ГРП как основной способ повышения эффективности скважин
Гидравлический разрыв пласта (ГРП, фрекинг) – это технология добычи углеводородов, целью которой является обеспечение притока флюида из сложного пласта к забою скважин.
Нефтяной пласт представляет собой твердую породу, содержащую в своих порах сырье.
Технология ГРП заключается в нагнетании в скважину больших объемов жидкости для гидроразрыва пласта для образования трещин, через которые добываемый флюид начинает поступать на поверхность.
Жидкость для гидроразрыва пласта делится на три типа: жидкость для повышения давления и образования трещин в пласте, жидкость для транспортировки песка (пропанта) и заполнения ими трещин, продавочная жидкость для обеспечения вхождения насосно-компрессорных труб в сложный пласт.
Применение пропанта, кварцевого песка или других расклинивающих материалов обусловлено необходимостью сохранения возможности прокачивания жидкости через трещины в пласте, чтобы под давлением пород образовавшиеся участки для прохождения флюида не закрылись после окончания нагнетания давления жидкости.
Преимущества ГРП:
- Повышение дебета скважины
- Возможность добычи сырья из труднодоступных пластов
- Возобновление добычи нефти из простаивающих скважин, разработка которых приостановлена ввиду неэффективности традиционных методов
Технология гидравлического разрыва пласта становится все популярнее, так как большое количество месторождений, разрабатываемых в настоящее время, находятся на завершающей стадии, а добыча полезных ископаемых из новых месторождений практически невозможна без применения современных технологий из-за высокой сложности работы с пластами.
Оборудование для ГРП
Типовое оборудование, которое применяется в процессе гидроразрыва пласта и доставляется на шасси грузовых автомобилей высокой проходимости, называется флот ГРП.
Для проведения ГРП необходимо следующее оборудование:
- Насосные агрегаты
- Миксер для смешивания компонентов рабочей жидкости для гидроразрыва пласта
- Манифольды
- Устьевая арматура
- Насосно-компрессорные трубы
- Станции управления
- Прочее вспомогательное оборудование
Для эффективного проведения гидравлического разрыва пласта необходимо четкое и слаженное срабатывание всех устройств и механизмов.
Процесс ГРП недолгий, однако подготовительные операции, от проведения расчетов и исследований до доставки и монтажа оборудования, могут занимать большое количество времени.
Эксплуатация и повышение надежности оборудования для ГРП
В связи с жесткими условиями эксплуатации оборудования, такими как контакт с агрессивными средами (грунтовыми жидкостями, щелочными и кислотными растворами, флюидами), высокие давления при гидроразрыве пласта, нагрузки, необходимо использовать материалы, способные продлить срок и надежность эксплуатации деталей, особенно подземного оборудования.
Современные технологии позволяют обеспечить штатную работу оборудования для ГРП в сложных условиях, например, применение антифрикционных твердосмазочных покрытий защищает подземное оборудование, непосредственно контактирующее с рабочими растворами для ГРП, от преждевременного выхода из строя.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия представляют собой материалы, создающие на обработанных деталях прочную смазочно-защитную пленку. Она позволяет защитить детали от коррозии, эрозионного износа, заклинивания и потери функциональности после простаивания.
Благодаря низкому коэффициенту трения, высоким антикоррозионным, антифрикционным и антиадезионным свойствам, химостойкости, износостойкости и длительной работоспособности покрытия внедряются в процесс изготовления оборудования для ГРП.
Так, покрытие MODENGY 1014 на основе PTFE и MoS2 успешно прошло испытания на эрозионную стойкость и способность улучшать прохождение цементного раствора без образования отложений у производителя устройств для ГРП.
Покрытие было нанесено на внутренние поверхности муфты для ГРП, после чего прошло стендовые испытания в условиях циркуляции рабочего раствора, содержащего агрессивные химические вещества и песок, после чего оно было исследовано на способность предотвращать налипание цементного камня путем нанесения до застывания цементного раствора.
Как итог, следы истирания абразивными частицами после прокачки сотен тонн керамического песка с агрессивными жидкостями не обнаружены, поверхности деталей чистые, практически отсутствуют отложения цемента.
Рис. Части муфты с покрытием MODENGY 1014 после испытаний без следов абразивного износа
После успешного прохождения испытаний нанесение покрытия MODENGY 1014 стало одной из необходимых операций при изготовлении деталей для ГРП.
Также материал применяется для уменьшения усилия для открывания портов ГРП, защиты деталей от влияния кислот и сероводорода, обеспечения штатного срабатывания механизмов после длительного простоя, снижения трения в парах трения из различных конструкционных материалов.
Точность и надежность работы оборудования для гидроразрыва пласта оказывает очень большое влияние на эффективность процесса гиравлического пласта и разработки месторождения в целом. Современные методы защиты оборудования позволяют увеличить эффективность процесса ГРП.