Полимерные смолы для получения облегченных самогенерирующихся пропантов

В статье рассмотрена возможность использования самогенерирующихся облегченных пропантов в процессе гидравлического разрыва пласта (ГРП). Актуальность данной темы обусловлена отсутствием на рынке расклинивающих агентов с низкой плотностью, которые необходимы для удержания раскрытости трещин в удаленных участках. Генерация пропанта в пластовых условиях позволит усовершенствовать процесс ГРП и обеспечит лучшую раскрытость трещин по сравнению с классической технологией.
Цель. Исследование различных полимерных реагентов в качестве исходного сырья для образования самогенерирующихся пропантов.
Материалы и методы. Для оценки применимости выдвинутой гипотезы использовалась полимерная основа — меламинокарбамидная смола и водный раствор щавелевой кислоты в качестве отвердителя. Самогенерация пропанта проводилась на специализированном стенде в условиях, когда отсутствуют агломерации гранул полимера. Оценка физико-механических свойств полученных гранул выполнялась в соответствии со стандартными методиками. Для оценки расклинивающей способности использовалась методика определения проводимости пропантной пачки.
Результаты. В результате лабораторных исследований было выявлено, что образовавшийся в процессе генерации полимерный пропант обладает слабой устойчивостью к соляной кислоте, а также не соответствует критериям по геометрическим формам. Трещины, заполненные сгенерированным в процессе отверждения пропантом, обладают низкой проводимостью при давлениях более 4000 psi. Установлено, что гранулы, полученные в процессе генерации, обладают недостаточными прочностными характеристиками (90 % гранул разрушаются при давлении 5000 psi).
Заключение. Высокая стоимость и недостаточные эксплуатационные характеристики получаемых самогенерирующихся гранул пропанта делают их нерентабельными в качестве расклинивающих агентов. Стоит отметить потенциальную возможность использования данной технологии в случае подбора альтернативной полимерной композиции, позволяющей качественно повысить прочностные характеристики получаемого расклинивающего агента.

1. Osiptsov A.A. Fluid mechanics of hydraulic fracturing: a review //journal of petroleum science and engineering. — 2017. — Т. 156. — С. 513–535. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.05.019

2. Fadl A.M., Abdou M.I. Proppants categories for hydraulic fracturing process of Petroleum wells: a review //Glob. j. Environ. Sci. — 2019. — Т. 2. — С. 1–2. https://doi.org/10.33552/GjES.2019.02.000532

3. HUANG Bo, LEI Lin, TANG Wenjia, XU Ningwei, XIONG Wei. Stimulation mechanism of self suspension proppant in sandcarrying fracturing by water[j] // Reservoir Evaluation and Development. — 2021. — № 11(3). P. 459–464. https://doi.org/10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2021.03.023

4. Barati R., Liang J.T. A review of fracturing fluid systems used for hydraulic fracturing of oil and gas wells //journal of Applied Polymer Science. — 2014. — Т. 131. — №. 16. https://doi.org/10.1002/app.40735

5. Weijers L. et al. Simultaneous propagation of multiple hydraulic fractures-evidence, impact and modeling implications // International Oil and Gas Conference and Exhibition in China. — OnePetro, 2000. https://doi.org/10.2118/64772-MS

6. Barboza B.R., Chen B., Li C. A review on proppant transport modelling // journal of Petroleum Science and Engineering. — 2021. — Т. 204. — С. 108753. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.108753