Badania odbudowy przewodności warstwy podsadzki dla gazu (azotu) po zabiegu szczelinowania złóż niekonwencjonalnych

• Autorzy: Masłowski M.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2017.03.05

Warianty tytułu

EN

The studies of the reconstruction of the original conductivity of the proppant pack for the gas (nitrogen) after the hydraulic fracturing treatment of unconventional reservoirs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono tematykę związaną z technologią tworzenia szczelin, uszkodzeniem pierwotnej przewodności warstwy materiału podsadzkowego oraz odbudową jej pierwotnej przewodności po zabiegu hydraulicznego szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Zagadnienie to dotyczy oczyszczania warstwy podsadzki przez przepływający gaz z pozostałości po płynie szczelinującym. Przedstawiono również metodykę badania wielkości oczyszczenia szczeliny z płynu zabiegowego przez przepływający gaz. Badania wykonano dla lekkiej podsadzki ceramicznej oraz płynu szczelinującego na bazie naturalnego polimeru liniowego (guar) o koncentracji 3,6 kg/m³ (tj. 30 lb/1000 gal). Technologia ta stosowana jest często do szczelinowania złóż niekonwencjonalnych typu łupkowego shale gas oraz piaskowców typu tight gas. Podsadzka była umieszczona pomiędzy dwoma kształtkami skalnymi. Koncentracja powierzchniowa podsadzki wynosiła 9,76 kg/m² (tj. 2 lb/ft²). Do badań przyjęto temperaturę 80°C oraz naprężenie ściskające 41,4 MPa (tj. 6000 psi). Czas zadanego oddziaływania naprężenia ściskającego na warstwę podsadzki wynosił 36 godz. Dla wstępnego dwugodzinnego oczyszczania uszkodzonej warstwy podsadzki jej przewodność dla zawilgoconego gazu (azotu) wynosiła 425,54 · 10^-15m² · m po upływie 36 godzin oddziaływania zadanego naprężenia ściskającego. Wstępne oczyszczanie szczeliny z polimeru przez gaz odbywało się przy przepływie 2 l/min. Pierwotna przewodność tej szczeliny, bez uszkodzenia płynem szczelinującym, wynosiła 651,17 · 10^-15 m² · m. Tym samym po wstępnym oczyszczaniu szczeliny z płynu uzyskano 65,4% odbudowy jej pierwotnej przewodności dla zawilgoconego gazu (azotu). Wielkość uszkodzenia pierwotnej przewodności warstwy podsadzki przez polimer liniowy wynosiła 34,6%.

EN

This article presents the issues of technology used to create the rock fractures, process of damage to original proppant pack conductivity and the reconstruction of its original conductivity after hydraulic fracturing in unconventional deposits. It is connected to the removal of the remains of the fracturing fluid from the proppant pack, by the wet gas (nitrogen). The tests were performed for the light ceramic proppant and the fracturing a fluid based on a linear polymer (guar) with a concentration of up to 3.6 kg/m³ (30 lb/1000 gal). This technology is often used for the hydraulic fracturing of unconventional reservoirs including fracturing in shales and tight gas sandstone. Proppant was placed between two Ohio sandstone’s slabs. The concentration of proppant amounted to 9.76 kg/m² (2 lb/ft²). The studies were performed at 80°C, and the compressive stress 41.4 MPa (6000 psi). The compressive stress was applied to the proppant pack for 36 hours. After 2-hour pre-cleaning of the proppant pack damaged by the fracturing fluid, the conductivity for wet gas (nitrogen) after 36 hours, amounted to 425.54 · 10^-15 m² · m. Pre-cleaning of the proppant pack by gas was performed at the flow rate of 2 l/min. The original conductivity of proppant pack for the wet gas (nitrogen) before the damage to the fluid was 651.17 · 10^-15 m² · m. Thus after the pre-treatment of the damaged proppant pack 65.4% recovery of its original conductivity was obtained for the wet gas (nitrogen). The damage to the original conductivity of the proppant pack by a linear polymer was 34.6%.

Słowa kluczowe

PL

szczelinowanie hydrauliczne; podsadzka; uszkodzenie przewodności podsadzki; płyn szczelinujący; złoża niekonwencjonalne

EN

hydraulic fracturing; proppant material; conductivity damage; fracturing fluid; unconventional reservoirs

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 73, nr 3
• Strony: 177--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Masłowski M.

• Zakład Stymulacji Wydobycia Węglowodorów. Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków

Bibliografia

• [1] Alramahi B., Sundberg M.I.: Proppant Embedment and Conductivity of Hydraulic Fractures in Shales. American Rock Mechanics Association, 2012, s. 12-291.
• [2] Czupski M.: Zastosowanie mikroemulsjijako składnika popra¬wiającego sprawność płynów szczelinujących i odbiór cieczy po wykonanym zabiegu. Nafta-Gaz 2012, nr 3, s. 171-179.
• [3] Czupski M. i zespół: Zastosowanie mikroemulsji jako składnika poprawiającego sprawność płynów szczelinujących i odbiór cieczy po wykonanym zabiegu. Praca statutowa INiG, nr zlecenia 27/KS/11, nr archiwalny KSW-4100-27/1 1, Kraków, październik 2011, s. 2-3.
• [4] Czupski M., Kasza P., Biały E., Masłowski M., Wilk K.: Płyny do szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Praca statutowa INiG, nr zlecenia 76/KS/12, nr archiwalny DK-4100-76/12, Kraków, październik 2012, s. 1-40.
• [5] Czupski M., Kasza P, Wilk K.: Płyny do szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2013, nr 1, s. 42-50.
• [6] Economides M.J., Nolte K.G.: Reservoir Stimulation. Second edition. Houston 1989.
• [7] Handren P., Palish T. : Successful Hybrid Slickwater Fracture Design Evolution - An East Texas Cotton Valley Taylor Case History. SPE 110451, 2007, s. 1-6.
• [8] Kasza P.: Zabiegi stymulacji wydobycia w niekonwencjonalnych złożach węglowodorów. Nafta-Gaz 2011, nr 10, s. 697-701.
• [9] Kasza P., Biały E., Czupski M., Masłowski M., Wilk K.: Nowe technologie w zakresie hydraulicznego szczelinowania i kwasowania złóż. Dokumentacja INiG, nr zlecenia 12697 KS/11, nr archiwalny DK-4100-112/11, Krosno, grudzień
• [10] Kasza P, Czupski M., Biały E.: Nowe technologie stymulacji wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego. Projekt: PROGEOGAZ INiG, Krosno 2004.
• [11] King G.E. : Thirty Years of Gas Shale Fracturing: What Have We Learned? SPE 133456, 2010, s. 1-50.
• [12] Masłowski M.: Badania przewodności warstwy materiału podsadzkowego dla gazu (azotu) po zabiegu hydraulicznego szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2016, nr 3, s. 177-185.
• [13] Masłowski M.: Badania zjawiska wciskania ziaren materiału podsadzkowego w ściany szczeliny po zabiegu hydraulicznego szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2015, nr 7, s. 461-471.
• [14] Masłowski M.: Materiały podsadzkowe do zabiegów hydraulicznego szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Nafta-Gaz 2014, nr 2, s. 75-86.
• [15] Masłowski M., Czupski M.: Podstawowe właściwości materiałów podsadzkowych stosowanych do zabiegów hydraulicznego szczelinowania złóż węglowodorów. Przegląd Górniczy 2014, nr 12, s. 44-50.
• [16] Masłowski M., Kasza P., Czupski M., Biały E., Wilk K., Stachowicz A.: Opracowanie metodyki badania materiałów podsadzkowych do zabiegów szczelinowania złóż niekonwencjonalnych. Praca statutowa INiG, nr zlecenia 80/KS/13, nr archiwalny DK-4100-80/13, Krosno, październik 2013, s. 1-53.
• [17] Masłowski M., Kasza P., Czupski M., Biały E., Wilk K., Stachowicz A., Moska R.: Badania odbudowy przewodności szczeliny wypełnionej podsadzką po zabiegach hydraulicznego szczelinowania. Praca statutowa INiG - PIB, nr zlecenia 33/KS/16, nr archiwalny DK-4100-33/16, Krosno, listopad 2016, s. 1-84.
• [18] Masłowski M., Kasza P., Czupski M., Biały E., Wilk K., Stachowicz A., Moska R.: Badania zjawiska wciskania ziaren materiału podsadzkowego w ściany szczeliny po zabiegu szczelinowania. Praca statutowa INiG - PIB, nr zlecenia 20/KS/14, nr archiwalny DK-4100-20/147, Krosno, październik 2014, s. 1-53.
• [19] Masłowski M., Kasza P., Czupski M., Biały E., Wilk K., Stachowicz A., Moska R.: Badanie wpływu płynów szczelinujących na uszkodzenie hydroprzewodności szczeliny wypełnionej materiałem podsadzkowym w złożach węglowodorów. Praca statutowa INiG - PIB, nr zlecenia 33/KS/15, nr archiwalny DK-4100-33/15, Krosno, wrzesień 2015, s. 1-74.
• [20] Morales H.: Sustaining Fracture Area and Conductivity of Gas Shale Reservoirs for Enhancing Long-Term Production and Recovery. Research Partnership to Secure Energy for America, Unconventional Gas Conference 2012: Geology, the Environment, Hydraulic Fracturing, Canonsburg, 17-18.04.2012.
• [21] Palisch T.T., Vincent M.C., Handren P.J.: Slickwater Fracturing-food for thought. SPE 115766, 2008, s. 1-20.
• [22] Reinicke A., Rybacki E., Stanchits S., Huenges E., Dresen G.: Hydraulic fracturing stimulation techniques and formation damage mechanisms - Implications from laboratory testing of tight sandstone - proppant systems. Chemie der Erde 2010, vol. 70,8.107-117.
• [23] Zhu Ding: Advanced hydraulic fracturing technology for unconventional tight gas reservoirs. Project no. 07122-33 Research Partnership to Secure Energy for America, Texas 01.08.2012,s.39-41.
• Akty prawne i normatywne
• [24] International Standard ISO 13503-2:2006(E): Petroleum and natural gas Industries - Completion fluids and materials - Part 2: Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations, Annex A — Formazin solution preparation. First edition, 1.11.2006, s. 28.
• [25] International Standard ISO 13503-2:2006/Amd.l:2009(E): Petroleum and natural gas Industries — Completion fluids and materials — Part 2: Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations, AMENDMENT1: Addition of Annex B: Proppant specification. 1.11.2009,8.5.
• [26] International Standard ISO 13503-5:2006: Petroleum and natural gas Industries - Completion fluids and materials - Part 5: Procedures for Measuring the Long-term Conductivity of Proppants. First edition, 2006.
• [27] Polska Norma PN-EN ISO 13503-2: Przemyśl naftowy i gazowniczy - Płyny i materiały do dowiercania złóż - Część 2: Pomiary właściwości materiałów podsadzkowych używanych podczas zabiegów hydraulicznego szczelinowania oraz wykonywania obsypki żwirowej (ISO 13503-2:2006). Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa, styczeń 2010.
• [28] Polska Norma PN-EN ISO 13503-5: Przemysł naftowy i gazowniczy — Materiały i płyny do dowiercania złóż - Część 5: Procedury pomiaru długotrwałej przewodności materiałów.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).