Дезинфицирующая вода, используемая в операции гидравлического разрыва пласта

Дезинфицирующая вода, используемая в операции гидравлического разрыва пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны с целью снижения биологического загрязнения флюида перед размещением флюида для обработки приствольной зоны в стволе скважины и использования флюида для обработки приствольной зоны в забое. Более конкретно варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны с использованием смешанного окислителя, полученного на буровой площадке. Варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, также относятся к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны с целью снижения биологического загрязнения ствола скважины и пластов горных пород, находящихся в контакте с флюидом для обработки приствольной зоны и водой обратного потока, извлекаемой из скважины.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Флюиды для обработки приствольной зоны можно использовать во многих подземных операциях, включая, но, не ограничиваясь ими, обработку пласта для стимуляции притока, удаление повреждений, разобщение пластов, промывку скважин, удаление зарастания, контроль за образованием отложений, буровые операции, цементирование, операции по выравниванию профиля приемистости, нагнетание воды, нагнетание пара и операции по борьбе с песком. Флюиды для обработки приствольной зоны также можно использовать во многих обработках трубопроводов. Используемый здесь термин «обработка» или «обрабатывание» относится к любой операции, в которой используется флюид в соединении с желательной функцией и/или для желательной цели. Термин «обработка» или «обрабатывание» не подразумевает какого-либо конкретного действия посредством флюида или какого-либо конкретного его компонента.

[0003] Одной обычной операцией стимуляции добычи из скважины, в которой используется флюид для обработки приствольной зоны, является гидравлический разрыв пласта. Операции гидравлического разрыва пласта обычно включают закачивание флюида для обработки приствольной зоны (например, флюида для гидроразрыва пласта) в ствол скважины, который пронизывает подземную формацию под достаточным гидравлическим давлением, чтобы создать или увеличить одну или больше трещин или «разрывов» в подземной формации. «Увеличение» одного или больше разрывов в подземной формации как термин, используемый здесь, означает удлинение или расширение одной или более естественных или предварительно созданных трещин в подземной формации. Флюид для обработки приствольной зоны может включать измельченные твердые частицы, часто называемые «частицами проппанта», которые оседают в трещинах. Частицы проппанта, в частности, могут предотвратить полное смыкание трещины после сброса гидравлического давления, образуя проводящие каналы, через которые флюиды могут поступать в ствол скважины. Частицы проппанта также могут быть покрыты определенными типами материалов, включая смолы, агенты повышения клейкости и тому подобное, среди других целей, чтобы увеличить проводимость (например, потока флюида) через трещины, в которых они находятся. После создания по меньшей мере одной трещины и размещения практически всех частиц проппанта флюид для обработки приствольной зоны может быть «разрушен» (то есть вязкость флюида снижена) и флюид для обработки приствольной зоны может быть извлечен из формации.

[0004] В зависимости от источника флюида для обработки приствольной зоны или его частей флюид для обработки приствольной зоны может содержать бактерии или другие микроорганизмы, которые могут агрессивно воздействовать на скважинные пласты (например, размножаясь в забое и закупоривая пласт), могут агрессивно воздействовать на полимеры и другие материалы, используемые как проппанты, могут агрессивно воздействовать на флюиды для обработки приствольной зоны (например, оказывая влияние на свойства и работу флюида) или могут агрессивно воздействовать на оборудование для обслуживания скважины, включая, например, резервуары и трубы. В дополнение к ограничению потока бактерии также могут вырабатывать нежелательные газы в забое. Флюид для обработки приствольной зоны может содержать органический материал либо из источника воды, либо из химических реагентов и других материалов, добавляемых к воде, которая составляет источник питания для бактерий или других микроорганизмов и способствует их росту. Флюид для обработки приствольной зоны также может содержать другие химические компоненты, которые могут оказывать пагубное воздействие на работу флюида для обработки приствольной зоны или на сам ствол скважины.

[0005] Широкое разнообразие биоцидов использовали в этих флюидах для обработки приствольной зоны, чтобы регулировать, ограничивать или исключать нежелательное действие этих микроорганизмов. Например, бактерициды можно использовать для контроля сульфат-восстанавливающих бактерий, слизеобразующих бактерий, железоокисляющих бактерий и бактерий, которые агрессивно воздействуют на полимеры в трещине и флюиды вторичной добычи. Биоциды также могут включать, среди прочего, фунгициды и альгициды.

[0006] Биоциды в силу их собственной природы опасны для работников. Работающие с фунгицидами должны избегать попадания их в глаза и на кожу, когда они используют жидкие фунгициды, и должны избегать расплескивания или разлива жидкого биоцида, так как разлитые биоциды могут загрязнять источники питьевой воды. В результате регулятивные нормы становятся более жесткими при использовании агрессивных биологических агентов, а также их введении в окружающую среду как в забое скважины, так и на поверхности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Обнаружено, что смешанный окислитель, производимый путем электролиза солевого раствора, можно использовать для эффективной дезинфекции воды и других флюидов, используемых в скважинных флюидах для обработки приствольной зоны, включая флюиды для гидроразрыва пласта. Эти смешанные окислители могут обеспечить достаточное снижение нежелательных бактерий, спор, грибов и тому подобного. Они также могут обеспечить снижение органического материала, который может служить источником питания для бактерий и других микроорганизмов и обеспечить снижение других вредных компонентов, таких как газообразный сероводород. Смешанные окислители обладают низкой токсичностью или нетоксичны и, кроме того, имеют короткий период полураспада (например, меньше чем 24 часа) и могут быстро разлагаться до естественно встречающихся химических веществ после использования или контакта со скважинным пластом, минимизируя последующее воздействие на окружающую среду. Благодаря быстрому разложению предусмотренную настоящим изобретением стерилизацию можно считать практически не содержащей химических веществ. Также было обнаружено, что смешанные окислители могут быть доставлены на буровую площадку с помощью индивидуальной транспортируемой системы доставки, как будет описано ниже.

[0008] В одном аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу дезинфекции флюида для обработки приствольной зоны, способу, включающему этап смешивания водного раствора, содержащего два или более окислителей, полученных путем электролиза солевого раствора, с флюидом для обработки приствольной зоны.

[0009] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу обслуживания ствола скважины, способу, включающему: транспортирование передвижной емкости, содержащей некоторое количество одной или более солей, на обслуживаемую буровую площадку; получение солевого раствора путем пропускания воды через передвижную емкость, чтобы растворить часть соли; превращение солевого раствора в водный раствор, содержащий один или более окислителей путем электролиза; контактирование водного раствора с флюидом для обработки приствольной зоны с образованием обработанного флюида для обработки приствольной зоны и подачу обработанного флюида для обработки приствольной зоны для размещения в стволе скважины.

[0010] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к передвижной системе для дезинфицирующей воды, включающей: соединение по текучей среде для подключения к водоснабжению; систему обработки для кондиционирования подаваемой воды; емкость для смешивания по меньшей мере части кондиционированной воды с одной или более солями с образованием солевого раствора; установку для производства электролитического окислителя для превращения по меньшей мере части солевого раствора в водный раствор, содержащий смешанные окислители; в некоторых случаях один или более резервуаров для хранения водного раствора и соединение по текучей среде для транспортирования водного раствора из одного или более резервуаров для хранения для контактирования с флюидом, подлежащим дезинфекции. В некоторых вариантах воплощения изобретения система является модульной и/или контейнерной.

[0011] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу дезинфекции флюида, включающему: загрузку некоторого количества одной или более солей в емкость; прием воды из водоснабжения; обработку принятой воды в системе обработки воды с получением потока кондиционированной воды; получение солевого раствора путем пропускания первой порции кондиционированной воды через емкость, чтобы растворить часть одной или более солей; объединение солевого раствора со второй порцией кондиционированной воды с получением разбавленного солевого раствора; подачу разбавленного солевого раствора в установку для производства электролитического окислителя, чтобы превратить солевой раствор в водный раствор, содержащий один или более окислителей, путем электролиза; контактирование водного раствора с флюидом с получением обработанного флюида.

[0012] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу дезинфекции флюида для обработки приствольной зоны, включающему: смешивание водного раствора, содержащего гипобромную кислоту, полученную из раствора соли бромистоводородной кислоты, с флюидом для обработки приствольной зоны.

[0013] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу получения флюида для обработки приствольной зоны, в котором используют аммонийсодержащий водный источник, способу, включающему: смешивание водного раствора, содержащего гипобромную кислоту, полученную из раствора соли бромистоводородной кислоты, с аммиак- содержащей водой.

[0014] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу рециркуляции воды обратного потока из операции гидравлического разрыва, включающему: смешивание водного раствора, содержащего гипобромную кислоту, полученную из раствора соли бромистоводородной кислоты, с водой обратного потока и повторное использование воды обратного потока в операции гидравлического разрыва.

[0015] В другом аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к способу рециркуляции воды обратного потока из операции гидравлического разрыва, включающему: хранение воды обратного потока, содержащей аммиак и соль бромистоводородной кислоты в емкости или в отстойнике; смешивание воды обратного потока с раствором окислителя, полученным на месте путем электролиза раствора соли бромистоводородной кислоты; и повторное использование воды обратного потока в операции гидравлического разрыва.

[0016] Это описание сущности изобретения дано для введения выборки понятий, которые дополнительно будут описаны ниже в подробном описании. Это описание сущности изобретения не предназначено для идентификации ключевых или существенных особенностей заявленного предмета изобретения и не предусмотрено в качестве средства ограничения объема заявленного предмета изобретения.

[0017] Другие аспекты и преимущества будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Фиг. 1 представляет упрощенную технологическую схему способа дезинфекции флюида для обработки приствольной зоны согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь.

[0019] Фиг. 2 представляет упрощенную технологическую схему способа дезинфекции флюида для обработки приствольной зоны согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь.

[0020] Фиг. 3 представляет упрощенную технологическую схему системы производства и доставки смешанного окислителя согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь. В некоторых вариантах воплощения изобретения система является модульной и/или контейнерной, как показано с помощью упрощенных технологических схем на Фиг. 4 и Фиг. 5, которые иллюстрируют один возможный способ разместить все из желательного оборудования в транспортируемом модуле, имеющем относительно небольшое территориальное покрытие.

[0021] Фиг. 6 представляет упрощенную технологическую схему системы для производства и доставки смешанного окислителя согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0022] Используемый здесь термин «флюид для обработки приствольной зоны» означает включение тех флюидов, которые применяются на нефтяных промыслах, в том числе любое количество флюидов, пригодных для закачивания в забой с целью обслуживания или обработки ствола скважины. «Флюид для обработки приствольной зоны» может, таким образом, относиться к флюиду, используемому для бурения, заканчивания, повышения продуктивности пласта, подземного ремонта скважины, гидравлического разрыва пласта, ремонта или иной подготовки ствола скважины к извлечению материалов, находящихся в подземной формации, через которую проходит ствол скважины, включая воду в отстойниках и котлованах, а также флюиды, полученные во время буровых операций, такие как вода обратного потока и промысловая вода, которые могут содержать остаточные полимеры и растворенные металлы в неокисленном состоянии, такие как Fe, Mn и S. Должно быть понятно, что «подземная формация» охватывает обе области - область ниже поверхности земли и область ниже земли, покрытой водой, такой как океанская или пресная вода. Примеры флюидов для обработки приствольной зоны могут включать, но не ограничиваются ими, цементные растворы, буровые флюиды или буровые растворы, вытеснительные флюиды, пакерные флюиды, флюиды для гидроразрыва пласта, паровые или водные нагнетательные флюиды или флюиды для заканчивания, все из которых хорошо известны в этой отрасли. Без ограничений обслуживание ствола скважины включает размещение флюида для обработки приствольной зоны в стволе скважины, чтобы изолировать подземную формацию от части ствола скважины; чтобы поддерживать трубопровод в стволе скважины; чтобы закупорить пустоту или трещину в цементном кольце, размещенном в кольцевом пространстве ствола скважины; чтобы закупорить отверстие между цементным кольцом и трубопроводом; чтобы предотвратить утечку водных или неводных буровых флюидов в зоны потери циркуляции бурового раствора, такие как пустоты, кавернозная зона или трещина гидроразрыва; чтобы использовать как флюид впереди цементного раствора в операциях цементирования; чтобы уплотнить кольцевое пространство между стволом скважины и расширяемой трубой или колонной труб; чтобы произвести гидравлический разрыв пласта; для заводнения пласта с целью повышения добычи углеводородов, подземного ремонта в стволе скважины с целью удаления зарастания, бактерий или других отложений или засорений или их комбинаций.

[0023] В одном аспекте варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к дезинфекции скважинных флюидов для обработки приствольной зоны, чтобы снизить биологическое загрязнение флюида перед размещением флюида для обработки приствольной зоны в скважине и использованию флюида для обработки приствольной зоны в забое. Более конкретно, варианты воплощения изобретения, раскрытые здесь, относятся к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны с использованием смешанного окислителя, производимого на буровой площадке.

[0024] Любое количество флюидов для обработки приствольной зоны, указанное выше, можно получить, используя воду или другие текучие среды, загрязненные различными микроорганизмами, включая сульфат-восстанавливающие бактерии, слизеобразующие бактерии, железоокисляющие бактерии и/или бактерии, которые агрессивно воздействуют на полимеры в трещине и флюиды вторичной добычи, а также грибы и/или водоросли и органические источники питания или другие компоненты, которые могут быть обработаны посредством этого изобретения. Перед использованием загрязненных флюидов для получения желательных флюидов для обработки приствольной зоны или одновременно с образованием флюидов для обработки приствольной зоны с загрязненной текучей средой желательно дезинфицировать воду или флюид для обработки приствольной зоны, чтобы минимизировать действие микроорганизмов, которое они могут оказать на бурение, заканчивание, гидравлический разрыв и/или добычу.

[0025] Обнаружено, что смешанный окислитель можно использовать для регулирования роста микроорганизмов. Смешанный окислитель может быть получен в некоторых вариантах воплощения изобретения путем электролиза рассола или солевого раствора, такого как раствор одной или более солей в воде. Одна или более солей могут включать по меньшей мере одно соединение из галогенида щелочного металла, галогенида щелочноземельного металла и галогенида переходного металла, где галогенид может включать, например, фтор, хлор, бром или йод. В частном варианте воплощения изобретения соль может быть хлоридом натрия, бромидом натрия, бромидом калия или смесью, включающей хлорид натрия, бромид натрия или бромид калия среди прочего. Электролиз солевого раствора может давать смесь окислителей, включая два или более из озона, пероксида водорода, гипогалогенита (например, гипохлорита), гипогалогенидной кислоты (например, гипохлорной кислоты или гипобромной кислоты), галогеноксидов (например, диоксида хлора, диоксида брома) и галогена (например, хлора, брома) и, например, других галоген-кислородсодержащих (например, хлор-кислород содержащих) частиц. Однако следует понимать, что термин «смешанный окислитель», используемый здесь, также может включать раствор только из одного окислителя за исключением случаев, когда указано иное.

[0026] Комбинация окислителей и солей галогенидоводородных кислот в растворе на основе воды, получаемая путем электролиза солевого раствора, может усилить потенциал дезинфицирующей композиции и создать неожиданный синергетический эффект для существенного увеличения степеней дезинфекции по сравнению с окислителями, такими как озон, используемыми сами по себе. В некоторых вариантах воплощения изобретения, например, система смешанного окислителя может привести к уменьшению концентрации бактерий в воде: логарифмическое снижение составляет 6 или больше. Уменьшение концентрации бактерий можно осуществить путем контактирования флюида, подлежащего обработке, с водным раствором, содержащим смешанные окислители, в течение периода времени вплоть до приблизительно 2 недель, в том числе в диапазоне от приблизительно 1 секунды до приблизительно 2 часов в некоторых вариантах воплощения изобретения; в диапазоне от приблизительно 1 минуты до приблизительно 30 минут в других вариантах воплощения изобретения и в диапазоне от приблизительно 2 минут до приблизительно 10 минут, в том числе в течение приблизительно 5 минут в еще других вариантах воплощения изобретения.

[0027] В дополнение к флюидам для обработки приствольной зоны, указанным выше, смешанный окислитель, произведенный согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь, также можно использовать для обработки других нефтепромысловых водных источников, таких как резервуары, отстойники, рециркуляционные воды, сточные воды, воды обратного потока и циркулирующая вода, используемая для нагнетания пара. Обработку можно использовать для всех видов свежей или рециркуляционной воды (воды обратного потока, промысловой воды, воды из буровых растворов, из технологических емкостей, воды, получаемой при бурении с продувкой воздухом, прудов со стоячей водой и тому подобное), для водных или паровых нагнетательных флюидов (для повышения добычи), пакерных флюидов, в нефтепромысловых трубопроводах, в скважинах для закачки промстоков, для ремонтных работ, для производственных (например, замена биоцидов, удаление слизи) и других применений в перерабатывающих областях.

[0028] Обратимся теперь к Фиг. 1, где показана упрощенная технологическая схема способа контактирования смешанного окислителя с флюидом для обработки приствольной зоны согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь. Воду 2 и одну или более солей 4 смешивают с образованием солевого раствора, который затем подвергают электролизу в системе производства смешанного окислителя 6, которая включает установку производства электролитического окислителя (не показана), чтобы получить водный раствор, содержащий смешанные окислители 8.

[0029] Флюид для обработки приствольной зоны может быть получен путем смешивания базового флюида 10 с одной или более добавками 12, 14, 16 в одном или более устройствах или емкостях для смешивания 18, 20. Например, базовый флюид 10, такой как вода или рассол, может быть смешан с проппантами, утяжеляющими агентами или другими добавками 12, 14, 16 в высокоточном смесителе непрерывного действия (ВСНД) 18 и в смесителе с программируемой оптимальной плотностью (ПОП) 20, чтобы получить флюид для обработки приствольной зоны.

[0030] Флюид, подлежащий обработке, можно ввести в контакт с раствором смешанного окислителя 8, чтобы дезинфицировать флюид для обработки приствольной зоны перед размещением флюида для обработки приствольной зоны в стволе скважины 22, в том числе в разных позициях вдоль длины ракеты. Контакт флюида для обработки приствольной зоны со смешанным окислителем может быть инициирован в перемешивающих устройствах, смесителях, насосах или связанном с ними трубопроводе и может быть инициирован в одной или более позициях, чтобы тем самым обеспечить достаточное время пребывания для получения желательного снижения биологического загрязнения. Например, как показано, первая порция раствора смешанного окислителя может быть объединена с флюидом для обработки приствольной зоны выше ВСНД 18, и вторая порция раствора смешанного окислителя может быть объединена с флюидом для обработки приствольной зоны выше ПОП 20, перед доставкой обеззараженного флюида в забой к ракете 22.

[0031] Эффективность обработки смешанным окислителем можно контролировать или регулировать, используя один или более анализаторов для измерения или определения содержания остаточного галогена, в том числе свободного активного хлора (САХ) или свободного активного брома (САБ), содержания остаточного кислорода, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), pH, концентраций микроорганизмов или других соответствующих показателей, известных специалистам в этой области. Например, для смешанного окислителя, полученного с использованием хлорсодержащих солей, образец обработанного флюида можно анализировать на содержание остаточного хлора, который может служить мерой эффективности снижения биологического загрязнения, а также как показатель избытка или недостатка введенной дозы. Содержание остаточного хлора, равное приблизительно 2 м.д., например, может указывать на то, что флюид для обработки приствольной зоны подвергли достаточной дезинфекции. Повышенные значения остаточного продукта также могут указывать на то, что вода для обработки достаточно дезинфицирована, и/или на то, что бактерии в воде обратного потока присутствуют в небольшом количестве или не присутствуют вообще. Повышенные значения остаточного продукта также могут указывать на то, что существует некоторая возможность обработать флюид, проходящий в забой, что может помочь в обработке, удалении и/или предотвращении образования биопленки и другого биологического загрязнения одного или более из следующего: емкостей для смешивания 18, 20, связанных с ними трубопроводов, ствола скважины и пластов горных пород, которые вступают в контакт с флюидом для обработки приствольной зоны при проведении скважинных работ.

[0032] Как показано на чертеже и только в качестве примера образец обработанного флюида для обработки приствольной зоны может быть получен посредством линии технологического потока 24 и проанализирован на уровни остаточного окислителя путем измерения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) с использованием соответствующего анализатора (не показан), который может быть расположен в системе производства смешанного окислителя 6 (замкнутая система управления с обратной связью). Образцы дополнительно или альтернативно могут быть получены из ВСНД 18, ПОП 20 или передаточной линии 26 между ВСНД и ПОП (управление с обратной связью). При желании образец флюида, подлежащего обработке, может быть взят из линии технологического потока 10 выше ВСНД 18 (замкнутая система прямого управления). Можно использовать комбинацию управления с обратной связью и управления прямого регулирования. Объемное отношение раствора смешанного окислителя к флюиду для обработки приствольной зоны (дозировочный коэффициент) затем можно скорректировать или отрегулировать на основе анализов различных образцов. Дополнительно или альтернативно точку контакта или пропускную способность можно корректировать или регулировать, чтобы изменять время контакта, предусмотренное перед использованием обработанного скважинного флюида.

[0033] В качестве другого примера эффективность обработки смешанным окислителем можно контролировать или регулировать, используя один или несколько точек отбора образцов, измеряя свободный активный хлор и окислительно-восстановительный потенциал. В связи с возможностью присутствия химических соединений в воде, используемой для получения флюида для обработки приствольной зоны или наличия химических реагентов и добавок, добавляемых к воде, контакт с раствором смешанного окислителя может вызвать реакции, в которых образуются химические соединения, которые могут скрывать фактически достигнутый эффект. Например, аммиак может реагировать с гипохлорной кислотой с образованием монохлораминов (NH₂Cl), дихлораминов (NHCl₂) и трихлораминов (NCl₃), которые могут быть обнаружены при измерении уровней остаточного хлора, но могут быть учтены путем дополнительного измерения окислительно-восстановительного потенциала. Таким образом, в некоторых вариантах воплощения изобретения использование нескольких аналитических методов может обеспечить показатель истинной эффективности обработки смешанным окислителем, усиливая управление обработки смешанным окислителем (дозировочные коэффициенты и тому подобное). Измерение в реальном времени или почти в реальном времени ОВП, САХ, pH или других свойств флюида для обработки приствольной зоны может, таким образом, обеспечить полностью интегрированное управление системы, чтобы обеспечить дезинфицирующие дозировочные коэффициенты, которые являются подходящими для достижения желательной дезинфекции и могут позволить использовать оптимальные дозировочные коэффициенты, предотвращая недостаточное дозирование или избыточное дозирование флюида для обработки приствольной зоны смешанными окислителями.

[0034] В зависимости от концентрации соли в солевом растворе и результатов электролиза раствор смешанного окислителя может содержать от 100 м.д. до 10000 м.д. окислителя, в том числе от приблизительно 2000 м.д. до приблизительно 8000 м.д. окислителей в некоторых вариантах воплощения изобретения или от приблизительно 3000 м.д. до приблизительно 6000 м.д. окислителей в других вариантах воплощения изобретения, в том числе от приблизительно 4000 м.д. до приблизительно 5000 м.д. (по массе). Чтобы достичь желательного снижения биологических микроорганизмов, раствор смешанного окислителя можно использовать в некоторых вариантах воплощения изобретения при объемном отношении в диапазоне от приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) раствора смешанного окислителя на 10 баррелей (1,59 м³) флюида для обработки приствольной зоны до приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) раствора смешанного окислителя на 500 баррелей (79,49 м³) флюида для обработки приствольной зоны (от 1 галлон : 10 баррелей (0,0038 м³ : 1,59 м³) до 1 галлон : 500 баррелей (0,0038 м³ : 79,49 м³). В других вариантах воплощения изобретения объемное отношение может быть в диапазоне от приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) к 20 баррелям (3,18 м³) до приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) к 100 баррелям (15,90 м³); от приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) к 30 баррелям (4,77 м³) до приблизительно 1 галлона (0,0038 м³) к 50 баррелям (7,95 м³) в еще других вариантах воплощения изобретения.

[0035] Электролиз солевого раствора можно выполнить, используя установку для производства электролитического окислителя. Такие установки раскрыты здесь или описаны, например, в патентах США №№ 7922890, 5853579, 7429556 и 6524475 в том числе. Установки для производства электролитического окислителя доступны, например, от MIOX Corporation (Альбукерке, Нью-Мексико).

[0036] Установки для производства электролитического окислителя могут быть чувствительными к различным металлам и другим компонентам, которые могут присутствовать в воде, подаваемой через линию технологического потока 2. Одним из основных механизмов отказа неразделенных электролитических ячеек является образование нежелательных пленок и отложений на поверхности электродов. Источником таких загрязнений, как правило, является или вода, подаваемая на участок производства, или загрязняющие вещества, находящиеся в соли(ях), которая (которые) используется для получения солевого раствора, питающего электролитическую систему. Таким образом, может быть желательно или необходимо обработать воду, подаваемую через линию технологического потока 2, для уменьшения, регулирования или контроля суммарного содержания растворенных твердых веществ (СРВ) в воде, которое должно быть меньше чем приблизительно 5000 мг/л в некоторых вариантах воплощения изобретения; меньше чем приблизительно 3000 мг/л в других вариантах воплощения изобретения и меньше чем приблизительно 1000 мг/л в еще других вариантах воплощения изобретения. Чтобы минимизировать нежелательные загрязнители, вода, подаваемая в систему, может проходить через одну или несколько систем фильтрования и/или систему смягчения воды. Кроме того, качество подаваемой соли может быть конкретизировано, чтобы минимизировать частоту операций по чистке электролитической ячейки.

[0037] Работа электролитических ячеек также может быть чувствительной к температуре и давлению солевого раствора. Когда природные источники водоснабжения (ручьи, реки, озера и тому подобное) и другие источники водоснабжения (скважины, общественные источники водоснабжения и тому подобное) могут подавать воду при различных температурах и давлениях, может быть необходимым повысить или понизить давление в системе подачи и/или увеличить или уменьшить температуру воды или солевого раствора. В некоторых вариантах воплощения изобретения температура подаваемой воды может быть отрегулирована так, чтобы находиться в диапазоне от приблизительно 45°F (7,22°С) до приблизительно 100°F (37,78°С); в диапазоне от приблизительно 50°F (10°С) до приблизительно 90°F (32,22°С) в других вариантах воплощения изобретения; и в диапазоне от приблизительно 55°F (12,78°С) до приблизительно 80°F (26,67°С) в еще других вариантах воплощения изобретения. В некоторых вариантах воплощения изобретения давление подаваемой воды может быть отрегулировано так, чтобы находиться в диапазоне от приблизительно 20 (0,14 МПа) до приблизительно 200 фунт/кв. дюйм (1,4 МПа); в диапазоне от приблизительно 40 (0,28 МПа) до приблизительно 150 фунт/кв. дюйм (1,03 МПа) в других вариантах воплощения изобретения и в диапазоне от приблизительно 60 (0,41 МПа) до приблизительно 110 фунт/кв. дюйм (0,76 МПА) в еще других вариантах воплощения изобретения. В зависимости от конструкции электролитических ячеек также можно использовать другие температуры и давления.

[0038] Обратимся теперь к Фиг. 2, где показан чертеж упрощенной технологической схемы контактирования смешанного окислителя с флюидом для обработки приствольной зоны согласно вариантам воплощения изобретения, раскрытым здесь, где одинаковые числовые обозначения представляют одинаковые детали. Воду 2 и одну или более солей 4 смешивают с образованием солевого раствора, который затем подвергают электролизу в системе производства смешанного окислителя 6, которая включает установку для производства электролитического окислителя (не показана), чтобы получить водный раствор, содержащий смешанные окислители 8.

[0039] В этом варианте воплощения изобретения флюид для обработки приствольной зоны может быть получен путем смешивания одной или более порций (a, b, c) базового флюида 10 с одной или более добавками 14, 16 в одном или более устройствах или емкостях для смешивания 18, 20, при этом полученную смесь объединяют с дополнительным базовым флюидом для закачивания флюида для обработки приствольной зоны в забой (то есть в линию разделения системы гидравлического разрыва, ограничивая общее количество базового флюида, подлежащего закачиванию через смесители). Например, первую порцию 10a базового флюида 10, такого как вода или рассол, можно смешать с проппантами, утяжеляющими агентами или другими добавками 14, 16 в высокоточном смесителе непрерывного действия (ВСНД) 18 и смесителе с программируемой оптимальной плотностью (ПОП) 20, чтобы получить флюид для обработки приствольной зоны 21. При желании вторую порцию 10b можно добавить в ПОП 20.

[0040] Раствор смешанного окислителя 8 может контактировать с флюидом для обработки приствольной зоны 21 или с предшественником флюида для обработки приствольной зоны, таким как базовый флюид 10 или его порция или смесь в или вытекающий поток из ВСНД 18 или ПОП 20, чтобы дезинфицировать флюид для обработки приствольной зоны перед размещением флюида для обработки приствольной зоны в стволе скважины 22, в том числе в разных позициях вдоль длины ракеты. Контакт флюида для обработки приствольной зоны со смешанным окислителем может быть инициирован в перемешивающих устройствах, смесителях, насосах или связанных с ними трубопроводах и может быть инициирован в одной или более позициях, чтобы тем самым обеспечить достаточное время пребывания для получения желательного снижения биологического загрязнения. Например, как показано, первая порция раствора смешанного окислителя может быть объединена с порцией базового флюида 10а выше ВСНД 18, вторая порция раствора смешанного окислителя может быть объединена с вытекающим потоком из ВСНД 18 выше ПОП 20 и третья порция смешанного окислителя может контактировать с остальной порцией базового флюида 10с перед доставкой обеззараженного флюида в забой к ракете 22 с помощью насоса высокого давления 27. Образец обработанного флюида для обработки приствольной зоны может быть получен из линии технологического потока 24 выше насоса 27 (то есть со стороны низкого давления нагнетания насоса) для анализов, как описано выше, включая один или более анализов из следующих: содержание остаточного окислителя, рН, содержание свободного активного галогена, окислительно-восстановительный потенциал в том числе.

[0041] Управление расходом смешанного окислителя может быть основано на конкретных потребностях в различных потоках. Например, основная масса базового флюида может содержаться в порции 10c, которая может потребовать больше или меньше окислителя в зависимости от источника снабжения. В отличие от этого меньший поток базового флюида через ВСНД 18 и ПОП 20 может требовать меньше обработки (меньший поток базового флюида) или возможно больше обработки (что может быть обусловлено введением химических реагентов/вмешиванием добавки или застойными зонами в емкостях для перемешивания и связанном с ними труб