Абразивное воздействие проппантов и песков при проведении гидравлического разрыва пласта

UDK: 665.761.6

DOI: 10.24887/0028-2448-2025-11-37-41

Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта (ГРП), расклинивающие агенты, абразивный износ, лабораторные исследования, песок, проппант

Авт.: С.Н. Матвеев (ПАО «НК «Роснефть»); А.В. Пестриков (ПАО «НК «Роснефть»); М.Г. Волков, д.т.н. (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); А.Э. Федоров (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); М.С. Антонов, к.т.н. (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); С.С. Цыбин (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); А.А. Гаязов (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); Н.А. Онегов (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); К.Н. Байдюков (ООО «РН-ГРП», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); Э.С. Батыршин, к.ф.-м.н. (ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); Р.Р. Шарипов (ООО «РН-БашНИПИнефть», ОГ ПАО «НК «Роснефть»)

Гидроразрыв пласта (ГРП) представляет собой технологический процесс, обеспечивающий повышение продуктивности скважин при разработке низкопроницаемых коллекторов с трудноизвлекаемыми запасами. Современные тенденции в нефтегазовой отрасли характеризуются увеличением протяженности горизонтальных участков скважин, расширением масштабов применения многостадийных операций ГРП и повышением удельной массы расклинивающего агента на каждую стадию ГРП. При этом обеспечение нефтедобывающих предприятий расклинивающими материалами в сочетании с технико-экономической оптимизацией затрат на реализацию ГРП является критически важным фактором для поддержания рентабельности добычи углеводородов. Одним из возможных направлений снижения производственных затрат является частичная замена керамического проппанта на альтернативные расклинивающие материалы, включая кварцевый песок. Однако данная замена требует комплексного анализа ряда параметров, охватывающих как физико-механические свойства частиц (прочность, твердость), так и фильтрационные характеристики (проницаемость). Особое внимание в этом контексте уделяется изучению абразивности песчаных материалов, которая напрямую влияет на интенсивность износа внутрискважинного оборудования и оборудования флота ГРП. Целью работы является проведение сравнительного анализа абразивных свойств расклинивающих агентов на сконструированной экспериментальной установке, позволяющей в лабораторных условиях моделировать процессы абразивного износа линий высокого давления флота ГРП, а также описание технических решений для проведения данного эксперимента.

Список литературы

1. Совершенствование метода оценки эффективности технологии гидравлического разрыва пласта на основе анализа технологических параметров работы скважин / И.Р. Сафиуллин, А.А. Рахматуллин, Р.Х. Гильманова [и др.] // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2022. – № 2 (362). – С. 56-59. – https://doi.org/10.33285/2413-5011-2022-2(362)-56-59. – EDN: KOKJTR

2. Инновационные технологии разработки низкопроницаемых коллекторов в ПАО «НК «Роснефть» / А.В. Мирошниченко, А.В. Сергейчев, В.А. Коротовских [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2022. – № 12. – С. 105-109. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2022-12-105-109. – EDN: AHTYGG

3. ASTM Standard G76. Standard Test Method for Conducting Erosion Tests by Solid Particle Impingement Using Gas Jets. – ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018. – https://doi.org/10.1520/G0076-18

4. ASTM Standard G73. Standard Test Method for Liquid Impingement Erosion Using Rotating Apparatus. – ASTM International, West Conshohocken, PA, 2021. – https://doi.org/10.1520/G0073-10R21

5. ASTM Standard G134. Standard Test Method for Erosion of Solid Materials by Cavitating Liquid Jet. – ASTM International, West Conshohocken, PA, 2023. – https://doi.org/10.1520/G0134-17R23

6. ASTM Standard G75. Standard Test Method for Determination of Slurry Abrasivity (Miller Number) and Slurry Abrasion Response of Materials (SAR Number). – ASTM International, West Conshohocken, PA, 2021. – https://doi.org/10.1520/G0075-15R21

7. Rosenberg S.J. The Resistance of Steels to Abrasion by Sand // Bureau of Standards Journal of Research. – 1930. – V. 5. – No. 3. – P. 553–574. – https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/5/jresv5n3p553_A2b.pdf

8. Инновационные дизайны ГРП и рекомендации по выводу скважин на режим в условиях сверхнизкопроницаемых коллекторов на примере Эргинского ЛУ Приобского месторождения / А.М. Садыков, Д.Ю. Капишев, С.А. Ерастов [и др.] // Экспозиция Нефть Газ. – 2022. – № 7 (92). – С. 80-85. – https://doi.org/10.24412/2076-6785-2022-7-80-85. – EDN: FIBWZR

9. Erosion by Proppant: A Comparison of the Erosivity of Sand and Ceramic Proppants During Slurry Injection and Flowback of Proppant / M.C. Vincent, H.B. Miller,

D. Milton-Tayler, P.B. Kaufman // SPE-90604-MS. – 2004. – https://doi.org/10.2118/90604-MS

10. Clark H.M. The influence of the flow field in slurry erosion // Wear. – 1992. – V. 152. – No. 2. – P. 223–240. – https://doi.org/10.1016/0043-1648(92)90122-o