Группа Oilfield Technology Group компании Hexion Specialty Chemicals объявила о разработке новой, передовой технологии для проведения гидроразрывов с использованием рабочей жидкости на водной основе под названием «проппант для гидроразрывов Prime Plus™». Проппант Prime Plus – это опробованный в полевых условиях проппант с частично отвержденным смоляным покрытием; размеры частиц предлагаемого проппанта – 40/70 меш. Он разработан для гидроразывов с использованием рабочей жидкости на водной основе в североамериканских бассейнах и рекомендуется для гидроразрывов с напряжением замыкания трещин от 6 тыс. фунт./кв. д. до 10 тыс. фунт./кв. д. и статической температурой на забое до 450 °F (232 °С).
Проппант Prime Plus обеспечивает:
улучшенную реальную пропускную способность трещин по сравнению с обычными проппантами для гидроразрывов с использованием рабочей жидкости на водной основе;
значительно меньшее производство тонкозернистых частиц по сравнению с другими проппантами;
технологию частичного отверждения Stress Bond™ (SB), которая исключает вынос проппанта из трещины
в скважину и возможность проблем с устойчивостью ствола скважины.
Благодаря технологии смоляного покрытия, этот усовершенствованный проппант обеспечивает повышенную пропускную способность трещин. Технология Prime Plus уменьшает дробление проппанта и миграцию мелкозернистых частиц в нескольких определенных направлениях. Смоляное покрытие придает дополнительную прочность отдельным частицам, обеспечивает равномерное распределение напряжения по всей массе материала и подавляет миграцию мелкозернистых частиц, заключая свободные частицы в капсулы из смолы. В отличие от других проппантов, проппант Prime Plus подвергнут частичному отверждению, и, благодаря технологии компании Hexion Stress Bond (SB), препятствует обратному потоку, что позволяет проппанту оставаться в трещине под действием напряжения замыкания.
Проппант Prime Plus был успешно использован восточно-техасским оператором, проводившим операции по гидроразрыву двух аналогичных соседних скважин на участке Lower Cotton Valley. Одна операция проводилась с использованием проппанта Prime Plus 40/70, а другая – с использованием проппанта 40/70 с покрытием из закаленной смолы. Начальное повышение дебита скважины, где был использован проппант Prime Plus, составило 143%, а 90-суточная добыча была более чем на 300% выше. Результаты работы показали, что применение проппанта Prime Plus поддерживало повышенную пропускную способность трещин и обеспечило более высокую добычу по сравнению с другими проппантами.
Компания Hexion разработала также две методики испытаний, позволяющие более точно моделировать скважинные условия: испытание на прочность при увлажнении, в нагретом состоянии, а также испытание при циклическом напряжении. Эти испытания более точно показывают, как проппанты для гидроразрыва пласта работают в реальных условиях.
При типичных операциях по гидроразрыву проппанты подвергаются воздействию высоких температур во влажной среде. Стандартная методика испытания на прочность Американского нефтяного института API RP-56 предполагает использование совершенно сухих образцов при температуре окружающей среды, что значительно отличается от реальных скважинных условий. Методика API была изначально разработана для не имеющего покрытия песка, используемого для гидроразрыва, а не для покрытого смолой проппанта, которому требуется повышенная температура и нагрузка для закрепления в трещине.
Для возможно более приближенного к реальным условиям моделирования таких условий, компания Hexion разработала методику испытания на прочность при увлажнении, в нагретом состоянии. До испытания образец подвергается воздействию 2%-го раствора KCl при температуре 200 °F (93 °С) в течение 24 часов при напряжении замыкания 1 тыс. фунт./кв. д. При раздавливании образец также постоянно находится под воздействием температуры 200 °F (93 °С) и подвергается воздействию 2%-го раствора KCI. После раздавливания при повышенной температуре, испытываемый материал просушивается в конвекционном сушильном шкафу, и измеряется количество образовавшихся мелкозернистых частиц.
Компания Hexion также разработала методику испытания при циклическом напряжении для имитации реальных условий, создаваемых изменениями напряжения замыкания. На протяжении срока эксплуатации скважины, пачка проппанта подвергается многочисленным циклам напряжения, создаваемым операциями в скважине и остановками. В результате этих изменений напряжения пачка проппанта может сдвигаться, подвергаться усталостным нагрузкам и производить большее количество мелкозернистых частиц, чем при постоянном напряжении замыкания.
При проведении испытания при циклическом напряжении по методике компании Hexion, до испытания образец подвергается воздействию 2%-го раствора KCl при температуре 200 °F (93 °С) в течение 24 часов при напряжении замыкания 1 тыс.фунт./кв. д. Затем напряжение меняется от 3 тыс. фунт./кв. д. до 8 тыс. фунт./кв. д. на протяжении трех циклов. При раздавливании поддерживается температура 200 °F (93 °С), а образец подвергается воздействию 2%-го раствора KCl. После раздавливания при повышенной температуре, испытываемый материал просушивается в конвекционном сушильном шкафу, и измеряется количество образовавшихся мелкозернистых частиц.
