Исследование реологических характеристик радиационно-сшитых водорастворимых

целью разработки новых составов для ГРП, бурения и глушения скважин»
Российский

Государственный Университет (НИУ) нефти и газа
им. И. М. Губкина
Кафедра технологий химичесих веществ для нефтяной и газовой промышленности
 

Прохорова Е. В. ХТМ-15-04

Научный руководитель:
профессор, д.т.н., Магадова Л.А.

Москва 2017

Научный консультант: Малкин Д.Н.

с последующим их использованием в рецептурах для строительства и глушения

скважин.
Задачи:
Изучить литературные данные по методам и целям сшивки радиационным воздействием водорастворимых полимеров.
Исследовать основные реологические параметры образцов полимеров после облучения, рассмотреть возможность использования этих полимеров в рецептурах бурения, глушения и гидроразрыва.
Проработать возможность использования энзимного деструктора в составе жидкости гидроразрыва, с целью максимальной деструкции в трещине ГРП.
Подобрать рабочую концентрацию энзима и уровень водородного показателя жидкости ГРП, в которой деструкция будет максимальной. Разработать состав жидкости ГРП.

3млн-15млн Да
Гуаровая камедь
ММ – 2млн-5млн Да
Гидроксипропилгуар
ММ - 1,2млн Да

ксантановой смолы при 20 0С сохраняет значения до степени облучения

55,4 кГр (килоГрей – единица поглощенной дозы)

Эффективная вязкость растворов ксантановой смолы при 80 0С резко снижается уже при степени облучения 5,1 кГр, что связано с деструкцией полимера

Вывод: облучение выше 5,1 кГр разрушает ксантантановый полимер до невозможности применения его в рецептурах для строительства и глушения скважин.

минимальной уже при 20 0С
При дозе облучения 6 кГц время

гидратации уменьшается

Возможно, что снижение дозы облучения снизит негативное влияние на вязкость

равной 5,1 кГр, ксантановая и гуаровая камеди резко снижают эффективную

вязкость, до невозможности применения облученных полимеров в рецептурах для строительства и глушения скважин.

Направление работы было скорректировано:
Исследование поведения энзимного деструктора в составах жидкостей для гидроразрыва пласта.

действия энзима на полисахаридные звенья

энзима (β- маннаназы) – 0,00005 г/л и для сшивателя «БС-1»

и 0,0001 г/л – для «БС-2»

деструктора в условиях пластовых температур 25-40 °C
В температурном интервале 25-30°C
рекомендуемая

концентрация энзимного деструктора
0,0000025 г/л

- 75°C
Реологические исследования геля ГРП в присутствии сшивателя «БС-2» и

энзимного деструктора в условиях
пластовых температур 55-95 °C

вязкости при снижении рН
Зависимость эффективной вязкости от величины рН при

различных концентрациях энзимного деструктора

деструктора
Очевидно снижение рН через сутки в присутствии активатора деструкции в

количестве 2 мл/л.

5,1 кГр, ксантановая и гуаровая камеди резко снижают эффективную вязкость

до невозможности применения облученных полимеров в рецептурах для строительства и глушения скважин.
В результате работы, подобрана оптимальная концентрация β-маннаназы, которая может быть применима в скважинах с низкой пластовой температурой. Концентрации Сд=0,000025 г/л и Сд=0,0001 г/л являются приемлемыми для сохранения свойств геля и эффективной деструкции, при содержании в составе БС-1 и БС-2, соответственно.
Предложено использование активатора деструкции в количестве 2 л/м3, снижающего рН при увеличении температуры до 65°C.
Предложены два типа рецептур
1) С применением сшивателя марки «БС-1» (для 25°C):
- «Гелеобразователь ГПГ – 1» – 3 кг/ м3,
- Сшиватель боратный «БС-1» – 3 кг/ м3,
- β-маннаназы водно-спиртовой раствор – 2 л/м3 (Сд = 0,000025 г/л).
2) С применением сшивателя марки «БС-2» (для 65°C):
- «Гелеобразователь ГПГ – 1» – 3 кг/ м3,
- Сшиватель боратный «БС-2» – 3,2 кг/ м3,
- β-маннаназы водно-спиртовой раствор – 2 л/м3 (Сд = 0,0001 г/л).
- Активатор деструкции – 2 л/м3.