Подходы к оценке абразивного износа оборудования, применяемого для гидроразрыва пласта

UDK: 622.276.66.002.34

DOI: 10.24887/0028-2448-2025-12-97-100

Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта, расклинивающие агенты, абразивный износ, лабораторные исследования, проппант

Авт.: К.М. Паровинчак (ПАО «НК «Роснефть»); А.П. Стабинскас (ПАО «НК «Роснефть»); М.Г. Волков, д.т.н. (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»;); М.С. Антонов, к.т.н. (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); А.Э. Федоров (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); А.А. Мироненко (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»); С.С. Цыбин (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); Н.А. Онегов (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»; Уфимский гос. нефтяной технический университет); А.А. Гаязов (ООО «РН-ТЕХНОЛОГИИ», ОГ ПАО «НК «Роснефть»)

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является ключевой технологией, обеспечивающей эффективную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти в коллекторах со сверхнизкой проницаемостью. Подход к современной разработке месторождений характеризуется увеличением длины горизонтального ствола скважин, ростом числа операций при многостадийном ГРП, а также увеличением фактической массы расклинивающего агента (РА) на стадию. В рамках реализации стратегии «Роснефть-2030», направленной на удержание лидерства по удельным затратам на добычу с целевым ориентиром 330 млн т н.э., ПАО «НК «Роснефть» активно внедряет современные подходы к проведению операций ГРП. Снабжение добывающих обществ РА в совокупности с технико-экономической оптимизацией растущих затрат на ГРП стали необходимым условием для поддержания добычи нефти на рентабельном уровне. Одним из перспективных направлений для обеспечения требуемого количества РА является замещение керамического проппанта альтернативным РА, при этом необходимо учитывать комплекс факторов, включающих как физико-механические, так и фильтрационные его свойства. Одним из важных физико-механических свойств РА является абразивность, влияющая на износ оборудования. В работе проанализированы подходы к оценке абразивного износа оборудования, а также исследована действующая нормативно-техническая база, регламентирующая оценку абразивности РА. На основе выявленных ограничений существующих методик авторами предложена концепция создания нового экспериментального стенда. Ключевой особенностью предлагаемой установки является возможность моделирования физических процессов, характерных для операций ГРП, что позволит получать более достоверные и релевантные данные об износе оборудования.

Список литературы

1. 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

2. Investigating the influence of sand particle properties on abrasive wear behavior / M. Woldman, Heide Van Der E., D.J. Schipper [et al.] // Wear. – 2014. – V. 294–295. – P. 419–426.

3. Rosenberg S.J. The resistance of steels to abrasion by sand // Bureau of Standards Journal of Research. – 1930. – V. 5. – No. 3. – P. 553.

4. Salik J., Buckley D.H. Effect of erodent particle shape and various heat treatments on erosion resistance of plain carbon steel // NASA Technical Paper. – 1981. – 7 p.

5. Improving economics of hard-to-recover reserves development. Case study of Achimov formation at Prirazlomnoe oil field / A. Serdyuk, S. Valeev, A. Frolenkov

[et al.] // SPE-191722-18RPTC-RU. – 2018. – https://doi.org/10.2118/191722-18RPTC-RU

6. 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

7. ASTM Standard G73. Standard test method for liquid impingement erosion using rotating apparatus. – ASTM International, West Conshohocken, PA, 2021. – https://doi.org/10.1520/G0076-1810.1520/G0073-10R21

8. 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/G0076-1810.1520/G0134-17R23

9. ASTM Standard G134. 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/G0076-1810.1520/G0075-15R21

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/10.1520/G0076-1810.1016/0043-1648(92)90122-o