). Далее в титратор
вставляем титрующую жидкость и
подпираем поршнем так, чтобы при
увеличении значения на титраторе на
полотенце образовывалась дорожка
кислоты (4)*. Титруем, пока цвет из
зеленого не перейдет в красный (5-6)
Фиксируем полученное количество
бикарбонатов (53 мг/л) в форму QA&QC
БИКАРБОНАТЫ
1
3
2
4
5
*(далее во всех опытах проводим такие же действия с
титрующей жидкостью).
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.
6

25. ЖЕСТКОСТЬ

25
WEATHERFORD
ЖЕСТКОСТЬ
1
3
4
2
5
6
Измерим жесткость воды (количество Ca²⁺;
Mg²⁺)
Для этого подготовим колбу,
дистиллированную воду, буферную
жидкость HardnessBuffer, индикатор ManVer
2 Hardness Ind, титрующую жидкость 0,8 M
Tetrasodium Salt и титратор (1)
В колбу наливаем 10 мл испытываемой
воды (2), доливаем до 100 мл
дистиллированной воды, перемешаем (4).
Добавляем 0,5 мл буфера (3). Добавим
индикатор и еще раз тщательно
перемешаем (5). Титруем, пока цвет из
бордового не перейдет в синий (6)
Фиксируем полученное количество
бикарбонатов (4 мг/л) в форму QA&QC
как < 10
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

26. ХЛОРИДЫ

26
WEATHERFORD
Измерим количество хлоридов
Для этого подготовим колбу, индикатор
Diphenylcarbazone, титрующую жидкость
2,26 N Mercuric Nitrate и титратор (1)
В колбу ссыпаем индикатор, наливаем
немного испытываемой воды, чтобы не
возникло комочков и тщательно
перемешиваем, доливаем до 100 мл
испытуемой воды (2). Титруем, пока цвет из
бесцветного не перейдет в синий (3)
Фиксируем полученное количество
хлоридов (1 мг/л) в форму QA&QC, как < 10
ХЛОРИДЫ
1
2
3
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

27. СУЛЬФАТЫ

27
WEATHERFORD
СУЛЬФАТЫ
1
3
4
2
Измерим количество Сульфатов
Для этого подготовим набор для
измерения количества Сульфата visocolor
ECO Sulfate, в котором находятся два
цилиндра один на 20 мл, другой с
крестом, жидкий SO₄-1, порошкообразный
SO₄-2, ложечка, шприц и инструкция по
проведению анализа (1)
В колбу наливаем 20 мл испытываемой
воды, добавляем 10 капель SO₄-1 (2), одну
ложечку без горки SO₄-2 (3), тщательно
перемешиваем и переливаем в колбу с
крестом (4). Если креста совсем не видно,
то количество сульфатов превышает
предельно допустимое значение
Фиксируем полученное количество
сульфатов (< 25 мг/л) в форму QA&QC
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

28. ЖЕЛЕЗО

28
WEATHERFORD
Измерим количество железа (Fe³⁺и Fe²⁺)
Для этого подготовим компаратор с двумя пробирками,
цилиндр на 25 мл, индикатор FerroVer Iron Reagent на 5
мл для определения общего железа, индикатор Ferrous
Iron Reagent на 25 мл для определения двухвалентного
железа, шприц (1)
Шприцем набираем 10 мл испытываемой воды и
добавляем по 5 мл в каждую пробирку компаратора. В
правую пробирку высыпаем индикатор для выявления
общего железа, встряхиваем и ждем около 3 мин (2).
Сравниваем чистую пробу и пробу с индикатором в
компараторе, для этого крутим колесико снизу (3).
Для определения железа Fe²⁺ в цилиндр наливаем 25мл
испытываемой воды и добавляем второй индикатор,
закрываем крышкой, встряхиваем и ждем 3 мин (4),
затем 5 мл оттуда наливаем в пустую пробирку и
сравниваем в компараторе с чистой пробой (5)
Фиксируем полученное количество общего и
двухвалентного железа (0,5 и 0 мг/л) в форму QA&QC
ЖЕЛЕЗО
1
3
4
2
5
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

29.

29
WEATHERFORD
ЛИНЕЙНЫЙ ГЕЛЬ
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

30. ЛИНЕЙНЫЙ ГЕЛЬ

30
WEATHERFORD
ЛИНЕЙНЫЙ ГЕЛЬ
В качестве загустителей выступают полимеры
Загустители
высокой молекулярной массы. Они содержат
Для того, чтобы
функциональные группы, которые взаимодействуют
жидкость ГРП
с водой и между собой. При гидратации
обладала
достаточной
(разветвлении молекул полимеров из-за абсорбции
вязкостью для
воды) происходит переплетение молекул
создания трещины и
переноса проппанта Основные виды загустителей:
используют
– Гуаровая смола и ее производные
загустители –
– Ксантановая смола
реагенты для
– Целлюлоза и ее производные
увеличения вязкости
– Крахмал
– Полиакриламид
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

31. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ГИДРАТАЦИЮ

31
WEATHERFORD
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ГИДРАТАЦИЮ
рН системы (оптимально
4-8) с ростом рН
снижается скорость
гидратации
Скорость перемешивания
высокая скорость
увеличивает скорость
гидратации
Температура с ростом ускоряет
химические и физические процессы, но
не выше 45°С
Концентрация солей в
растворе замедляет
гидратацию
Прочие факторы на скорость гидратации
также может оказывать скорость подачи
гелланта и химическая обработка
проппанта
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

32. QA&QC

32
WEATHERFORD
QA&QC
Здесь представлена часть формы для анализа
линейного геля, наглядно можно увидеть поля,
необходимые для заполнения. В верхней части
представлены физико-химические свойства, которые
важны для подготовки действенной рецептуры ЖГРП.
А ниже представлен тест на бактерии, которые могут
находиться в воде, но проверить это на данный
момент можно только создав гель
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

33. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАМЕШИВАНИЯ И АНАЛИЗА ЛИНЕЙНОГО ГЕЛЯ

33
WEATHERFORD
ТЕХНОЛОГИЯ ЗАМЕШИВАНИЯ И АНАЛИЗА ЛИНЕЙНОГО ГЕЛЯ
Прежде всего требуется замешать требуемый
линейный гель. Зная загрузку той или иной добавки
можно рассчитать ее количество для требуемого
объема
Мы будем замешивать 30 гель на 400 мл
проанализированной трубопроводной воды, будем
использовать жидкий гуаровый гелеобразователь.
Для этого вычислим требуемое количество геля в
мл и замерим необходимое количество воды
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

34. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА

34
WEATHERFORD
РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА
Сперва наберем в шприц рассчитанное
количество жидкого гелеобразователя. В
нашем случае это WGA NG-4, его загрузка
– 30 ф/кГа, т.к. это жидкий гель для
перевода необходимо разделить это
значение на 4 (в случае сухого
гелеобразователя требовалось бы
умножить на 0,12), а затем домножить на
реализуемый объем в литрах, в нашем
случае 0,4. Получается значение 3 мл
Для удобства расчеты всех добавок
можно произвести с помощью
программы «Расчет»
Расчет
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

35. ЗАМЕШИВАНИЕ

35
WEATHERFORD
ЗАМЕШИВАНИЕ
1
2
3
4
В перемешивающее устройство нальем
подготовленную для создания геля воду и
создадим воронку (1). При замешивании
линейного геля важно не превысить
800 об/мин, иначе гель будет слишком
гидратирован
Далее засекаем 10 минут (2-3) и снимаем
полученный линейный гель (4)
Далее измерим уровень рН линейного
геля (5) (технология измерения никак не
изменяется) и запишем результат в QA&QC
5
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

36. ЗАМЕШИВАНИЕ

36
WEATHERFORD
Для того, чтобы удостовериться в том,
что мы получили нужный гель, нам
необходимо измерить его вязкость и
сравнить с показателями на графике
Для этого перельем получившийся
линейный гель из блендера в стакан (1),
погрузим стакан вискозиметра выше
отверстий (2), закрепим платформу и
проведем измерение при 300 об/мин (3)
Получившееся значение (4) (25,9 сП при
29,7°С) мы сравниваем с графиком гелей,
получившихся до этого, которые мы
считаем достоверными (5). По
показателям наш гель проходит по
верхней границе десятиминутки, что мы
считаем удовлетворительно и
записываем измерения в QA&QC
ЗАМЕШИВАНИЕ
1
3
2
4
5
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

37. ТЕСТ НА БАКТЕРИИ

37
WEATHERFORD
ТЕСТ НА БАКТЕРИИ
Для того, чтобы определить присутствие
бактерий в системе мы должны каждые полчаса
в течении двух часов измерять вязкость
линейного геля и записывать результаты в форму
QA&QC
В связи с тем, что бактерии питаются
полисахаридами вязкость должна существенно
снижаться со временем. Если же вязкость
повышается, это свидетельствует об отсутствии
бактерий и продуктов их жизнедеятельности
На фото представлен результат измерения через
полчаса. Видим, что вязкость увеличилась с
уменьшением температуры, следовательно
бактерии отсутствуют
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

38.

38
WEATHERFORD
СШИТЫЙ ГЕЛЬ
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

39. СШИТЫЙ ГЕЛЬ

39
WEATHERFORD
СШИТЫЙ ГЕЛЬ Сшитый гель – это не просто линейный гель с
Сшиватели
Сшивают между
собой полимерные
цепи, образуя
водородные связи и
повышая
эффективную
молекулярную массу
и вязкость. К агентамсшивателям относятся
металлы (сурьма,
цирконий, алюминий,
хром, титан) и бор
Также существует Surf
(быстрая) и Delay
(отложенная) сшивка
добавленным сшивателем, это цельная рецептура с
различными добавками к жидкости ГРП,
подобранная под соответствующие условия пласта
Основные виды добавок:
– Биоциды (препятствуют размножению бактерий)
– Брейкеры (своевременно разрушают полимерные цепочки)
– рН-буферы (удерживает уровень рН системы для всех
температур)
– Стабилизаторы глин (предохраняет глинистые породы от
разрушения и диспергирования)
– Температурные стабилизаторы (обеспечивает устойчивые
реологические свойства при высоких температурах)
– Деэмульгаторы (препятствуют образованию водонефтяных
эмульсий)
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

40. QA&QC

40
WEATHERFORD
QA&QC
Здесь представлена часть формы для анализа
сшитого геля, наглядно можно увидеть поля,
необходимые для заполнения
Основными показателями сшитого геля, которые
мы будем испытывать являются: время сшивки,
время распада, песконесущая способность
Также представлены концентрации добавок, т.е.
загрузки, которые берутся из лаб.отчета для
подобранной рецептуры
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

41. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА СШИТЫХ ГЕЛЕЙ

41
WEATHERFORD
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА СШИТЫХ ГЕЛЕЙ
Нами был взят рецепт для 30 геля с такими
загрузками добавок:
– Деэмульгатор NG NE-1 (0,5 л/м³)
– Стабилизатор глин NG CS-2 (2,0 л/м³)
– Сшиватель NG XL-4 (4 л/м³)
– Жидкий Брейкер NG B-L (1,5 л/м³)
– Сухой Брейкер NG B-1 (0,2 кг/м³)
Количество вещества, которое необходимо
добавить для 200 мл геля можно посчитать с
помощью программы «Расчет» или умножив
загрузки на заявленный объем жидкости в
литрах
Расчет
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

42. ПОДГОТОВКА ДОБАВОК

WEATHERFORD
Из расчетов выходит, что при заданных
загрузках для 200 мл геля нам
необходимо 0,1 мл NG NE-1; 0,4 мл NG
CS-2; 0,8 мл NG XL-4; 0,3 мл NG B-L;
0,04 г NG B-1
Отмерим необходимое количество
сухого брейкера на аналитических весах.
Для набора каждой сухой добавки
используется своя ложечка (1-2)
Чтобы набрать это количество жидких
добавок в шприц на 1 мл необходимо
домножить получившееся значение на
40 – именно столько делений на
приведенном шприце. Получим 4
деления для NG NE-1; 16 для NG CS-2; 32
для NG XL-4; 12 для NG B-L. Для набора
каждой жидкой добавки используется
свой шприц (3-6)
42
ПОДГОТОВКА ДОБАВОК
1
2
3
4
5
6
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

43. СШИВАНИЕ ГЕЛЯ

43
WEATHERFORD
СШИВАНИЕ ГЕЛЯ
1
2
3
Для того, чтобы замешать сшитый гель необходимо
на перемешивающем устройстве выставить
обороты больше 1500 так, чтобы были видны
лезвия (1)
Далее добавить подготовленные добавки за
исключением сухого брейкера. Добавлять их
нужно так, чтобы все попало в гель в полном
объеме
Затем засекаем время закрытия воронки – когда
гель сомкнется и образуется купол (29 с). Будет
слышан характерный звук (2). Затем переливаем
гель в стакан и дозамешиваем его вручную до
получения характерной «губы» (3) и также
отмечаем время этого события. Дозамешиваем
вручную, т.к. лезвия после смыкания воронки будут
резать гель, а не перемешивать. Оба времени в
сумме дают время сшивания геля (67 c), запишем
результат в QA&QC
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

44. ВРЕМЯ РАСПАДА И рН

WEATHERFORD
Измерим уровень рН получившейся сшитой
системы и запишем значение (9,11) в QA&QC
Далее для определения времени распада
перельем половину сшитого геля в стеклянный
стакан, добавим рассчитанное значение сухого
брейкера и дольем остальное без смешения,
брейкер самостоятельно распределиться по
объему системы
Затем поставим смесь в заранее нагретую до
температуры пласта (если возможно) водяную
баню и засекаем время, проверяя состояние
геля каждые 5-7 минут. После достижения
состояния геля, как на фото (1) (6 мин)
необходимо чаще проводить наблюдения.
Временем полного распада является то время,
когда гель уже не тянется, как на (1), а ведет
себя, как вода (2). Запишем значение (20 мин) в
QA&QC
44
ВРЕМЯ РАСПАДА И рН
1
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.
2

45. ПЕСКОНЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

45
WEATHERFORD
ПЕСКОНЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ
1
2
3
4
Для того, чтобы наглядно продемонстрировать
песконесущие способности сшитого геля замешаем
проппант с получившимся линейным гелем (1) и
добавим проппант, как и все добавки во время
замешивания сшитого геля и сравним результат
Проппант замешиваем один к одному по массе. То
есть мы замешаем по 200 г проппанта в каждый
гель
На фото (2-3) продемонстрирован линейный гель с
проппантом с разницей в 8 секунд. Очевидно, что
линейный гель не способен продолжительное
время удерживать проппант. На фото (4) проппант
уже находится в сшитом геле. Такая система будет
стабильна около суток при комнатной
температуре, пока под действием брейкера гель не
начнет разрушаться, а проппант оседать
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

46.

46
WEATHERFORD
ПРОППАНТ
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

47. ПРОППАНТ

WEATHERFORD
47
ПРОППАНТ
Предназначение
Некачественный проппант может не только не дать
Служит для
положительный эффект, но так же и ухудшить дебит.
закрепления трещин,
Причиной тому может стать хрупкость проппанта, в
создаваемых в ходе
следствии чего осколки закупорят поровое
ГРП. Представляет
пространство пласта и проппантного клина
собой гранулы
схожего размера.
Физические
Основные виды проппанта:
характеристики
проппанта влияют на
– Природные пески
реологию жидкости
– Керамический проппант
разрыва.
– RCP (проппант со смоляным покрытием)
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

48. ПОКАЗАТЕЛИ ПРОППАНТА

WEATHERFORD
48
ПОКАЗАТЕЛИ ПРОППАНТА
Документы, по которым проводят проверку проппанта - ГОСТ Р 51761-2013
(алюмосиликатные) и ГОСТ54571-2011 (магнезиально-кварцевые). Здесь указаны
основные физико-химические параметры, которые определяются у проппантов, их
предельные допустимые значения и методы проводимых испытаний
Основные физико-химические параметры проппанта:
– Гранулометрический состав
– Массовая доля гранул основной фракции
– Насыпная и абсолютная (для магнезиальных) плотность
– Сопротивление раздавливанию
– Сферичность и округлость
– Относительное изменение массы при прокаливании
– Растворимость в кислотах
– Мутность
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

49. QA&QC

49
WEATHERFORD
QA&QC
Здесь представлена часть формы для анализа
проппанта, наглядно можно увидеть поля,
необходимые для заполнения
Основными показателями проппанта, которые мы
будем испытывать являются: гранулометрический
состав, массовая доля основной фракции, насыпная
и абсолютная плотность, округлость и сферичность,
сопротивление раздавливанию
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

50. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРОППАНТА

50
WEATHERFORD
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРОППАНТА
Все анализы будем проводить на примере
алюмосиликатного проппанта фракции
16/30
К параметрам, которые проверяются в
полевой лаборатории относятся:
– Гранулометрический состав
– Массовая доля гранул основной фракции
– Насыпная и абсолютная (для
магнезиальных) плотность
– Сферичность и округлость
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

51. НАСЫПНАЯ И АБСОЛЮТНАЯ ПЛОТНОСТЬ

WEATHERFORD
51
НАСЫПНАЯ И АБСОЛЮТНАЯ ПЛОТНОСТЬ
Чтобы измерить насыпную плотность заполним
мерный цилиндр через воронку без встряхивания
и трамбования до 100 мл (1-2). Одновременно
надо взвесить засыпанный проппант, разделив эту
массу на 100, получим искомую величину
насыпной плотности (1,69 г/см³). По ГОСТу должна
быть меньше 1,9 г/см³, что соответствует
Для измерения абсолютной плотности нальем в
мерный цилиндр любое количество воды (30 мл)
(3) и взвесим любое количество проппанта
(30,05 г), насыпем проппант в мерный цилиндр с
отмеренной водой и встряхнем. Заметим, как
увеличился объем и разделим на него массу
проппанта. У нас объем вырос на 9 мл (4),
следовательно абсолютная плотность проппанта
равна 3,34 г/см³, ГОСТом данная величина у
алюмосиликатов не регламентируется
1
2
3
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.
4

52. СФЕРИЧНОСТЬ И ОКРУГЛОСТЬ

52
WEATHERFORD
СФЕРИЧНОСТЬ И ОКРУГЛОСТЬ
Для определения сферичности и
округлости выберем из пробы 20-25
гранул проппанта, поместим их под
электронный микроскоп и с помощью
диаграммы Крумбьена-Шлосса
определим путем сравнения
необходимые нам параметры
Выведем из полученных 20 значений
среднее арифметическое для
сферичности и округлости. В нашем
случае это 0,88 и 0,8 соответственно,
что соответствует ГОСТу, в котором
минимальным пределом является 0,7
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

53. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ

WEATHERFORD
53
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Вначале необходимо собрать требуемый набор сит и
прочистить его щеткой от остатков проппанта (1). Для
фракции 16/30 набор состоит из № 12, 16, 18, 20, 25,
30, 40 и поддона. Далее необходимо взвесить каждое
и записать их массу
Взвесим 100 г проппанта и поместим на верхнее сито
(2). Установим сита с поддоном в вибрационную
установку на 10 минут (3). После просеивания взвесим
каждое и вычтем предыдущее значение, получится
масса проппанта на сите. Массовую долю проппанта
вычислим, как отношение массы проппанта на сите к
общей массе проппанта, умноженное на 100%. W12=0;
W16=0; W18=1,44;W20=28,92; W25=40,57; W30=23,84;
W40=5,41; Wподдон=0,11. Массовая доля основной
фракции (с 18 по 30) – 94,77, что соответствует норме,
но по ГОСТу на сите 40 должно быть не более 1%
проппанта, что делает его не совсем качественным
1
2
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.
3

54. СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗДАВЛИВАНИЮ

54
WEATHERFORD
СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗДАВЛИВАНИЮ
4
1
2
3
5
Прежде всего отберем из основной фракции
требуемую массу пробы для испытаний,
исходя из полученной насыпной плотности
она составила 39,5 г (1). Засыпем это в ячейку
для раздавливания (2-3) и поместим в
гидравлический пресс, где достигается
значение 10000 psi (68,9 МПа) и
выдерживается 2 мин (4)
После этого ссыпаем содержимое ячейки в
подготовленный набор вибросит (5) и
просеиваем 10 мин. После чего взвешиваем
проппант с поддона и определяем массовую
долю разрушенных частиц. Делением этой
массы на массу пробы. Должно получится не
более 20%, в нашем случае вышло 8,83%
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

55.

55
WEATHERFORD
ВЫВОДЫ
Назад к содержани
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

56. ВЫВОДЫ

WEATHERFORD
56
ВЫВОДЫ
Во время работы в лаборатории были изучены правила
техники безопасности, было изучено оборудование и
реагенты, а также правила обращения с ними
Были изучены технологии проведения анализа качества воды,
проппантов, а также создания и анализа качества линейных и
сшитых гелей
На практике были применены все полученные знания и
составлена данная работа
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.

57.

57
WEATHERFORD
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
©2023 Weatherford International plc. All rights reserved.