Совместимость жидкости ГРП

Во время проведения ГРП рабочая жидкость находится в непосредственном контакте с породой и пластовыми флюидами, поэтому очень важно, чтобы она была совместима с породой. При планировании операции ГРП на новых месторождениях проводят лабораторные исследования с использованием образцов керна для определения совместимости используемой жидкости с породой и пластовыми флюидами. Несовместимая жидкость может вызвать разбухание и миграцию глин, образование эмульсий и ухудшение относительных проницаемостей после проведения ГРП. 

Типы пластовых глин

Структура глин является характеристикой определенного типа глин. Примеры пластовых глин изображены на рис.28А-28Г. Их присутствие легко определимо с помощью растровой электронной микроскопии. Структура  минералов определяется зарядами ионов и расположением составляющих его атомов.                                      

  Рис.28А. Иллит и кварц           Рис.28Б. Каолинит

   Рис.28В. Хлорит и кварц    Рис.28Г. Монтмориллонит

                                                              и полевой шпат

Иллит – В определенных условиях иллитовые глины могут вызвать повреждение проницаемости пласта за счет миграции и закупоривания ее частицами поровых каналов. В породах с высоким содержанием иллита при проведении кислотной обработки необходимо контролировать скорость закачки и поведение рабочего давления для гарантии отсутствия загрязнения. Поэтому присутствие илита в породе должно быть определено путем контроля всплесков давления и объема добычи закачанной во время обработки рабочей жидкости.

Каолинит – Гексагональные кристаллы каолинита обычно отлагаются в поровом пространстве пачками. Каолиновая глина может быть стабилизирована с помощью ингибиторов (или NH₄Cl).

Хлорит – Значительное количество хлорита может вызвать проблемы, связанные с применением кислотной обработки. Он содержит железо и имеет некоторую растворимость в HCl. Присутствие хлорита в небольшом количестве иногда полностью ликвидируется соляной кислотой. Тем не менее, хлорит часто отлагается вместе с другими глинами (каолинит и иллит), и реакция с кислотой увеличивает проблемы с миграцией глин. Содержание железа после растворения хлорита кислотой обычно не имеет значения, любое его количество в растворе удаляется с помощью комплексообразующих соединений, рекомендуемых к использованию при проведении кислотной обработки.

Монтмориллонит – В небольших количествах (<3%) монтмориллонит обычно не вызывает значительных проблем при кислотной обработке. Содержание монтмориллонита  в обрабатываемых породах в количестве 5-10% может вызвать глубокое ее повреждение. Поэтому при наличии сильного загрязнения и содержании монтмориллонита более 5% может быть необходимым проведение небольшого ГРП для удаления влияния положительного скин-фактора.

В большинстве операций ГРП в рабочую жидкость на водной основе добавляют хлорид калия (KCl), хлорид аммония (NH₄Cl) или органические стабилизаторы глин для обеспечения ее совместимости с породой.

Химические добавки, называемые поверхностно-активными веществами (ПАВ), часто добавляются в жидкости ГРП для предотвращения образования вторичных эмульсий в нефтяных скважинах. ПАВ показали себя как эффективное средство для снижения поверхностного натяжения рабочей жидкости и облегчения очистки скважины после ГРП.