Расклинивающий агент для газовых и нефтяных скважин и способ трещинообразования в подземной формации

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Расклинивающий агент для газовых и нефтяных скважин, который содержит множество спеченных сферических гранул, причем указанные гранулы изготовлены из композиции, которая содержит тонкоизмельченный оксид алюминия с содержанием оксида алюминия около 99 вес.%, по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят глина и боксит, и по меньшей мере одну спекающую добавку в количестве, вес.%:

тонкоизмельченный оксид алюминия

от 36 до 64

глина и/или боксит

от 63 до 28

спекающая добавка

от 1 до 8.

2. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка выбрана из группы, в которую входят оксид железа, оксид цинка, бентонитовая глина, полевой шпат, нефелин сиенит, тальк, оксид титана, карбонат лития, оксид натрия, карбонат натрия, силикаты натрия, оксид магния, карбонат магния, оксид кальция, карбонат кальция, оксид марганца, борная кислота, карбид бора, диборид алюминия, нитрид бора и фосфид бора.

3. Расклинивающий агент по п.1, в котором композиция содержит каолин.

4. Расклинивающий агент по п.3, в котором композиция содержит обожженный каолин.

5. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка содержит оксид железа.

6. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка содержит оксид цинка.

7. Расклинивающий агент по п.1, в котором гранулы имеют кажущийся удельный вес ориентировочно от 2,70 до 3,75 г/см3.

8. Расклинивающий агент по п.1, в котором гранулы имеют объемную плотность ориентировочно от 1,35 до 2,15 г/см3.

9. Способ трещинообразования в подземной формации, в котором

нагнетают гидравлическую жидкость в формацию со скоростью и давлением, достаточными для открывания в ней трещины; и

нагнетают в трещину флюид, включающий в себя спеченные сферические гранулы, причем гранулы готовят из композиции, которая содержит тонкоизмельченный оксид алюминия с содержанием оксида алюминия около 99 вес.%, по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят глина и боксит, и по меньшей мере одну спекающую добавку в количестве, вес.%:

тонкоизмельченный оксид алюминия

от 36 до 64

глина и/или боксит

от 63 до 28

спекающая добавка

от 1 до 8

10. Способ по п.9, в котором спекающая добавка выбрана из группы, в которую входят оксид железа, оксид цинка, бентонитовая глина, полевой шпат, нефелин, сиенит, тальк, оксид титана, карбонат лития, оксид натрия, карбонат натрия, силикаты натрия, оксид магния, карбонат магния, оксид кальция, карбонат кальция, оксид марганца, борная кислота, карбид бора, диборат алюминия, нитрид бора и фосфид бора.

11. Способ по п.9, в котором композиция содержит каолин.

12. Способ по п.9, в котором композиция содержит обожженный каолин.

13. Способ по п.9, в котором спекающая добавка содержит оксид железа.

14. Способ по п.9, в котором спекающая добавка содержит оксид цинка.

15. Способ по п.9, в котором гранулы имеют кажущийся удельный вес ориентировочно
от 2,70 до 3,75 г/см3.

16. Способ по п.9, в котором гранулы имеют объемную плотность ориентировочно
от 1,35 до 2,15 г/см3.

 

Текст

Смотреть все

012824 Предпосылки к созданию изобретения Настоящее изобретение в общем имеет отношение к расклинивающим агентам для газовых и нефтяных скважин, а более конкретно к расклинивающим агентам, имеющим высокое сопротивление раздавливанию в широком диапазоне применений, причем для приготовления таких расклинивающих агентов в качестве одного из исходных материалов используют тонкоизмельченный оксид алюминия (глиноземную мелочь). Нефть и природный газ добывают из скважин, идущих в пористые и проницаемые подземные формации. Пористость формации позволяет ей удерживать нефть и природный газ, а проницаемость формации позволяет нефти или газу протекать через формацию. Проницаемость формации является существенной характеристикой, позволяющей нефти или газу протекать в местоположение, из которого они могут быть откачены через скважину. Иногда проницаемость формации, содержащей нефть или газ, является недостаточной для рентабельной добычи нефти или газа. В других случаях, во время работы скважины проницаемость формации падает до такой степени, что дальнейшая добыча становится нерентабельной. В таких случаях необходимо производить образование трещин в формации и расклинивать трещины, поддерживая их в открытом состоянии, при помощи расклинивающего материала или расклинивающего агента. Такое трещинообразование обычно осуществляют с использованием гидравлического давления, а в качестве расклинивающего материала или расклинивающего агента используют порошковый материал, такой как песок, стеклянные шарики или керамические частицы, которые вводят в трещину при помощи флюида. Считают, что сферические частицы одинаковых размеров являются наиболее эффективными расклинивающими агентами, так как они обеспечивают максимальную проницаемость. По этой причине,если другие характеристики являются одинаковыми, сферические или главным образом сферические расклинивающие агенты, такие как скругленные зерна песка, металлическая дробь, стеклянные шарики,пластинчатый оксид алюминия или другие керамические исходные материалы, механически обработанные для получения сфер, являются предпочтительными. Подробное описание изобретения В соответствии с настоящим изобретением предлагаются сферические гранулы или частицы,имеющие в качестве одного из исходных материалов тонкоизмельченный оксид алюминия. Сферические частицы могут быть использованы в качестве расклинивающих агентов для газовых и нефтяных скважин, а также для операций шлифования. Сферические частицы могут быть обожжены при температуре спекания в течение периода времени, достаточного для того, чтобы спеченные сферические гранулы имели кажущийся удельный вес ориентировочно от 2,70 до 3,75 г/см 3 и объемную плотность ориентировочно от 1,35 до 2,15 г/см 3. Расклинивающие агенты в соответствии с настоящим изобретением имеют прочность от средней до очень высокой и являются эффективными при напряжениях, вызывающих смыкание трещины, составляющих до 15,000 psi (фунт на кв.дюйм). Таким образом, расклинивающие агенты в соответствии с настоящим изобретением обычно могут быть использованы в имеющих среднюю и большую глубину газовых и нефтяных скважинах, в которых напряжения, вызывающие смыкание трещины, могут быть очень высокими. Сферические гранулы изготавливают из композиции тонкоизмельченного оксида алюминия и по меньшей мере одного материала, выбранного из глины и боксита. Кроме того, композиции могут иметь спекающие добавки. Подходящими спекающими добавками являются оксид железа и оксид цинка. Композиция может содержать, вес.%: тонкоизмельченный оксид алюминия от 36 до 64 глина и/или боксит от 63 до 28 спекающая добавка от 1 до 8. Подходящим тонкоизмельченным материалом из оксида алюминия для использования в композициях для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением является мелочь оксида алюминия с пылеуловителя, которая является побочным продуктом процесса очистки Байера. В соответствии с процессом Байера алюминиевый компонент бокситной руды растворяют в гидроксиде натрия, из раствора удаляют примеси и тригидрат оксида алюминия осаждают из раствора и затем прокаливают, чтобы получить оксид алюминия. Установки с использованием процесса Байера являются основным средством нагрева и охлаждения больших потоков рециркуляции раствора каустической соды. Боксит добавляют при высокой температуре, красный шлам удаляют при промежуточной температуре, а оксид алюминия осаждают при низкой температуре в цикле. Тонкоизмельченный оксид алюминия, который может быть использован для приготовления гранул расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением, является побочным продуктом этого процесса. Подходящий тонкоизмельченный оксид алюминия имеет содержание оксида алюминия около 99 вес.%, потерю веса на прокаливание около 13-22%, средний размер частиц около 12 мкм и распределение частиц по размерам, в котором около 86% или больше частиц имеют размер менее 45 мкм. Термин "потеря веса на прокаливание" относится к способу, хорошо знакомому специалистам, в котором образцы сушат при температуре около 100 С, чтобы удалить свободную влагу, и затем нагревают ориентировочно до 1000 С, чтобы удалить химически связанную воду и другие соединения.-1 012824 Композиции для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением также содержат по меньшей мере один материал, выбранный из глины и боксита. Подходящей глиной для использования в композициях для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением является каолин. Каолин встречается в природных условиях и представляет собой гидратный алюминосиликат, который содержит ориентировочно 52% SiO2 и 45% Al2O3 (в пересчете на вес после прокаливания). Залежи подходящего каолина имеются в Mclntyre, Georgia (США), причем этот каолин имеет потерю веса на прокаливание около 14%. В соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения каолин может быть прокален с использованием хорошо известных специалистам процессов, при известных температурах и в течение известного времени, так чтобы удалять достаточное количество воды гидратации для облегчения гранулирования. Подходящий бокситный материал для использования в композициях для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением может быть закуплен на фирме Comalco. Этот боксит встречается в природе и содержит ориентировочно 82% Al2O3 и 7% SiO2 (в пересчете на вес после прокаливания). Боксит добывают и прокаливают в Австралии, и при поступлении к заказчику он имеет потерю веса на прокаливание, составляющую ориентировочно менее 1%. В соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения бокситный материал может быть прокален с использованием хорошо известных специалистам процессов, при известных температурах и в течение известного времени, так чтобы удалять достаточное количество воды гидратации для облегчения гранулирования. Глина и боксит, предназначенные для использования в композициях для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением, являются совместимыми и могут быть использованы в качестве матрицы для широкого набора различных расклинивающих материалов, при этом может быть получен широкий набор композитных расклинивающих агентов, которые могут быть приспособлены для использования при особых условиях или в определенных формациях. При этом свойствами готовых спеченных композитных гранул, такими как прочность, проницаемость, кажущийся удельный вес, объемная плотность и кислотостойкость, можно управлять за счет изменений исходной смеси компонентов. Использованный здесь термин "кажущийся удельный вес" численно равен весу в граммах одного кубического сантиметра объема, за исключением объема пустот или открытой пористости. Значения кажущегося удельного веса, приведенные в данном описании, определены при помощи вытеснения воды. Использованный здесь термин "объемная плотность" определен как средний вес на единицу объема с учетом объема пустот между частицами. Если специально не указано иное, все проценты, пропорции и величины, имеющие отношение к композиции, выражены здесь в терминах веса. Как уже было упомянуто здесь выше, композиции для приготовления расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением также могут содержать спекающие добавки, такие как оксид железа или оксид цинка. Оксид железа может быть добавлен в композицию в виде красного железняка(Fe2O3) или в других формах оксида железа, таких как FeO и Fe3O4, так что использованный здесь термин"оксид железа" включает в себя все формы оксида железа и может быть в общем выражен формулойFexOy. Подходящим оксидом железа является оксид железа пигментной градации, который может быть закуплен на фирме Densimix, Inc. Подходящий оксид цинка может быть закуплен на фирме U.S. Zinc. В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ удерживания от смыкания трещин в газовых и нефтяных скважинах, на глубинах до 20000 футов, с использованием расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением, за счет перемешивания расклинивающего агента с флюидом, таким как масло или вода, и введения (нагнетания) полученной смеси в трещину в подземной формации. Следует иметь в виду, что приложенное к трещине давление сжатия (давление смыкания трещины) обычно составляет ориентировочно до 15,000 psi. В способе в соответствии с настоящим изобретением композицию, которая содержит тонкоизмельченный оксид алюминия, по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят глина и боксит, и, возможно, одну или несколько спекающих добавок, растирают в мелкий порошок. Полученную порошковую смесь вводят в мощный смеситель, имеющий поворотный стол, снабженный вращающейся ударной лопастью, который описан, например, в патенте США 3690622. Вводят достаточное количество воды для образования главным образом сферических керамических гранул. Возможно, в исходную смесь может быть добавлен связующий материал, что известно само по себе, например различные смолы или парафины, крахмал или поливиниловый спирт, чтобы улучшить гранулирование и повысить прочность неспеченных гранул. Подходящим связующим материалом является крахмал, который может быть добавлен в количестве ориентировочно от 0 до 1,5 вес.%. В соответствии с некоторыми вариантами крахмал может быть добавлен в количестве ориентировочно от 0,5 до 0,7 вес.%. Полученные гранулы подвергают сушке и просеивают для получения заданного размера перед спеканием, а затем обжигают при температуре обжига, пока не будет получен кажущийся удельный вес ориентировочно от 2,70 до 3,75 в зависимости от композиции исходной смеси.-2 012824 Композиция может также содержать другие обычные спекающие добавки, в том числе, например, в небольших количествах бентонитовую глину, полевой шпат, нефелин сиенит, тальк, оксид титана и соединения лития, натрия, магния, калия, кальция, марганца и бора, такие как карбонат литая, оксид натрия, карбонат натрия, силикаты натрия, оксид магния, карбонат магния, оксид кальция, карбонат кальция, оксид марганца, борная кислота, карбид бора, диборид алюминия, нитрид бора и фосфид бора. Наиболее желательный диапазон содержания спекающих добавок легко может быть определен специалистами в зависимости от конкретной использованной смеси тонкоизмельченного оксида алюминия, глины и боксита. Спеченные гранулы расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением являются сферическими по форме. Сферичность гранул расклинивающего агента определяют с использованием визуального компаратора. В публикации Krumbein and Sloss, Stratigraphy and Sedimentation, 2nd edition,1955, W.H. FreemanCo., San Francisco, Calif. описана таблица, которая может быть использована для визуального определения сферичности и круглоты. Визуальное сравнение с использованием этой таблицы представляет собой широко распространенный способ оценки сферичности и круглоты частиц. При осуществлении способа визуального сравнения образуют случайную выборку из 20 частиц проверяемого материала. Частицы рассматривают под микроскопом с увеличением от 10 до 20 крат или анализируют микрофотоснимок, и их форму сравнивают с таблицей Krumbein and Sloss. В таблице сферичность имеет диапазон от 0,3 до 0,9. Табличные значения для индивидуальных частиц затем усредняют, чтобы получить значение сферичности. Использованный здесь термин "сферическая частица" и производные от него относится к частицам,у которых среднее отношение минимального диаметра к максимальному диаметру составляет около 0,80 или больше или которые имеют среднее значение сферичности около 0,80 или больше по таблицеKrumbein and Sloss. Гранулы спеченного расклинивающего агента в соответствии с настоящим изобретением имеют среднюю сферичность около 0,80 или больше, если произвести визуальное сравнение по таблице Krumbein and Sloss. Гранулы спеченного расклинивающего агента в соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения имеют сферичность (круглоту) около 0,9. Подходящий процесс получения спеченных сферических гранул в соответствии с настоящим изобретением может быть следующим. 1. Исходные ингредиенты в виде тонкоизмельченного оксида алюминия вместе с глиной и/или бокситом, и, возможно, с одной или несколькими спекающими добавками, и, возможно, со связующим материалом измельчают так, что ориентировочно 90-100% частиц имеет размер менее 325 меш. В соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения прокаливают глину и/или боксит, а в качестве связующего материала, если он есть, используют крахмал. 90 вес.% измельченных исходных ингредиентов вводят в мощный смеситель. 2. Исходные ингредиенты перемешивают с использованием имеющегося подходящего серийного устройства для перемешивания, которое имеет поворотный горизонтальный или наклонный круглый стол и вращающуюся ударную лопасть. 3. Во время перемешивания смеси добавляют достаточное количество воды, чтобы вызвать образование сферических гранул и рост этих гранул до желательного размера. Как правило, полное количество воды, которое достаточно для образования главным образом сферических гранул, составляет ориентировочно от 17 до 23 вес.% в пересчете на вес исходных ингредиентов. Полное время перемешивания обычно составляет ориентировочно от 2 до 15 мин. После того как из смеси тонкоизмельченного оксида алюминия, по меньшей мере одного материала, выбранного из глины и боксита, возможно, одной или нескольких спекающих добавок и, возможно,связующего материала будут получены сферические гранулы желательного размера, скорость смесителя снижают и 10 вес.% измельченных исходных ингредиентов добавляют в смеситель. 4. Полученные гранулы подвергают сушке и просеивают до заданного размера, позволяющего компенсировать усадку, которая происходит при спекании в обжиговой печи. Гранулы преимущественно просеивают до заданного размера после сушки. Отходы, содержащие слишком крупные и мелкие гранулы и порошковый материал, полученный после сушки, могут быть использованы повторно. 5. Сухие гранулы затем обжигают при температуре спекания в течение времени, достаточного для получения спеченных сферических гранул, имеющих кажущийся удельный вес от 2,70 до 3,75 и объемную плотность ориентировочно от 1,35 до 2,15 г/см 3. Конкретное время и температура обжига зависят от исходных ингредиентов и их определяют эмпирически на основании физических испытаний гранул после обжига.-3 012824 Отсеивание гранул может быть проведено также и после обжига. Готовые гранулы могут быть подвергнуты галтовке для улучшения гладкости поверхности. Расклинивающий агент в соответствии с настоящим изобретением обычно имеет гранулометрический состав, который соответствует градации 20/40 API, при которой 90% продукта остаются между первичными ситами 20 и 40 меш. Однако в этом же смесителе из той же самой смеси могут быть получены и другие размеры расклинивающего агента в диапазоне от 140 до 6 меш. Расклинивающий агент, приготовленный в соответствии с настоящим изобретением, имеет типичное распределение на ситах (вес.% задержанных ситами частиц), приведенное в табл. 1. Таблица 1 Значения объемной плотности, приведенные в табл. 2, были определены путем взвешивания пробы частиц, которая заполняет чашку известного объема, с использованием методики ANSI B74.4. Значения сопротивления раздавливанию, приведенные в табл. 2, были определены с использованием методики Американского нефтяного института (API) для определения сопротивления раздавливанию. В соответствии с этой методикой слой пробы толщиной около 6 мм помещают в полую цилиндрическую ячейку. Затем в ячейку вводят поршень. После этого к пробе прикладывают нагрузку через поршень. Нагрузку повышают до максимальной в течение 1 мин и затем удерживают в течение 2 мин. После этого нагрузку снимают, пробу извлекают их ячейки и просеивают, чтобы отделить раздробленный материал. Результаты выражают как процент веса раздробленного материала, имеющего размер меньше исходного материала, к весу исходной пробы (например, для материала 20/40 размер раздробленного материала равен 40 меш). В табл. 2 представлен перечень композиций в соответствии с настоящим изобретением для гранул,полученных из указанных исходных материалов. Также приведены результаты испытаний этих гранул. Все пробы были приготовлены в соответствии с описанными здесь процедурами. В примерах 1-4 приведены детали процедур, использованных при приготовлении проб расклинивающего агента, данные испытаний которых приведены в табл. 2. Химические составы смесей были подсчитаны из соотношений компонентов смеси исходных материалов, а химические составы исходных материалов были определены с использованием метода индуцируемой плазмы (ICP), который представляет собой аналитический метод, хорошо известный специалистам. Таблица 2-4 012824 Пример 1. Была приготовлена смесь с отношением 58/42 тонкоизмельченного оксида алюминия и обожженного (прокаленного) каолина, причем смесь сначала измельчали так, чтобы 99,4% частиц имели размер меньше 325 меш. Затем около 3200 г смеси 58/42 загружали в смеситель типа R02 Eirich. Смеситель включали с высокой скоростью ротора и добавляли 1050 г воды, содержащей 24 г крахмала в качестве связующего материала. Гранулирование продолжали с высокой скоростью ротора в течение 4,5 мин. Затем снижали скорость ротора и добавляли 200 г полировальной пасты, которая имеет такую же композицию с отношением 58/42 тонкоизмельченного оксида алюминия и обожженного каолина. Гранулы полировали при медленном вращении ротора в течение 1,5 мин. Затем гранулы сушили и просеивали до размера -16 меш/+30 меш, после чего обжигали при температуре в диапазоне от 2850 до 3000F. Полученные гранулы имеют объемную плотность 1,34 г/см 3. Прочность на раздавливание гранул проверяли в соответствии с описанной здесь выше методикойAPI, причем при наведенном давлении 4,000 psi гранулы имеют 2,1% раздавленных частиц. Более высокая прочность на раздавливание была получена при температуре обжига 3000F, которая представляет собой максимальную температуру, которую можно было получить в лабораторной печи. Можно полагать, что обжиг гранул из этой смеси при более высоких температурах обжига позволяет получать гранулы с оптимальной прочностью. Пример 2. Около 3200 г смеси с отношением 64/28/8 тонкоизмельченного оксида алюминия, обожженного каолина и оксида железа, 98,6% частиц которой имеют размер меньше 325 меш, загружали в смеситель типа R02 Eirich. Смеситель включали с высокой скоростью ротора и добавляли 750 г воды, содержащей 24 г крахмала в качестве связующего материала, который может быть закуплен на фирме Tate and Lyle NorthAmerica, торговая марка Staramic 100. Вращение стола и ротора производили в течение ориентировочно 10,5 мин. Затем скорость ротора снижали и постепенно добавляли 200 г полировальной пасты, которая имеет такую же композицию с отношением 64/28/8 тонкоизмельченного оксида алюминия, обожженного каолина и оксида железа. Полирование производили ориентировочно в течение 2 мин. Затем гранулы сушили и просеивали до размера -16 меш/+30 меш, после чего обжигали при температуре 2,750F. Полученные гранулы имеют кажущуюся удельную массу около 3,30, объемную плотность 1,84 г/см 3 и сферичность свыше 0,8, при определении по таблице Krumbein and Sloss. Прочность на раздавливание гранул проверяли в соответствии с описанной здесь выше методикойAPI, причем при наведенном давлении 10,000 psi гранулы имеют 2,9% раздавленных частиц, что отвечает требованию API, в соответствии с которым максимальный процент раздавленных частиц для этого размера расклинивающего агента составляет 10%. Пример 3. Около 4,5 кг смеси с отношением 36/63/1 тонкоизмельченного оксида алюминия, боксита и оксида цинка, 99,9% частиц которой имеют размер меньше 325 меш, загружали в смеситель типа R02 Eirich. Смеситель включали с высокой скоростью ротора и добавляли около 1000 г воды. Вращение стола и ротора производили в течение ориентировочно 6 мин. Затем скорость ротора снижали и постепенно добавляли 450 г полировальной пасты, которая имеет такую же композицию с отношением 36/63/1 тонкоизмельченного оксида алюминия, боксита и оксида цинка. Полирование производили ориентировочно в течение 1 мин. Затем гранулы сушили и просеивали до размера -16 меш/+30 меш, после чего обжигали при температуре около 2,840F. Полученные гранулы имеют кажущуюся удельную массу около 3,65, объемную плотность 1,99 г/см 3 и сферичность свыше 0,8, при определении по таблице Krumbein and Sloss. Прочность на раздавливание гранул проверяли в соответствии с описанной здесь выше методикойAPI, причем при наведенном давлении 15,000 psi гранулы имеют 7,4% раздавленных частиц, что отвечает требованию API, в соответствии с которым максимальный процент раздавленных частиц для этого размера расклинивающего агента составляет 10%. Пример 4. Около 3,6 кг смеси с отношением 20/80 тонкоизмельченного оксида алюминия и боксита, 99,9% частиц которой имеют размер меньше 325 меш, загружали в смеситель типа R02 Eirich. Смеситель включали с высокой скоростью ротора и добавляли около 800 г воды. Вращение стола и ротора производили в течение ориентировочно 6 мин. Затем скорость ротора снижали и постепенно добавляли 360 г полировальной пасты, которая имеет такую же композицию с отношением 20/80 тонкоизмельченного оксида алюминия и боксита. Полирование производили ориентировочно в течение 1 мин. Затем гранулы сушили и просеивали до размера -16 меш/+30 меш, после чего обжигали при температуре около 2,750F. Полученные гранулы имеют кажущийся удельный вес около 3,63, объемную плотность 1,98 г/см 3 и сферичность свыше 0,8, при определении по таблице Krumbein and Sloss. Прочность на раздавливание гранул проверяли в соответствии с описанной здесь выше методикойAPI, причем при наведенном давлении 15,000 psi гранулы имеют 2,9% раздавленных частиц, что отвечает требованию API, в соответствии с которым максимальный процент раздавленных частиц для этого-5 012824 размера расклинивающего агента составляет 10%. Сферические спеченные гранулы в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в качестве расклинивающих агентов в методах трещинообразования подземных формаций, чтобы повысить их проницаемость, в особенности таких формаций, которые имеют давление смыкания трещин до 15,000 psi и которые типично расположены на глубинах до 20000 футов. При использовании гранул в соответствии с настоящим изобретением в качестве расклинивающих агентов с ними обращаются как с обычными расклинивающими агентами. Гранулы могут быть доставлены на буровую площадку в мешках или навалом, вместе с другими материалами, которые используют при гидравлическом разрыве пласта. Обычное оборудование и обычные технологии могут быть использованы для введения сферических гранул в трещины в качестве расклинивающего агента. Вязкую жидкость, часто называемую "буфер" (жидкость разрыва без расклинивающих агентов),вводят в скважину со скоростью и давлением, которые позволяют создавать и распространять трещины в подземной формации. Жидкостью разрыва может быть жидкость на базе масла, на водной основе, на базе кислоты, эмульсии, пены или любого другого флюида. Нагнетание жидкости разрыва продолжают до тех пор, пока не будет получена трещина соответствующей геометрии, позволяющая вводить в нее расклинивающие гранулы. После этого описанные здесь гранулы вводят в трещину за счет нагнетания жидкости разрыва, в которую гранулы предварительно были введены в виде взвеси. Распределение расклинивающих гранул обычно, но не обязательно, имеет вид многослойной упаковки. После введения гранул в трещину скважину оставляют в режиме закрытой скважины на время, достаточное для того,чтобы давление из трещины стравилось в формацию. Это заставляет трещину закрываться и прикладывать давление к расклинивающим гранулам, которые противодействуют дальнейшему закрыванию трещины. Кроме того, сферические спеченные гранулы в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в качестве средства шлифования. При использовании в качестве средства шлифования применяют гранулы почти белого или бледного желто-коричневого цвета, что является желательным свойством для средств шлифования, которые используют для шлифования минералов или в тех видах шлифования, когда цвет обрабатываемого продукта является критическим параметром качества. Когда происходит износ сферических спеченных гранул в соответствии с настоящим изобретением во время использования, они не вызывают изменения цвета продукта, в отличие от металлического средства шлифования или керамического средства темного цвета. Несмотря на то что был описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Расклинивающий агент для газовых и нефтяных скважин, который содержит множество спеченных сферических гранул, причем указанные гранулы изготовлены из композиции, которая содержит тонкоизмельченный оксид алюминия с содержанием оксида алюминия около 99 вес.%, по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят глина и боксит, и по меньшей мере одну спекающую добавку в количестве, вес.%: тонкоизмельченный оксид алюминия от 36 до 64 глина и/или боксит от 63 до 28 спекающая добавка от 1 до 8. 2. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка выбрана из группы, в которую входят оксид железа, оксид цинка, бентонитовая глина, полевой шпат, нефелин сиенит, тальк, оксид титана,карбонат лития, оксид натрия, карбонат натрия, силикаты натрия, оксид магния, карбонат магния, оксид кальция, карбонат кальция, оксид марганца, борная кислота, карбид бора, диборид алюминия, нитрид бора и фосфид бора. 3. Расклинивающий агент по п.1, в котором композиция содержит каолин. 4. Расклинивающий агент по п.3, в котором композиция содержит обожженный каолин. 5. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка содержит оксид железа. 6. Расклинивающий агент по п.1, в котором спекающая добавка содержит оксид цинка. 7. Расклинивающий агент по п.1, в котором гранулы имеют кажущийся удельный вес ориентировочно от 2,70 до 3,75 г/см 3. 8. Расклинивающий агент по п.1, в котором гранулы имеют объемную плотность ориентировочно от 1,35 до 2,15 г/см 3. 9. Способ трещинообразования в подземной формации, в котором нагнетают гидравлическую жидкость в формацию со скоростью и давлением, достаточными для открывания в ней трещины; и нагнетают в трещину флюид, включающий в себя спеченные сферические гранулы, причем гранулы готовят из композиции, которая содержит тонкоизмельченный оксид алюминия с содержанием окси-6 012824 да алюминия около 99 вес.%, по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят глина и боксит, и по меньшей мере одну спекающую добавку в количестве, вес.%: тонкоизмельченный оксид алюминия от 36 до 64 глина и/или боксит от 63 до 28 спекающая добавка от 1 до 8 10. Способ по п.9, в котором спекающая добавка выбрана из группы, в которую входят оксид железа, оксид цинка, бентонитовая глина, полевой шпат, нефелин, сиенит, тальк, оксид титана, карбонат лития, оксид натрия, карбонат натрия, силикаты натрия, оксид магния, карбонат магния, оксид кальция,карбонат кальция, оксид марганца, борная кислота, карбид бора, диборат алюминия, нитрид бора и фосфид бора. 11. Способ по п.9, в котором композиция содержит каолин. 12. Способ по п.9, в котором композиция содержит обожженный каолин. 13. Способ по п.9, в котором спекающая добавка содержит оксид железа. 14. Способ по п.9, в котором спекающая добавка содержит оксид цинка. 15. Способ по п.9, в котором гранулы имеют кажущийся удельный вес ориентировочно от 2,70 до 3,75 г/см 3. 16. Способ по п.9, в котором гранулы имеют объемную плотность ориентировочно от 1,35 до 2,15 г/см 3.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/267

Метки: нефтяных, расклинивающий, агент, формации, газовых, способ, скважин, подземной, трещинообразования

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-12824-rasklinivayushhijj-agent-dlya-gazovyh-i-neftyanyh-skvazhin-i-sposob-treshhinoobrazovaniya-v-podzemnojj-formacii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Расклинивающий агент для газовых и нефтяных скважин и способ трещинообразования в подземной формации</a>

Похожие патенты