Новая технология выработки расклинивающего агента сверхвысокой прочности. Введение. Предпосылки к созданию

1. New Technology Yields Ultrahigh-Strength Proppant Новая технология выработки расклинивающего агента сверхвысокой прочности

NEW TECHNOLOGY YIELDS ULTRAHIGHSTRENGTH PROPPANT
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫРАБОТКИ
РАСКЛИНИВАЮЩЕГО АГЕНТА
СВЕРХВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ
T. Palisch, R. Duenckel, and B. Wilson, CARBO Ceramics
SPE 168631

2. Содержание

СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение.
Предпосылки к созданию
Обзор существующих проппантов
Предъявляемые требования
2. Новая
технология
Сырье
3. Продуктивность
Проводимость и циклика
Форма
Единый размер
Прочность
β-фактор
Кислотная растворимость
Эрозионность
Итог

3. 1. Введение. Предпосылки к созданию

1. ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДПОСЫЛКИ К
СОЗДАНИЮ
В начале 2000-х была
начата добыча так
называемых
«нетрадиционных запасов»,
к которым относятся так же
коллектора с чрезвычайно
низкой проницаемостью,
для разработки которых
необходимо
усовершенствовать
современные технику и
технологию.
Наиболее значима именно
технология ГРП (разработка
сланцев и
низкопроницаемых
коллекторов)
1

4. Обзор существующих проппантов

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРОППАНТОВ
Большая конечная добыча,
продуктивность,
норма рентабельности
Повышенная прочность (минимальное разрушение)
Единый размер и форма (максимизированная
пористость и проницаемость трещины)
Высокая термостойкость (устойчивость, минимальное
разрушение)
Экономическая
проводимость
Большая проводимость
Уровень 1— Высокая
проводимость
Керамика
Инженерный, фабричный продукт
Средняя прочность
Различные размер и форма
Уровень 2—Средняя
проводимость
RCS
Низкая прочность
Различные размер и форма
Уровень 3—Низкая
проводимость
Песок
Природный продкут
2

5. Предъявляемые требования к новому расклинивающему агенту

ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К
НОВОМУ РАСКЛИНИВАЮЩЕМУ АГЕНТ У
Новый
сверхпрочный
проппант
Стандартный
высокопрочный
проппант
Давление до
14 000 psi
(96.53 МПа)
Давление 20
000 psi
(137.9 МПа)
и выше
Температура
до 500○F
(260 оС).
Цель создания – добиться в 2 раза большей проводимости
при нагрузках в 20 000 psi
3

6. 2. Новая технология. сырье

2. НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ. СЫРЬЕ
Керамика
Легкая керамика LWC
(45% оксида
алюминия)
Керамика средней
прочности IDC (70%
оксида алюминия)
Прочная керамика
HDC (80% оксида
алюминия)
Так как от
содержания оксида
алюминия
(глинозема)
напрямую зависит
прочность проппанта,
то в новом
сверхпрочном
проппанте его
содержание
стремится к 100%
4

7. 2. Новая технология. форма

2.
НОВАЯ
ТЕХНОЛОГИ Я.
ФОРМА
Первая
о с о б е нно с т ь
нового
п р о и з в о дс т в е н
н о г о п р о ц ес с а
- то, что он
предоставляет
почти
с ф е р и ч е с ко м у
р а с к л и ни в а ющ
ему агент у
ч р е з в ы ч а й но
гл а д к у ю
п о в е рх но с т ь
Диаграмма формы
расклинивающего
агента Krumbein и
Sloss.
5

8. 2. Новая технология. Единый размер

2. НОВАЯ
ТЕХНОЛОГИ Я.
ЕДИНЫЙ
РАЗМЕР
Вторая
о с о б е нно с т ь
нового
п р о и з в о дс т в е н
н о г о п р о ц ес с а
- то, что он
приводит к
“ м о но р а з м е р н
ому”
р а с к л и ни в а ющ
ему агент у
6

9. 2. Новая технология. Единый размер

2. НОВАЯ
ТЕХНОЛОГИ Я.
ЕДИНЫЙ
РАЗМЕР
Этот график
п о к а з ы в а е т,
как влияет
р а с п р е де л е ни е
р а з м е ра
частиц
п р о п п а нт а п о
всему объему
н а уд е л ь ную
п р о в о д и м ос т ь
т р е щ и ны
7

10. 2. Новая технология. прочность

2. НОВАЯ
ТЕХНОЛОГИ Я.
ПРОЧНОСТЬ
Тр е т ь я
о с о б е нно с т ь
нового
п р о и з в о дс т в е н
н о г о п р о ц ес с а
- то, что он
почти
ус т р а ня е т
в н у т р е нню ю
пористость
шариков, и
з н ач и т е л ь но
р а с п р е де л я е т
ту
м и н и м а л ь ну ю
п о р и с т о с т ь, ч т о
о с т а е т ся
8

11. 3. продуктивность. Проводимость и циклика

3.
ПРОДУКТИВНОСТЬ.
ПРОВОДИМОСТЬ
И ЦИКЛИКА
Было
п р о в е д е но
испытание
ц и к л и с но с т ь ю
нового
п р о п п а нт а и
в ы с о ко п р о ч но г
о
к е р а м и ч е с ко г о
п р о п п а нт а .
Н е с к о л ь ко р а з
создавались
давления
12000 и 20000
psi, после чего
была замерена
п р о в о д и м ос т ь .
9

12. 3. продуктивность. Проводимость и циклика

3.
ПРОДУКТИВНОСТЬ.
ПРОВОДИМОСТЬ
И ЦИКЛИКА
Эти результаты показали, что почти 25% от HDC нужно
считать “раздавленными” (т.е., меньшие, чем 40 сетка) в
тесте напряжения, тогда как в случае UHSP, только 5% были
меньшими, чем 40 сетка.
10

13. 3. продуктивность. β-фактор

3. ПРОДУКТИВНОСТЬ. Β-ФАКТОР
β - мера извилис тос ти пу ти
потока жидкос ти в пачке
расклинивающего агента в
любом данном напряжении.
Сферические, однородно
измеренные, зерна
расклинивающего агента
высокой пропускной
способнос ти покажу т более
низкие коэффициенты бета.
Эти свойс тва все показаны
новым UHSP.
Бета (β) важна, когда
рассматривается
воздейс твие потока, не
подчиняющегося закону
Дарси
Уравнение Forchheimer:
падение давления вдоль половины
длины трещины
сумма падения давления по
закону Дарси
падения давления не по
закону Дарси
11

14. 3. продуктивность. β-фактор

3.
П Р ОД УК Т И ВНО
С Т Ь . Β - ФА К ТОР
12

15. 3. продуктивность. Кислотная растворимость

3.
ПРОДУКТИВНОСТЬ.
КИСЛОТНАЯ
РА С Т В О Р И М О С Т Ь
Из-за чрезвычайно высокого содержания глинозема (т.е.,
минимальное содержание примесей) нового UHSP и
чрезвычайно гладкой поверхности, которая уменьшает
эффективную площадь поверхности зерна расклинивающего
агента, кислотная растворимость UHSP существенно ниже
13

16. 3. продуктивность. эрозионность

3.
ПРОДУКТИВНОСТЬ.
ЭРОЗИОННОСТЬ
Предварительное тестирование было выполнено с установленным
тестом (Vincent и др. 2004), в котором расклинивающие агенты
закачивались мимо контрольной пластинки при помощи азота при
трех различных скоростях и замерялись потери металла
14

17. итог

ИТОГ
Был создан новый проппант, который:
может поддержать значительную проводимость при нагрузках более 20,000 psi
соединяет использование качественного сырья с новым производственным процессомчто привело к чрезвычайно сферической и гладкой форме, моноразмерному распределению
и значительно улучшенной микроструктуре
Новый проппант показал проводимость в два раза больше, чем у стандартного проппанта при
нагрузках в 20,000 psi в реальных условиях.
противостоит
циклической нагрузке
показывает значительно
улучшенный β-фактор
превосходящее
кислотное
сопротивление
Низкая эрозионность

18. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!