Виды расклинивающих агентов

Одним из первых расклинивающих агентов был просеянный реч­ной песок. Он содержал какое-то количество слишком больших час­тиц, которые не проходили в трещину. Это служило причиной обра­зования мостов в скважине, подземных инструментах и в самой тре­щине. Из-за образования мостов происходит "стоп", в результате чего создается трещина меньшего размера, приходится заканчивать опе­рацию по разрыву и нести дополнительные затраты на очистку ство­ла скважины от проппанта.

Применяемый в настоящее время песок и другие виды расклини­вающих агентов имеют менее угловатую поверхность и более точно классифицируются по размеру.

Применяемые в настоящее время проппанты по прочности мож­но разделить на следующие группы:

- кварцевые пески (плотность до 2,65 г/см³);

- синтетические проппанты средней прочности (плотность 2,7-3,3 г/см³);

- синтетические проппанты высокой прочности (плотность 3,2-3,8 г/см³).

Высокая прочность проппанта обеспечивает сохранение трещи­ны, открытой длительное время. По глубине скважин проппанты име­ют следующие области применения:

- кварцевые пески - до 2500 м;

- проппанты средней прочности - до 3500 м;

- проппанты высокой прочности - свыше 3500 м.

С увеличением размера гранул увеличивается проницаемость упа­ковки проппанта, но снижается прочность и возникают проблемы с

переносом проппанта вдоль трещины.

С увеличением прочности проппанта увеличивается его стоимость и, как следствие, стоимость ГРП.

Отсортированный силикатный песок Si0₂ на сегодняшний день является преобладающим проппантом, который применяется при гидроразрыве и является наиболее экономичным. Однако его эффек­тивность может быть ограничена из-за низкой сопротивляемости раз­давливанию. В глубокозалегающих пластах с высоким давлением обычно используется более прочный проппант. В конце 1970-х гг. на­чали использоваться частицы металлокерамического боксита, кото­рые поддерживали высокую проводимость при очень высоком напря­жении закрытия. Металлокерамический боксит как проппант состо­ит из высококачественной обожженной бокситной руды и имеет вы­сокую стоимость. Более дешевыми и менее прочными являются проп­латы, изготовленные на основе аллюминевой керамики Interprop ТМ и Carboprop ТМ. Для достижения низкой плотности обожженная гли­на перемешивается с обожженным бокситом перед процессом обра­ботки.

Для контроля над обратным потоком при производстве ГРП при­меняется проппант со смоляным покрытием. В качестве смолы при­менялись термоактивные феноловые пластмассы, которые оседали в скважине. Также было обнаружено, что эти пластиковые покрытия улучшают прочность и проницаемость песка при более высоком на­пряжении закрытия. Пример фенолформальдегидной смолы — баке­лит. В 1982 г. получило распространение покрытие из предварительно отвержденной смолы. Данное покрытие обеспечивало более простое применение и контроль лучшего качества, чем смола, способная к затвердеванию.

Условия и ограничения применения пропанта с покрытием смо­лы, способной к затвердеванию:

- необходимое напряжение закрытия от 1000 до 2000 psi (для обес­печения сцепления между зернами проппанта и предотвращения выноса проппанта);

- минимальная температура отвердения 120—140 F в течение 200 ч (возможно использование катализатора);

- содержание алкоголя в жидкостях — не выше 90%;

- жидкости на нефтяной основе удваивают время отвердения;

- покрытие легко стирается с проппанта;

- хранить при температуре не выше 100 F и невысокой влажности, во избежание затвердевания покрытия.

Преимущества проппанта с покрытием из предварительно отвер-жденной смолы:

- не образует уплотнений;

- возможно применить в жидкостях на нефтяной и спиртовой ос­нове;

- низкая растворимость в кислоте. Недостатки:

- процент раздавливания немного выше, чем у проппанта с покры­тием из затвердевающих смол;

- покрытие удаляется горячей жидкостью или каустической содой.