Введение 16
1. Литературный обзор 17
1.1 Гидравлический разрыв пласта как способ повышения продуктивности и
увеличения приемистости скважин 17
1.2 Разновидности ГРП 19
1.3 Порядок работ при ГРП 24
1.4 Оборудование для проведения гидравлического разрыва пласта 26
1.5 Жидкости для проведения операции гидроразрыва 29
1.6 Виды жидкостей ГРП 30
1.6.1 Жидкости ГРП на углеводородной основе 30
1.6.2 Жидкости ГРП на водной основе 32
1.6.2.1 Линейные жидкости разрыва 33
1.6.2.2 Соединяющиеся жидкости разрыва 33
1.6.2.3 Замедляющие соединительные системы 34
1.6.3 Жидкости ГРП на пенной основе 35
1.6.4 Жидкости ГРП на спиртовой основе 36
1.7 Основные компоненты жидкости ГРП на водной основе 37
1.7.1 Желирующий агент (гуаровая смола) 37
1.7.2 Сшиватели 39
1.7.3 Брейкеры 40
1.7.3 Проппант 41
1.7.4 Кислота 42
1.7.5 Бактерициды 43
1.7.6 Буферы и рН-регулирующие агенты 43
1.7.7 Стабилизаторы глин 43
1.7.8 Ингибиторы коррозии 44
1.7.9 Понизители трения 45
1.8 Требования для жидкостей ГРП на водной основе 46
1.9 Проблема кольматации трещин после операции гидроразрыва 47
1.10 Процессы деструкции полимерной составляющей жидкостей ГРП 48
1.10.1 Механическая деструкция 48
1.10.2 Термическая деструкция 49
1.10.3 Радиационная деструкция 50
1.10.4 Фотохимическая деструкция 51
1.10.5 Химическая деструкция 51
1.10.5.1 Деструкция с использованием кислот 52
1.10.5.2 Деструкция с использованием окислителей 53
1.10.5.3 Деструкция с использованием энзимов и бактерицидов 54
1.11 Улучшения очистки проппантной пачки 56
1.12 Заключение по литературному обзору 60
2. Экспериментальная часть 62
2.1 Методика эксперимента 62
2.1.1 Средства и материалы для проведения экспериментов 62
2.1.2 Порядок проведения экспериментов 64
2.1.2.1 Методика приготовления раствора гуара 64
2.1.2.2 Методика приготовления брейкеров 65
2.1.2.3 Контроль реологических параметров 66
2.2 Обработка экспериментальных данных 66
2.2.1. Исследование пластической вязкости с лимонной кислотой в качестве
деструктора 67
2.2.2 Исследование пластической вязкости с лимонной кислотой и перекисью
водорода в качестве деструкторов 68
2.2.3 Исследование пластической вязкости с молочной кислотой в качестве
деструктора 70
2.2.4 Исследование пластической вязкости с винной кислотой в качестве
деструктора 72
2.2.5 Исследование пластической вязкости с уксусной кислотой в качестве
деструктора 74
2.3 Выводы по экспериментальной части 76
4. Социальная ответственность 79
Введение 79
4.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 80
4.1.1 Специальные (характерные при эксплуатации объекта исследования, проектируемой рабочей зоны) правовые нормы трудового законодательства .. 80
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 82
4.2 Производственная безопасность 84
4.2.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов 84
4.2.2 Обоснование мероприятий по снижению воздействия 94
4.3 Экологическая безопасность 95
4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 95
4.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду 96
4.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 97
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 98
Заключение 102
Список литературы 103
Приложение А 110
Приложение Б 113
Приложение В 116
В качестве метода повышения продуктивности и увеличения приемистости нагнетательных скважин за счет приобщения к выработке слабо дренируемых зон и пропластков в наши дни выступает гидравлический разрыв пласта (ГРП) [1].
Данный способ осуществляется посредством закачки под высоким давлением специальной жидкости ГРП в скважину для образования трещин в пласте, из которых впоследствии будет поступать флюид. Для удержания трещин в открытом состоянии также в скважину прокачивают проппант.
В дальнейшем субстанцию жидкости ГРП необходимо удалить из призабойной зоны пласта для беспрепятственного прохода флюида в скважину. В промышленности зачастую возникает проблема неполного разрушения сшитого геля перед его удалением из скважины.
Воспрепятствовать удалению жидкости ГРП может неверный выбор специальных добавок (брейкеров) и их сочетаний, которые недостаточно оптимально подходят для эффективного разрушения межмолекулярных связей конкретно взятого геля; неверно подобранная рецептура, приводящая к некачественному результату деструкции; а также несоблюдение необходимых рабочих условий, при которых брейкеры не реализовывают себя в полной мере.
Особенного внимания заслуживает некорректный подбор оптимальной концентрации вводимых брейкеров, который также является причиной затруднения контролируемой деградации вязкого геля до жидкого флюида.
Так как это существенно влияет на эффективность разрушения сшитого геля и обуславливает важность изучения этой темы, в данном исследовании будут проанализированы технологические характеристики жидкости ГРП под воздействием концентраций различных брейкеров и их сочетаний, будут составлены графики зависимостей характерных параметров, исходя из которых будут выбраны наиболее оптимальные варианты концентраций брейкеров для разрушения сшитого геля.
В данном разделе были рассмотрены правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности; вредные и опасные производственные факторы; воздействия на окружающую среду; а также возможные виды чрезвычайной ситуации.
Вместе с этим была представлена информация о необходимых нормативных документах по обеспечению безопасности; средствах индивидуальной защиты работника и т.д. А также был произведен расчет системы искусственного освещения лаборатории с целью соотнесения показателя освещенности нормам, требуемым для обеспечения комфортных условий для работы в помещении.
Соблюдение мероприятий по обеспечению безопасности человека в процессе ведения производственной деятельности с сохранением его нормальной работоспособности и производительности, а также соблюдение требований по охране окружающей среды обеспечивают благоприятные условия для работы в лаборатории.
