Стимулирующие текучие среды на основе смеси шфлу

Стимулирующие текучие среды на основе смеси шфлу

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к стимулирующим текучим средам.

Описание предшествующего уровня техники

[0002] Операции гидроразрыва используются для стимуляции и повышения проводимости текучей среды между стволом скважины и рассматриваемым пластом для увеличения скорости добычи текучих сред и связанных ресурсов. Операции гидравлического разрыва обычно используются в пластах с низкой проницаемостью, в традиционных продуктивных пластах, чтобы обойти повреждение проницаемости в околоскважинном пространстве, и в нетрадиционных продуктивных пластах для пересечения искусственно создаваемых трещин с сетью естественных трещин.

[0003] Гидравлические стимулирующие текучие среды классифицированы по разным типам текучих сред, включая:

[0004] - традиционные, содержащие гелеобразующий агент и сшивающий агент (агенты);

[0005] - на водной основе (иногда называемые «скользкая вода»), содержащие понизитель трения, гелеобразующий агент и/или вязкоупругое поверхностно-активное вещество;

[0006] - гибридные, содержащие сочетание понизителя трения, гелеобразующего агента и сшивающего агента (агентов);

[0007] - активированные, включающие углекислый газ или азот в текучую среду;

[0008] - кислотные, содержащие гелированную кислотную основу; и

[0009] - на газовой основе, содержащие газ, обычно пропан, в качестве базовой текучей среды.

[0010] При типичной обработке происходит инжектирование вязкой стимулирующей текучей среды для раскрытия трещины требуемой конфигурации, и вязкая стимулирующая текучая среда переносит проппант в раскрытую трещину для поддержания проводимости трещины после завершения обработки. Вязкие стимулирующие текучие среды могут иметь характеристики, которые ухудшают проницаемость проппантной набивки и/или пласта возле разрыва. Например, стимулирующие текучие среды на водной основе могут впитываться в поверхность пласта и снижать проницаемость, например, за счет капиллярных сил, могут приводить к осаждению твердых солевых отложений и могут вызывать перемещение тонкодисперсных частиц во время отработки и очистки скважины.

[0011] Последние данные показывают, что приблизительно в 98% стимуляций гидроразрыва в США используется технология на водной основе. Сведение к минимуму или исключение воды и связанных реагентов на водной основе (таких как кислоты, биоциды, ингибиторы коррозии, поглотители кислорода, понизители трения, сшивающие агенты, разжижители и некоторые гелеобразующие агенты) из базовой текучей среды может помочь снизить воздействие на окружающую среду и некоторые затраты на реагенты, связанные с гидроразрывом.

[0012] Текучие среды для гидроразрыва на водной основе также имеют связанные с ними проблемы утилизации и/или очистки и могут иметь конфликты применения. Использование воды для гидроразрыва может приводить к отчуждению воды из водотоков, водных ресурсов для муниципальных образований и отраслей промышленности, таких как электроэнергетика, а также для рекреации и жизни водных организмов. После завершения гидроразрыва текучая среда для гидроразрыва, которая поступает обратно на поверхность, должна быть утилизирована или очищена, и чем больше текучей среды используется при обработке, тем выше опасность утилизации и расходы. Большие объемы воды, необходимые для большинства обычных способов гидроразрыва, имеют повышенную опасность для аридных районов, в частности для подверженного засухам Техаса. Удаление воды гидроразрыва путем закачивания в глубокие подземные скважины связано с недавним увеличением сейсмичности в Центральной Оклахоме.

[0013] При массивном гидроразрыве традиционно используется от 1,2 до 3,5 млн амер. гал воды на скважину (4,5-13,2 млн л), при этом в крупных проектах используется более 5 млн амер. гал (18,9 млн л). Каждая процедура обработки состоит из ряда стадий. Для некоторых нетрадиционных горизонтальных скважин может использоваться до 40 или более стадий. На каждой стадии может использоваться более 300000 гал (1,1 млн л) воды и более 5,5 млн фунтов (2,5 т) проппанта.

[0014] Бурение многокустовых скважин или возможность проведения бурения и заканчивания множества скважин на одной кустовой площадке становится широко распространенным в промышленности из-за компактности и повышенной эффективности эксплуатации. Эта технология влияет на гидравлический разрыв пласта, поскольку шесть или более стимуляций одиночных скважин могут осуществляться последовательно с одной площадки. Дополнением этой технологии является процесс, известный как «цепной гидроразрыв» («zipper fracs»), который включает в себя чередование стимуляций между двумя расходящимися скважинами, устья которых находятся на одной площадке. Вместе эти технологии накладывают дополнительные логистические требования на оператора гидроразрыва.

[0015] Процедура кислотного гидроразрыва используется для устранения повреждения и/или для раскрытия каналов в пласте. Кислота протравливает каналы, которые, теоретически, остаются открытыми после того, как гидравлическое давление будет сброшено, и пласт вернется обратно к состоянию естественного давления. Желательно, чтобы кислота поступала и протравливала или удаляла повреждения из областей пласта, которые не отличаются хорошим движением флюидов перед обработкой. Однако высокопроницаемые и естественно трещиноватые области пласта, как правило, принимают текучую среду лучше и, таким образом, вбирают больше кислоты, чем было бы желательно. Поэтому понижающие фильтрацию и отклоняющие добавки могут добавляться при осуществлении кислотного гидроразрыва для блокирования высокопроницаемых каналов и перенаправления воздействия в каналы с пониженной проницаемостью.

[0016] Разрыв пласта пеной также является стандартным способом, используемым в Северной Америке для стимуляции низкопроницаемых или частично находящихся под давлением истощенных продуктивных пластов, в том числе нетрадиционных сланцевых и угольных пластов. Текучие среды для гидроразрыва на основе пены могут быть привлекательными из-за низкой водонасыщенности, поскольку пена, как правило, содержит большой процент газа, как правило, углекислого газа или азота, в качестве дисперсной фазы, и меньший процент жидкости в качестве дисперсионной среды, которая содержит стабилизирующее поверхностно-активное вещество, называемое вспенивающим агентом. Пены с содержанием азота 70-90% эффективно применялись в пластах указанных выше типов. Пены высокого качества требуют меньше воды, но могут не иметь достаточной вязкости, чтобы поддерживать необходимую нагрузку проппанта.

[0017] Сжиженный нефтяной газ («СНГ»), в основном, пропановый гель, используется в качестве углеводородной текучей среды гидроразрыва, которая не повреждает пласт. Его свойства включают: низкое поверхностное натяжение, низкую вязкость, низкую плотность наряду со смешиваемостью с углеводородами природного происхождения продуктивного пласта. Данный безводный способ увеличивает начальный дебит скважины, помогая добыче установиться гораздо быстрее, чем при традиционных способах гидроразрыва. Он также способен извлекать большую часть текучей среды гидроразрыва в пределах нескольких дней стимуляции, что создает экономические и экологические преимущества быстрой очистки с минимальными отходами и утилизацией. Однако стоимость и доступность больших количеств пропана, необходимых для многостадийных стимуляций кустовой площадки, иногда является сдерживающим фактором применения этой технологии.

[0018] Таким образом, существует потребность в новых стимулирующих текучих средах, которые не повреждают пласт, имеют минимальное водосодержание и количество химических добавок, включают природные и имеющиеся на месте компоненты, характеризуются быстрой очисткой, являются рентабельными и полностью извлекаемыми с минимальным выносом проппанта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] Один вариант осуществления данного изобретения включает вспененную стимулирующую текучую среду на основе смеси ШФЛУ. Пена может быть получена с помощью азота или углекислого газа и включает поверхностно-активное вещество (вещества). Качество пены может составлять от примерно 55% до примерно 95%. Вспенивание смеси ШФЛУ может осуществляться с помощью вспенивающего агента (агентов), таких как ионогенные или неионогенные поверхностно-активные вещества или их смеси. Вспенивающий агент (агенты) может содержать сульфокислоты, бетаиновые соединения, фторсодержащие поверхностно-активные вещества, углеводородные растворители, алюминиевые мыла, сложные фосфатные эфиры и/или другие аналогичные продукты.

[0020] Вспенивающие агенты могут содержать чистые поверхностно-активные вещества или смеси поверхностно-активных веществ, могут быть смешаны со вспомогательными поверхностно-активными веществами, или могут быть водными растворами поверхностно-активных веществ и/или вспомогательных поверхностно-активных веществ и, необязательно, сорастворителей. Вспомогательные поверхностно-активные вещества могут содержать iC90-гликоль и/или iC10-гликоль. Сорастворители могут содержать 1-пропанол, изопропанол, 2-бутанол и/или бутилгликоль.

[0021] Вспенивающие агенты могут содержать поверхностно-активные вещества, как анионогенные поверхностно-активные вещества, так и катионогенные поверхностно-активные вещества, и/или неионогенные и амфотерные структуры, предпочтительно анионогенные, неионогенные и амфотерные структуры. Примеры вспенивающих агентов включают простые сульфоэфиры спиртов, сульфат спирта, алкилсульфаты, изетионаты, саркозинаты, ацилсаркозинаты, олефинсульфонаты, простые алкилэфиркарбоксилаты, алкилалканоламиды, аминоксиды, алкилбензолсульфонат, алкилнафталинсульфонаты, этоксилаты жирных спиртов, этоксилаты оксоспиртов, алкилэтоксилаты, алкилфенолэтоксилаты, этоксилаты жирных аминов и жирных амидов, алкилполиглюкозиды, этоксилаты оксоспирта и/или алкоксилаты спирта Гербе. Дополнительные примеры включают алкилэфирсульфонат, EO/PO-блокполимеры и/или бетаины, такие как кокамидопропилбетаин и С8-С10 алкиламидопропилбетаин. Дополнительные примеры включают сульфобетаины, алкенилсульфонаты, алкилгликоли, алкоксилаты спиртов, сульфосукцинаты, простые алкилэфирфосфаты, эстеркваты и/или производные ди- и триалкиламмония.

[0022] Один вариант осуществления данного изобретения включает добавление стабилизаторов пены для образования вспененной стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ. Стабилизаторами пены могут быть микрочастицы или наночастицы, такие как диоксид кремния или производные диоксида кремния, которые, как известно, стабилизируют пену и эмульсии за счет так называемого «эффекта Пикеринга». Стабилизаторами пены также могут быть белки. Другим классом стабилизаторов пены могут быть добавки, которые повышают вязкость стимулирующей текучей среды, содержащие ламеллы, такие как полимерные структуры, например, полиакриламид и/или его производные.

[0023] Один вариант осуществления данного изобретения включает гелированную стимулирующую текучую среду на основе смеси ШФЛУ, использующую сложные фосфатные эфиры и сшивающие агенты в виде металлоорганических комплексов. Гелеобразующий агент может содержать сложные фосфатные эфиры, сшивающие агенты в виде металлоорганических комплексов, аминокарбаматы, алюминиевые мыла, кокоамин (С12-С14), себакоилхлорид, олеиламин (С18), толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат и любое их сочетание.

[0024] Один вариант осуществления данного изобретения включает эмульсию, образованную из смеси ШФЛУ и содержащую до примерно 10% масс. воды, морской воды, пластовой воды и/или насыщенного солевого раствора с использованием эмульгирующего агента (агентов). Эмульгирующий агент (агенты) могут содержать поверхностно-активные вещества, вспомогательные поверхностно-активные вещества и/или сорастворители.

[0025] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ снижения высоких эксплуатационных расходов, связанный с обеспечением месторождения стимулирующей текучей средой за счет утилизации, извлечения и повторной реализации смеси ШФЛУ.

[0026] Один вариант осуществления данного изобретения включает инертизацию проппанта с помощью углекислого газа или азота, чтобы избежать загрязнения кислородом, детектор кислорода и/или противоток углекислого газа или азота при заполнении хранилищ проппантом.

[0027] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ вспенивания смеси ШФЛУ, использующий высокочастотную ультразвуковую вибрацию и/или эжектор Вентури для образования микропузырьков для повышения несущей способности пены. Системы и способы, описанные в немецкой патентной заявке DE 102014010105.3, которая включена в настоящий документ посредством ссылки, могут использоваться вместе с описанными в данном документе вариантами осуществления.

[0028] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ подавления возможного воспламенения пены из смеси ШФЛУ или гелированной смеси ШФЛУ с помощью развертывания системы аварийного нагнетания углекислого газа, пены на основе углекислого газа и/или пены на водной основе, которая может приводиться в действие с помощью дистанционного управления. Одно из преимуществ системы на основе пены заключается в том, что пена не будет унесена ветром и останется на месте, что обеспечивает уменьшение опасности.

[0029] Один вариант осуществления данного изобретения включает одну или более частей системного оборудования и/или любую из описанных здесь систем целиком, поставляемую в контейнере или помещаемую в закрытую камеру и находящуюся под защитной атмосферой углекислого газа и/или азота.

[0030] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ повышения безопасности перекачивания высоконапорной пены из смеси ШФЛУ или гелированной смеси ШФЛУ с помощью использования системы аварийного сброса, которая может приводиться в действие с помощью дистанционного управления.

[0031] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ повышения безопасности перекачивания высоконапорной пены из смеси ШФЛУ или гелированной смеси ШФЛУ с помощью использования системы обнаружения горючего газа для остановки насосных установок высокого давления и перекрытия клапана с дистанционным управлением в приустьевой зоне скважины.

[0032] Один вариант осуществления данного изобретения включает систему обнаружения газа, объединенную с системой автоматического нагнетания углекислого газа, пены на основе углекислого газа, газообразного азота, пены на основе газообразного азота и/или пены на воздушной основе.

[0033] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ снижения высоких эксплуатационных расходов, связанных с обеспечением месторождения жидким азотом за счет использования полевого транспортабельного мембранного генераторного оборудования или установки криогенного воздухоразделения для выделения азота из воздуха.

[0034] Один вариант осуществления данного изобретения включает экономически выгодный способ удаления азота из добытых потоков газообразных углеводородов в результате процессов поверхностной газожидкостной сепарации для обеспечения транспортабельного и/или идущего на продажу потока газообразных углеводородов, если имеются достаточные количества, что в свою очередь позволит исключить необходимость сжигания газа на факеле во время периода очистки.

[0035] Один вариант осуществления данного изобретения включает мобильную установку извлечения углекислого газа для извлечения углекислого газа из потока добытых углеводородов.

[0036] Один вариант осуществления данного изобретения включает стимулирующую текучую среду на основе смеси ШФЛУ, содержащую проппант; этан, при этом этан составляет примерно от 30% до 80% текучей среды; пропан, при этом пропан составляет примерно от 15% до 50% текучей среды; бутан, при этом бутан составляет примерно от 15% до 45% текучей среды; изобутан, при этом изобутан составляет примерно от 15% до 40% текучей среды; и пентан плюс, при этом пентан плюс составляет примерно от 5% до 25% текучей среды. Текучая среда дополнительно содержит по меньшей мере одно вещество из углекислого газа и азота. Текучая среда дополнительно содержит вспенивающий агент, который включает в себя по меньшей мере одно из поверхностно-активного вещества, вспомогательного поверхностно-активного вещества и сорастворителя и, необязательно, включает стабилизатор пены. Текучая среда дополнительно содержит гелеобразующий агент, который включает в себя по меньшей мере одно вещество из сложных фосфатных эфиров и сшивающих агентов в виде металлоорганических комплексов. Текучая среда дополнительно содержит эмульгирующий агент, который включает в себя до примерно 10% воды или насыщенного солевого раствора.

[0037] Один вариант осуществления данного изобретения включает стимулирующую текучую среду на основе смеси ШФЛУ, содержащую примерно 30-55% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего два атома углерода (С2); примерно 15-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего три атома углерода (С3); примерно 15-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего четыре атома углерода (С4); и примерно 5-20% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего пять атомов углерода (С5) или более. Текучая среда дополнительно содержит проппант и по меньшей мере одно вещество из углекислого газа и азота. Текучая среда дополнительно содержит вспенивающий агент, который включает в себя по меньшей мере одно из поверхностно-активного вещества, вспомогательного поверхностно-активного вещества и сорастворителя и, необязательно, включает стабилизатор пены. Текучая среда дополнительно содержит гелеобразующий агент, который включает в себя по меньшей мере одно вещество из сложных фосфатных эфиров и сшивающих агентов в виде металлоорганических комплексов. Текучая среда дополнительно содержит эмульгирующий агент, который включает в себя до примерно 10% воды или насыщенного солевого раствора.

[0038] Один вариант осуществления данного изобретения включает систему на основе смеси ШФЛУ, содержащую источник азота и/или углекислого газа; источник смеси ШФЛУ, находящийся в сообщении по текучей среде с источником азота и/или углекислого газа; источник проппанта, находящийся в сообщении по текучей среде с источником азота и/или углекислого газа; приемник-смеситель, находящийся в сообщении по текучей среде с источником смеси ШФЛУ и источником проппанта; и насос, предназначенный для перекачивания текучей среды из приемника-смесителя к устью скважины, при этом текучая среда содержит проппант из источника проппанта, смесь ШФЛУ из источника смеси ШФЛУ, и по меньшей мере одно вещество из азота и углекислого газа из источника азота и/или углекислого газа.

[0039] Система также включает в себя источник вспенивающего агента и вспенивающую установку, находящуюся в сообщении по текучей среде с источником смеси ШФЛУ и приемником-смесителем, при этом источник вспенивающего агента содержит вспенивающий агент, который включает в себя по меньшей мере одно из поверхностно-активного вещества, вспомогательного поверхностно-активного вещества и сорастворителя. Вспенивающая установка включает в себя эжектор Вентури, высокочастотный ультразвуковой зонд и/или микросито. Система дополнительно включает в себя источник гелеобразующего агента, находящийся в сообщении по текучей среде с приемником-смесителем, при этом источник гелеобразующего агента содержит гелеобразующий агент, который включает в себя по меньшей мере одно вещество из сложных фосфатных эфиров и сшивающих агентов в виде металлоорганических комплексов. Система дополнительно включает в себя источник эмульгирующего агента, находящийся в сообщении по текучей среде с приемником-смесителем, при этом источник эмульгирующего агента содержит эмульгирующий агент. Система также содержит компрессор для регулирования давления, выполненный с возможностью регулирования давления внутри приемника-смесителя. Система также содержит полевую сепарационную установку, выполненную с возможностью приема потока влажного газа из одного и того же или разных устьев скважин, выделения смеси ШФЛУ из потока влажного газа и подачи смеси ШФЛУ в источник смеси ШФЛУ непосредственно с помощью трубопроводов для текучей среды или накопительных цистерн. Система также включает в себя воздухоразделительное оборудование, предназначенное для выделения азота из воздуха и подачи азота в источник азота.

[0040] Один вариант осуществления данного изобретения включает способ нагнетания стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ в углеводородсодержащий продуктивный пласт, включающий в себя смешивание смеси ШФЛУ, проппанта и по меньшей мере одного вещества из азота и углекислого газа в приемнике-смесителе с образованием стимулирующей текучей среды; и нагнетание стимулирующей текучей среды в углеводородсодержащий продуктивный пласт.

[0041] Способ дополнительно включает в себя смешивание вспенивающего агента и, необязательно, стабилизатора пены со смесью ШФЛУ, проппантом и по меньшей мере одним веществом из азота и углекислого газа в приемнике-смесителе с образованием стимулирующей текучей среды, при этом вспенивающий агент включает в себя по меньшей мере одно из поверхностно-активного вещества, вспомогательного поверхностно-активного вещества и сорастворителя и, необязательно, включает в себя стабилизатор пены.

[0042] Способ дополнительно включает в себя смешивание гелеобразующего агента со смесью ШФЛУ, проппантом и по меньшей мере одним веществом из азота и углекислого газа в приемнике-смесителе с образованием стимулирующей текучей среды, при этом гелеобразующий агент включает в себя по меньшей мере одно вещество из сложных фосфатных эфиров и сшивающих агентов в виде металлоорганических комплексов.

[0043] Способ дополнительно включает в себя смешивание эмульгирующего агента и насыщенного солевого раствора со смесью ШФЛУ, проппантом и по меньшей мере одним веществом из азота и углекислого газа в приемнике-смесителе с образованием стимулирующей текучей среды.

[0044] Способ дополнительно включает в себя извлечение смеси ШФЛУ из потока влажного газа, трубопровод для текучей среды или накопительные цистерны, и подачу смеси ШФЛУ в источник смеси ШФЛУ, который находится в сообщении по текучей среде с приемником-смесителем.

[0045] Стимулирующая текучая среда имеет концентрацию азота более чем примерно 50%, концентрацию углекислого газа более чем примерно 35%, или совокупность концентраций азота и углекислого газа более чем примерно 50%, благодаря чему стимулирующая текучая среда находится вне предела воспламеняемости.

[0046] Один вариант осуществления данного изобретения включает в себя аварийную систему, имеющую коллектор, выполненный с возможностью подачи стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ в устье скважины; аварийный клапан с дистанционным управлением, выполненный с возможностью прекращения подачи стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ в устье скважины; и распылительную трубу коллектора, имеющую множество распыляющих сопел, выполненных с возможностью распыления углекислого газа в атмосферу вблизи коллектора; или выпускной трубопровод, находящийся в сообщении с коллектором, для выпуска стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ из коллектора; или множество газовых детекторов, выполненных с возможностью обнаружения горючего газа из коллектора и в ответ на это приведение в действие аварийного клапана с дистанционным управлением для прекращения подачи стимулирующей текучей среды на основе смеси ШФЛУ в устье скважины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0047] Для того чтобы вышеуказанные признаки настоящего изобретения можно было понять подробно, более конкретное описание вариантов осуществления, кратко резюмированных выше, может быть рассмотрено со ссылкой на приведенные ниже варианты осуществления, часть из которых проиллюстрирована в прилагаемых чертежах. Однако следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты осуществления и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие их объем, поскольку варианты осуществления могут допускать и другие, в равной степени эффективные варианты осуществления.

[0048] На фиг.1 показан схематический вид в плане системы гидроразрыва, содержащей вспененную смесь ШФЛУ с проппантом, и насосной системы высокого давления.

[0049] На фиг.2 показан схематический вид в плане системы гидроразрыва, содержащей гелированную смесь ШФЛУ с проппантом, и насосной системы высокого давления.

[0050] На фиг.3 показан схематический вид в плане системы гидроразрыва, содержащей эмульгированную смесь ШФЛУ с проппантом, и насосной системы высокого давления.

[0051] На фиг.4 показан схематический вид в плане способа утилизации и извлечения смеси ШФЛУ.

[0052] На фиг.5A показана вертикальная секция вспенивающей установки высокого давления для использования с системами, содержащими смесь ШФЛУ и азот или углекислый газ.

[0053] На фиг.5B показано сопло в сборе для использования с системами, содержащими смесь ШФЛУ и азот и/или углекислый газ.

[0054] На фиг.6 показан схематический вид в плане системы аварийного нагнетания углекислого газа, которая может приводиться в действие с помощью дистанционного управления, для использования вместе с системой вспененной или гелированной смеси ШФЛУ.

[0055] На фиг.7 показан схематический вид в плане системы аварийного сброса, которая может приводиться в действие дистанционно, для использования вместе с системой вспененной или гелированной смеси ШФЛУ.

[0056] На фиг.8 показан схематический вид в плане системы аварийного отключения, использующей систему обнаружения горючего газа для остановки насосной установки (установок) высокого давления и перекрытия запорных клапанов с дистанционным управлением, для использования вместе с системой вспененной или гелированной смеси ШФЛУ.

[0057] На фиг.9 показан схематический вид в плане полевого транспортабельного мембранного генераторного оборудования для выделения азота из воздуха, для использования вместе с системой вспененной или гелированной смеси ШФЛУ.

[0058] На фиг.10 показан схематический вид в плане узла технологического потока для удаления азота из добытого потока газообразных углеводородов в результате процессов поверхностной газожидкостной сепарации, для использования вместе с системой вспененной или гелированной смеси ШФЛУ.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0059] Смесь широкой фракции легких углеводородов (называемая здесь «смесь ШФЛУ», Y-Grade NGL) представляет собой не разделенную на фракции углеводородную смесь, содержащую этан, пропан, бутан, изобутан и пентан плюс. Пентан плюс содержит пентан, изопентан, и/или более тяжелые углеводороды, например, углеводородные соединения, содержащие по меньшей мере одно соединение от C5 до C8+. Пентан плюс может включать в себя газоконденсатный бензин.

[0060] Смесь ШФЛУ представляет собой углеводородный побочный продукт, полученный после удаления метана из потока добытых углеводородов, например, деметанизированного с помощью сепарационной установки высокого давления. Как правило, смесь ШФЛУ представляет собой побочный продукт деметанизированных углеводородных потоков, полученных из скважин, пробуренных в глинистых сланцах, и транспортированных к централизованной установке для фракционирования на этан, пропан, бутан, изобутан и пентан. В своем неразделенном или естественном состоянии смесь ШФЛУ не имеет специального рынка сбыта или известного использования. Смесь ШФЛУ должна пройти переработку прежде, чем будет определена ее фактическая стоимость. Смесь ШФЛУ отличается от сжиженного нефтяного газа («СНГ»), который содержит только пропан и бутан.

[0061] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 40-45% этана, примерно 25-30% пропана, примерно 5-10% нормального бутана, примерно 5-10% изобутана и примерно 10-15% пентана плюс.

[0062] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 40-55% этана, примерно 25-30% пропана, примерно 5-10% нормального бутана, примерно 5-10% изобутана и примерно 10-20% пентана плюс.

[0063] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 43% этана, примерно 27% пропана, примерно 7% нормального бутана, примерно 10% изобутана и примерно 13% пентана плюс, при максимальном давлении паров примерно 600 фунт/кв. дюйм изб. (4,14 МПа изб.), при 100°F (37,8°С), в соответствии со стандартной процедурой испытания American Society for Testing and Materials (ASTM) D-6378, при максимальных содержаниях метана, ароматических соединений и олефина, соответственно, 0,5% ж. об. в соответствии с GPA 2177, 1,0% масс. всего потока в соответствии с GPA 2186 и 1,0% ж.об. в соответствии с GPA 2186.

[0064] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 35-55% этана, примерно 20-30% пропана, примерно 10-15% нормального бутана, примерно 4-8% изобутана и примерно 10-15% пентана плюс.

[0065] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 28% этана, примерно 42% пропана, примерно 13% нормального бутана, примерно 7% изобутана и примерно 10% пентана плюс.

[0066] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 48% этана, примерно 31% пропана, примерно 9% нормального бутана, примерно 5% изобутана и примерно 7% пентана плюс.

[0067] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 58-68% этана, примерно 18-24% пропана, примерно 4-7% нормального бутана, примерно 2-3% изобутана и примерно 5-9% пентана плюс.

[0068] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 37-43% этана, примерно 28-29% пропана, примерно 7% нормального бутана, примерно 9-11% изобутана и примерно 13-16% пентана плюс.

[0069] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит менее примерно 80% пропана, бутана или смеси пропана и бутана.

[0070] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-80% пропана, бутана или смеси пропана и бутана.

[0071] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит более примерно 95% пропана, бутана или смеси пропана и бутана.

[0072] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-80% этана.

[0073] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-80% пропана.

[0074] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-45% бутана.

[0075] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-40% изобутана.

[0076] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-25% пентана плюс.

[0077] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 1-60% гексанов.

[0078] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 40-55% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего два атома углерода (C₂).

[0079] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 25-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего три атома углерода (C₃).

[0080] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 25-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего четыре атома углерода (C₄).

[0081] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 25-50% сочетания по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего три атома углерода (C₃), и по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего четыре атома углерода (C₄).

[0082] Согласно одному из примеров смесь ШФЛУ содержит примерно 10-20% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего пять атомов углерода (C₅) или более.

[0083] Согласно одному из примеров стимулирующая текучая среда на основе смеси ШФЛУ содержит проппант; этан, при этом этан составляет примерно от 30% до 80% текучей среды; пропан, при этом пропан составляет примерно от 15% до 50% текучей среды; бутан, при этом бутан составляет примерно от 15% до 45% текучей среды; изобутан, при этом изобутан составляет примерно от 15% до 40% текучей среды; и пентан плюс, при этом пентан плюс составляет примерно от 5% до 25% текучей среды.

[0084] Согласно одному из примеров стимулирующая текучая среда на основе смеси ШФЛУ содержит примерно 30-55% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего два атома углерода (С2); примерно 15-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего три атома углерода (С3); примерно 15-50% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего четыре атома углерода (С4); и примерно 5-20% по меньшей мере одного углеводородного соединения, имеющего пять атомов углерода (С5) или более.

[0085] Смесь ШФЛУ может содержать одну или более комбинаций, целиком или частично, примеров смеси ШФЛУ и/или описанных здесь вариантов осуществления.

[0086] Одна описанная здесь система стимуляции гидравлического разрыва обеспечивает способ гидроразрыва для традиционных и нетрадиционных продуктивных пластов углеводородов с помощью образования пены на основе смеси ШФЛУ, которая содержит азот или углекислый газ, объединенный со вспенивающим агентом (агентами) и проппантом для образования стимулирующей текучей среды. Стимулирующая текучая среда не повреждает призабойную зону пластов, имеет минимальное водосодержание и количество химических добавок, включает природные и имеющиеся на месте компоненты, быстро очищается и полностью извлекается с минимальным выносом проппанта.

[0087] На фиг.1 показан схематический вид в плане системы гидроразрыва, содержащей гелированную смесь ШФЛУ, которая может использоваться самостоятельно или в сочетании с любым из описанных здесь вариантов осуществления. Система гидроразрыва включает подачу азота из наливного резервуара (резервуаров) 10 для хранения, который транспортируется в износоустойчивый эжектор 40 Вентури через передаточный трубопровод 20 и автоматический регулировочный клапан V1, и в наливной резервуар (резервуары) 70 для хранения смеси ШФЛУ в качестве уплотняющего газа по трубопроводу 130, который регулируется с помощью автоматического клапана V4. Проппант из бункера 50 под давлением подается в износоустойчивый эжектор 40 Вентури и направляется по трубопроводу 30 в приемник-смеситель 60 высокого давления.

[0088] Смесь ШФЛУ из наливного резервуара 70 для хранения транспортируется во вспенивающую установку 108 по трубопроводу 80, который регулируется с помощью автоматического клапана V3. Вспенивающий агент из бака (баков) 106 для вспенивающего агента транспортируется во вспенивающую установку 108 по трубопроводу 104 с помощью дозирующего насоса 102. Вспененная смесь ШФЛУ из вспенивающей установки 108 транспортируется в приемник-смеситель 60 высокого давления по трубопроводу 109, вместе с проппантом из износоустойчивого эжектора 40 Вентури.

[0089] Смесь проппанта и вспененной смеси ШФЛУ из приемника-смесителя 60 высокого давления транспортируется по трубопроводу 65 благодаря всасывающему действию насоса (насосов) 110 высокого давления. Трубопровод 65 регулируется с помощью автоматического клапана V2. Высоконапорная смесь ШФЛУ и проппанта выпускается из насоса 110 высокого давления по трубопроводу 120 для инжектирования в качестве стимулирующей текучей среды в устье 150 скважины, и через рециркуляционный трубопровод 125, который регулируется с помощью автоматического клапана V5, возвращается обратно в приемник-смеситель 60 высокого давления для смешива