Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simulation of Fracture Conductivity Changes Due to Proppant Composition and Stress Cycles

Knez Dariusz, Mazur Sylwia

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1/2

231--234

EN

Properties of proppant affect hydraulic fracturing design results. The one of the most important goals of stimulation is to obtain fracture with high and viable conductivity. Bulk density and the grains size are factors that the most influence fracture conductivity. Regarding proppant, the common point of view is, that only mesh size and type of proppant (bulk density, crush rate) have influence on hydraulic fracturing efficiency. Paper presents computer simulation results of conductivity reduction caused by stress changes. Calculations were done for the same proppant type and size but with different grain compositions. It shows influence of average diameter of proppant grains and bulk density variation on fracture conductivity. It was found that the most important factor is number of stress cycles. Higher stress cycle number results in significant fracture conductivity reduction.

PL

Rezultaty projektowania zabiegu szczelinowania hydraulicznego są uzależnione od właściwości propantu. Jednym z najważniejszych celów stymulacji jest uzyskanie szczeliny o możliwie wysokiej przewodności. Czynnikami, które mają największy wpływ na przewodność są: rozmiar ziaren propantu i jego gęstość objętościowa. Czym większa gęstość objętościowa tym niższą przewodność szczeliny można uzyskać. Natomiast większe ziarna pozwalają na uzyskanie wyższej porowatości i lepszej przewodności. W artykule przedstawiono wyniki symulacji komputerowej pokazujące wpływ zmian naprężenia na obniżenie przewodności. Obliczenia przeprowadzono dla tego samego typu i rozmiaru propantu ale o zmiennym uziarnieniu. Wykazano wpływ gęstości objętościowej i średniej średnicy ziarna propantu na przewodność szczeliny. Stwierdzono, że najważniejszym czynnikiem jest liczba cykli zmian naprężenia. Wzrost liczby cykli powoduje znaczne obniżenie przewodności szczeliny.

2

Express techniques for laboratory definition of reservoir permeability recovery coefficient due to the influence of fracturing fluid

Gubanov V. B., Malkin D. N., Magadova L. A.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 4

236--241

EN

An express method of fracturing fluid influence estimation on the permeability of production reservoirs is offered, by using a sandpack model heated up to reservoir temperature. A part of the model is filled with quartz sand fraction of a given permeability. The rest of the model is filled with proppant. The model is saturated with saline water and heated up to reservoir temperature. Initially, water permeability for the sand-pack model part is determined. Then, hydraulic fracturing fluid is injected in the model proppant part. During injection, recording of the filtrate volume and differential pressure changing, allows us to estimate the filterability of the fracturing fluid. After exposure time for fluid breaking, during the filtration process of saline water in the opposite direction, we can estimate destruction rate according to the obtained permeability recovery coefficient of the model part filled with sand. In this article the results of the plugging properties investigation and the impact on permeability of the porous medium before and after the gel destruction of the two fracturing fluids (cross-linked polysaccharide gel and the experimental non-guar of fracturing fluid) are shown. There are significant differences in fluid behavior during filtration through a porous medium, which depends on the mechanisms of gel systems formation. It is shown, that the recovery factor of permeability, depends on the depth of fracturing fluid penetration in a porous medium.

PL

Szybka metoda oszacowania wpływu płynu szczelinującego na przepuszczalność zbiornika produkcyjnego jest oferowana poprzez zastosowanie modelu sand-pack podgrzanego do temperatury zbiornika. Część tego modelu jest wypełniona frakcją piasku kwarcowego o określonej przepuszczalności. Reszta modelu jest wypełniona podsadzką. Model ten jest nasycony solanką i ogrzany do temperatury zbiornika. Początkowo, przepuszczalność wody części modelu sand-pack jest ustalona. Następnie, płyn do szczelinowania hydraulicznego jest wtryskiwany do części modelu podsadzki. Podczas wtrysku, zapis zmiany objętości filtratu i ciśnienia różnicowego pozwala na oszacowanie filtrowalności płynu szczelinującego. Po czasie ekspozycji na zerwania płynu w trakcie procesu filtracji słonej wody w przeciwnym kierunku, można oszacować wskaźnik zniszczenia, w zależności otrzymanego współczynnika odzysku przepuszczalności tej części modelu wypełnionej piaskiem. W artykule są pokazane wyniki badania właściwości zatykania oraz wpływu na przepuszczalność porowatego nośnika przed i po zniszczeniu żelu dwóch płynów szczelinujących (usieciowanego żelu polisacharydu i eksperymentalnego non-guar płynu szczelinującego). Istnieją znaczące różnice w zachowaniu płynu podczas filtracji przez porowaty nośnik, które zależą od mechanizmów powstawania systemów żelowych. Jak widać, współczynnik odzyskiwania przepuszczalności zależy od głębokości penetracji płynu szczelinującego w porowatym nośniku.

3

Badania reologiczne mas ceramicznych służących do otrzymywania propantów

Zarzycka D., Wiśniewski P., Mizera J.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

514--515

PL

Celem badań było opracowanie mas lejnych z surowców głównie pochodzenia krajowego do otrzymania propantów ceramicznych metodą suszenia rozpyłowego. Sporządzono masy lejne z kaolinu, gliny, boksytu oraz mieszanki tych surowców z 5 i 10% wag. dodatkiem popiołu pochodzącego ze spalania węgla brunatnego. Przygotowane masy lejne poddawano badaniom reologicznym. Zastosowano cztery deflokulanty, które wprowadzono w ilości 0,25% wag. w stosunku do fazy stałej.

EN

The aim of the research was to develop mixtures from domestic raw materials which are used for ceramic proppants generation by the method of spray drying The subject of the study were slurries prepared with kaolin, clay, bauxite and mixtures of these materials with 5 and 10% wt. addition of ash from the combustion of brown coal. Prepared slurries were tested for their rheology. Deflocculants were four organic compounds in amount of 0.25% by weight relative to the solid phase.

4

Badania nad technologią wytwarzania materiałów podsadzkowych (propantów) stosowanych przy wydobyciu gazu łupkowego. Cz.2 – Metoda granulowanie i spiekanie

Rybicka-Łada J., Zawiła J., Pichniarczyk P., Pabian S.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 22

56--66

PL

W artykule omówiono możliwości wytworzenia propantów ceramicznych drogą granulowania i spiekania otrzymanego granulatu na bazie surowców naturalnych i/lub odpadowych, nadających się do stosowania jako materiał podsadzkowy w procesie szczelinowania hydraulicznego złóż gazu łupkowego. Prace badawcze były prowadzone w skali laboratoryjnej i dotyczyły opracowania składu chemicznego i surowcowego oraz doboru parametrów procesu obróbki mechanochemicznej i termicznej zestawów. Badania właściwości użytkowych wykonano dla partii wytypowanych granulatów w ilości potrzebnej do badań normatywnych, które zrealizowano w oparciu o wytyczne normy International Standard ISO 13503-2:2006(E) (Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations). Badania te miały na celu określenie wpływu składu chemicznego oraz warunków wytwarzania propantów metodą granulowanie i spiekanie na ich podstawowe właściwości, takich jak wytrzymałość, kształt ziaren czy rozpuszczalność w kwasie. Rodzaj powstałych podczas procesu spiekania faz krystalicznych określono przy pomocy metody XRD.

EN

The article discusses the possibility of producing ceramic proppants through granulation and sintering process of obtained granules based on natural raw materials and/or waste materials, which are suitable for use as a filling material in the process of hydraulic fracturing of shale gas. The research work was carried out on a laboratory scale and focused on the development of the chemical composition and selection of mechanochemical and thermal parameters of raw materials sets. Performance tests were made for selected pellets batches in quantities needed for normative tests, which were made in accordance with International Standard ISO 13503-2:2006(E) (Measurement of properties of proppants used in hydraulic fracturing and gravel-packing operations). This research were designed to determine the influence of chemical composition as well as the manufacturing conditions of proppants by granulation-sintering method for their basic properties such as strength, grain shape or solubility in acid. Type of crystal phases formed during the sintering process was determined with use of XRD method.

5

Badania nad technologią wytwarzania materiałów podsadzkowych (propantów) stosowanych przy wydobyciu gazu łupkowego. Cz.1 – Metoda topienie – rozdmuchiwanie

Witek J., Lipowska B.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2015

|

R. 8, nr 21

67--75

PL

Przeprowadzono próby topienia i rozdmuchiwania technicznego Al2O3, złomu wyrobów boksytowych, złomu wyrobów korundowo-cyrkonowych, andaluzytu oraz mieszaniny technicznego Al2O3 (72% mas.) i piasku kwarcytowego (28% mas.). Próby topienia prowadzono w piecu łukowo-oporowym. Po stopieniu, wypływającą z pieca strugę stopu rozdmuchiwano sprężonym powietrzem o ciśnieniu 5 atmosfer. Uzyskano regularne kuliste cząstki, których średnice, w zdecydowanej większości, zawierały się w granicach 0,1–1,0 mm. Badania przeprowadzone zgodnie z normą International Standard ISO 13503-2: 2006(E) wykazały, że wszystkie uzyskane granulaty spełniają kryteria określone dla propantów ceramicznych i mogą być stosowane w procesach szczelinowania hydraulicznego.

EN

Trials of melting and blowing of Al2O3, scrapped bauxite products, scrapped corundum-zirconium products, andalusite and a mixture of technical Al2O3 (72% by mass) and quartzite sand (28% by mass) have been conducted. The melting trials were carried out in an electric-arc resistance furnace. After melting, the stream flowing out of the furnace was blown with compressed having the pressure of 5atm pressure. Regular spherical particles, the diameters of which ranged mostly between 0,1–1,0 mm, were obtained. The investigations conducted in accordance with International Standard ISO 13503-2: 2006(E) revealed that all the obtained granulated products fulfil the criteria specified for ceramic proppants and can be used in hydraulic fracturing processes.

6

Study of deflocculation of white clay for obtaining ceramic proppants fabrication in spray dryer

Małek M., Wiśniewski P., Szymańska J., Koralnik M., Mizera J., Kurzydłowski K. J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2015

|

Vol. 75, nr 2

89--93

EN

Purpose: The aim of the paper is to present the properties of ceramic slurries based on Polish raw material – white clay. Design/methodology/approach: Test simulations were performed using mechanical mixer with rotation speed of 300 rpm. To characterize white clay microstructure SEM Hitachi SU-70 was used. For better investigation of white clay Zeta potential and grain size were done. Findings: As a result of conducted rheological properties of new slurries based on Polish raw material exhibits stable properties in time and meet standard industrial requirements. Ceramic slurries have very promising properties and it is possible to applicate them to ceramic proppants fabrication in spray dryer. Research limitations/implications: The main limitation is lack of possibilities to modification the rheological properties using additional chemical binders. Polish industry requires to use water as a main binder and max few wt.% of deflocculant additives. This limitation affect on the solid concentration of ceramic slurries and presented slurries had only 45 wt.%. The presented results of experimental studies will be used for developing a parameters of proppants fabrication details. Practical implications: Presented investigations are the part of a new ceramic slurries fabrication which are intended to consist in future with three Polish raw materials as a mix of white clay, bauxite and kaolin. Originality/value: This is one of first research to produce ceramic proppants using slurries, spray dryer and Polish raw materials. In future to take care of ecology, environment and modification properties of ceramic slurries Polish ashes from waste industry production will be added.

7

Ocena środowiskowa technologii wytwarzania proppantu na podstawie analizy LCA – analiza porównawcza

Serkowski S., Korol J.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 5

12--15

PL

W pracy przedstawiono wyniki oceny środowiskowej dwóch technologii produkcji proppantu. Podobnie jak w przypadku wytwarzania granulatów ceramicznych technologia klasyczna obejmuje przemiał surowców na mokro w młynie kulowym oraz granulację w suszarni rozpyłowej. Nowa technologia opiera się na energooszczędnym przemiale surowców wilgotnych w młynie suszącym oraz granulacji w mieszalniku intensywnym. Analizę środowiskową dwóch technologii granulacji wykonano na podstawie techniki oceny cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment). Zastosowanie LCA pozwoliło na wyznaczenie różnych kategorii wpływu na środowisko, w tym wskaźników emisji gazów cieplarnianych porównywanych technologii i wskaźnika skumulowanego zapotrzebowania na paliwa kopalne. Wyznaczono również wskaźnik uwzględniający kategorie szkód dla zdrowia człowieka, jakość ekosystemu oraz zużycie zasobów kopalnych. Ocena środowiskowa została przeprowadzona zgodnie z normą PN-EN ISO 14044:2009, czterema metodami oceny wpływu: ReCiPe, IPCC, CED. Ponieważ wypalanie uzyskanego omawianymi technologiami granulatu jest realizowane w piecach obrotowych, w analizie porównawczej uwzględniono jedynie operacje technologiczne przygotowania granulatu do wypalenia.

EN

In this paper result of the environmental assessment of two proppant production technology is presented. Similarly as in the preparation of ceramic granules, classical technology includes as follow: milling of raw materials in a wet ball mill and spray-drying granulation. The new technology is based on low-energy wet milling of raw materials with use of drying mill and granulation in an intensive mixer. Environmental analysis was done for two technologies of granulation, based on life cycle assessment LCA (Life Cycle Assessment). Use of LCA analysis allowed to indicate different categories of environmental impact of compared technologies, including the emission of greenhouse gases and cumulative energy demand. The environmental assessment was carried out in accordance with PN-EN ISO 14044:2009, based on three methods of impact assessment: ReCiPe, IPCC, CED. Because of firing of compared granules in both cases is carried out in rotary kilns, comparative LCA analysis include technological operations of preparation of granules for firing.

8

Stimulation of unconventional hydrocarbon reservoirs

Szabo D., Pinka J., Stolićny E.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2014

|

Vol. 31, no. 2

307--313

EN

In the "new age" oil and gas industry came more and more into focus term of unconventional hydrocarbons. Gained experience and success in the United States tight gas sand reservoirs Piceance, Anadarko, Greater Green, Lobo fields confirmed the hidden potential of unconventional hydrocarbon resources. In some production and development areas called coal bed seam, shale gas and tight sand reservoirs without intensifying operations isn't possible to produce commercial gas volumes. Used practises and gained large experiences in the crude oil fields are commonly used in the shale and tight gas fields across the United States. Application of these technologies of stimulation methods like fracturing in Europe is at the very beginning. Pioneer investors are waiting in all Europe for the well testing results from the first dozen fractured shale gas and tight sand reservoirs. Test results could have significant influence on the future planned massive drilling campaign of exploration of the unconventional hydrocarbon resources

9

Wybrane zagadnienia związane z projektowaniem hydraulicznego szczelinowania złóż

Szura M.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2013

|

R. 16, Nr 3 (179)

4--6

PL

Jednym z najważniejszych czynników branych pod uwagę przy tworzeniu projektu szczelinowania hydraulicznego, jest rozpoznanie rozkładu naprężeń w warunkach złożowych (in-situ). Rozkład naprężeń ma wpływ na podstawowe parametry propagującej szczeliny - azymut i orientację szczeliny w przestrzeni oraz jej geometrię (wysokość, długość, rozwartość). Dodatkowo dzięki odpowiedniemu rozpoznaniu stanu naprężeń w warunkach złożowych (in-situ) możliwy jest właściwy dobór ilości, rodzaju a także parametrów technologicznych cieczy szczelinujących i propantów stosowanych do wytworzenia szczelin o odpowiedniej geometrii i przewodności. W artykule zostały także omówione podstawowe kryteria doboru cieczy szczelinujących i propantów.

EN

One of the most important factor in creating a hydraulic fracturing design, is to recognize the stress distribution in a reservoir (in-situ stress of rock formation). In-situ stress determines basic fracture properties - fracture azimuth, fracture orientation and fracture geometry (height, length, width). In addition, with appropriate recognition of the in-situ stress, it is possible to select volumes, types and technological parameters of fracturing fluids and proppants, required to create fractures of proper geometry and conductivity. This paper reviews basic criteria for the fracturing fluids and proppant selection.

10

Ocena możliwości wytwarzania propantu ceramicznego metodą "granulowanie-spiekanie"

Dziubak C., Szamałek K., Bylina P.

Szkło i Ceramika

|

2012

|

R. 63, nr 5

2-6

PL

W Polsce i Europie toczy się ożywiona dyskusja związana z określeniem zasobów gazu ziemnego i ropy naftowej występujących w łupkach (potocznie gaz i ropa łupkowa). Udokumentowane zasoby gazu ziemnego będą podstawą do udzielania koncesji na jego wydobycie. Amerykańskie doświadczenia przy wydobyciu gazu z łupków w basenie Marcellus i Barnett wskazują na konieczność zastosowania zabiegów szczelinowania łupków przy pomocy płynów (wody z udziałem dodatków chemicznych) oraz materiału podsadzkowego zwanego propantem. Propant wtłaczany wraz z cieczą do złoża niszczy strukturę i zwięzłość skały, otwiera mikropory i powoduje krótkotrwałe otwarcie mikroszczelin umożliwiających migrację gazu. Propanty zapobiegają zamknięciu tych mikroszczelin. W związku z ciśnieniem panującym w górotworze na głębokości kilku kilometrów (ciśnienie, temperatura), propanty muszą się charakteryzować bardzo wysokimi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi. Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych podejmuje w ramach posiadanych środków statutowych kilkuletni program opracowania polskich propantów. Obecnie realizowane są prace wstępne koncepcyjno-studialne, a przede wszystkim analizowane są różne zestawy surowcowe, dodatki, technologie wytwarzania. Spośród wielu możliwości wytwarzania tego materiału do badań wybrano sposób nazwany umownie "granulowanie-spiekanie" tworzywa ceramicznego na bazie korundu, dla zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej propantu. Przedstawione wyniki badań są pierwszym zwiastunem następnych opracowań, mają charakter rozpoznawczy i posłużą do oceny prawidłowości obranego kierunku prac badawczych i jego ewentualnych korekt.

EN

Proppant is a filling material that holds fractures open after a hydraulic fracturing treatment during well stimulation. It is produced as fine spherical particles, 0.3-0.7 mm in diameter, which are usually made of natural sand, resin-coated quartz sand, man-made ceramics or glass spheres. During well treatment the fracking fluid is pumped together with proppant into the well. The action of pressurized fluid destroys the structure of the rock and creates new microfractures that increase migration of gas or oil. During treatment the proppant migrates into new fractures and keeps they open after pressure decrease. Due to increased temperature and pressure in the deep well, the proppant should be made of high strength material that will be inert in relation to the fracking fluid as well as the rock. Institute of Ceramics and Building Materials started the investigation program for elaboration new proppant technologies. The initial stage of studies is focused on raw materials and technology selection. Currently, the most promising direction of the research is based on the granulation-sintering technology of corundum-based ceramic material, which should assure the suitable strength of proppant spheres.

11

Influence of proppant concentration on rheological parameters of slick water

Gadji S. O., Knez D.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2012

|

Vol. 29, no. 2

355--366

EN

Proppant concentration is one of the main parameters used to design, characterize and describe hydraulic fracturing process, as well as properties of proppant transport and fracturing fluid such as viscosity and viscoelasticity. Low viscosity fracturing fluids decrease proppant transport capability while high viscosity fracturing fluids increase pumping time, proppant transport properties and also the fracture width. A larger proppant size leads to a high permeability of the reservoirs while applying a low stress closure but it requires enough large fracture width to be transported during the process. So combining those parameters in a right way will lead to the achievement of a high performance hydraulic fracturing process. The goal of this paper is to analyze the influence of proppant concentration addition on rheological properties of hydraulic fracturing fluid, using slick water and sand proppant; rheological models are reviewed, and based on the experimental values of different proppant concentrations, the best rheological model describing this process has been chosen based on the best fit curve. A new approach based model is developed in the way of well describing the hydraulic fracturing process. Details are given of the important properties related to hydraulic fracturing fluid. Lab testing results are presented as support to observations made.