Producția de zăcăminte convenționale de petrol și gaze este în scădere an de an, neputând face față cererii în creștere, ceea ce face imperativă creșterea producției de petrol și gaze neconvenționale în țara mea. În ultimii ani, explorarea și dezvoltarea resurselor neconvenționale de petrol și gaze au intrat într-o nouă etapă, rezervele nou dovedite reprezentând mai mult de două-treimi din totalul rezervelor dovedite, făcându-le o sursă importantă de creștere viitoare a resurselor de petrol și gaze. Rezervoarele neconvenționale de petrol și gaze au de obicei caracteristici precum porozitate și permeabilitate scăzute, eterogenitate puternică, adâncime mare de îngropare și producție inițială scăzută. Tehnologia de fracturare hidraulică este una dintre măsurile cheie pentru creșterea producției de puțuri de petrol și gaze. Fluidul de fracturare este fluidul de lucru în operațiunile de fracturare hidraulică, iar performanța și stabilitatea acestuia determină direct efectul de fracturare.
Fluidul de fracturare conține diverși aditivi și este un fluid de lucru eterogen, instabil. Sistemul său include în mod obișnuit apă, agenți de îngroșare, agenți tensioactivi, stabilizatori de argilă, biocide, spargeri, ajustatori de pH, agenți de control al pierderii de fluid și agenți de susținere. Fluidele de fracturare conțin adesea unul sau mai multe tipuri de agenți tensioactivi pentru a reduce tensiunea superficială și tensiunea interfacială, ceea ce nu numai că îmbunătățește rata de retur a fluidului de fracturare, dar facilitează și imbibirea și deplasarea uleiului. Fluidele de fracturare sunt clasificate în tipuri pe bază de apă-pe bază de ulei-și alcool-, în funcție de proprietățile lor fizice și chimice (mediu de dispersie), fluidele de fracturare pe bază de apă- fiind cele mai utilizate. În timpul procesului de fracturare, fluidul de fracturare transmite energie pentru a sparge roca, a extinde fracturile și apoi a transporta agenți de susținere în fracturi. În mod obișnuit, trebuie să aibă caracteristici precum rezistența la forfecare, capacitatea de suspensie a agentului de susținere, frecare scăzută, rezistență la temperatură, pierderi reduse de fluid, reziduuri reduse, deteriorare redusă a rezervorului, retur ușor, compatibilitate bună și rentabilitate-.
Înmuierea este o etapă după fracturarea hidraulică și înainte de producție, în timpul căreia au loc procese complexe cuplate, cum ar fi curgerea fluidului de fracturare, imbibiția și reacțiile chimice. Fluidul de fracturare rămas în formațiune poate spori complexitatea fracturilor post-fracturare prin imbibiție. Componentele de umectare din fluidul de fracturare, conduse de forțele capilare, intră în micropori de-a lungul fracturilor și deplasează uleiul în interiorul acestora, crescând energia de curgere a fluidului de formare, determinând convergerea uleiului către fracturi, sporind efectul de deplasare a uleiului-apei și, în cele din urmă, crescând producția și rata de recuperare. În prezent, unele blocuri din Changqing Oilfield, Qinghai Oilfield și Daqing Oilfield au adoptat metoda de înmuiere post-fracturare, obținând rezultate bune de îmbunătățire a producției. Timpul de înmuiere este un parametru cheie care afectează efectul așteptat al înmuiării. Rezultatele de simulare și experimentale arată că creșterea adecvată a timpului de înmuiere ajută la creșterea producției, dar timpul de înmuiere excesiv de lung va crește rezistența la expulzarea petrolului/gazului.
Returul fluidului de fracturare după fracturare afectează starea modificării rezervorului și efectul de îmbunătățire a producției. Rata de retur este unul dintre parametrii de evaluare a gradului de retur a fluidului de fracturare. Datele de teren arată că rata de retur a majorității sondelor de gaz este mai mică de 50%, iar unele sunt chiar mai mici de 5%. În etapa inițială a returului, fracturile deschise se închid, blocând canalele dintre fracturile principale, iar fluidul de fracturare nu poate curge fără probleme din rezervor; din cauza permeabilității extrem de scăzute a rezervorului și a forței capilare a porilor mari, fluidul de fracturare din fracturi este condus să se infiltreze în matricea de rocă mai adâncă, dar acest lucru împiedică returul fluidului de fracturare; sărurile de formare dizolvate în fluidul de fracturare creează o mare diferență de potențial chimic între fluidul de fracturare injectat și apa de formare, împiedicând returul fluidului de fracturare, rezultând o rată de curgere scăzută. Conținutul de argilă și timpul de înmuiere a fluidului de fracturare afectează, de asemenea, eficiența returului. Argila se extinde în volum atunci când este expusă la apă și are o capacitate puternică de reținere a apei, absorbind mai mult fluid decât capacitatea sa conținută în spațiul matricei. Pentru astfel de rezervoare, trebuie adăugați stabilizatori de argilă. Rata de retur este direct legată de returul agentului de susținere și de deteriorarea secundară a rezervorului. Prin urmare, cercetarea direcționată privind fluxul de fluid de fracturare bazat pe caracteristicile zăcământului este utilă pentru îmbunătățirea producției de petrol și gaze.
Fracturarea-imuierea-flowback-ul este un proces de inginerie integrat, cu fiecare etapă interconectată. Operația de fracturare are un impact asupra îmbibării și returului ulterioare, prin urmare, fluidul de fracturare nu trebuie doar să îndeplinească cerințele de performanță pentru fracturare, ci și să ia în considerare nevoile de înmuiere și retur. Acest lucru conduce la conceptul de bază al unui fluid de lucru integrat de fracturare-imuiere-reflux pentru rezervoare neconvenționale de petrol și gaze. Fluidele de lucru prin fracturare integrată-imuiere-flowback sunt o tendință în dezvoltare, ceea ce face esențială dezvoltarea fluidelor de lucru integrate multifuncționale.
Fluidul de fracturare, ca „sânge” al operațiunilor de fracturare, afectează fracturarea, înmuierea, returul și producția de ulei. Cercetarea fluidelor de lucru ar trebui să țină pasul cu tendințele de explorare și dezvoltare a resurselor de petrol și gaze, iar funcțiile sale ar trebui să devină din ce în ce mai rafinate pe baza caracteristicilor de dezvoltare a zăcământului și proprietăților fizice. Fluidele de fracturare trebuie să îndeplinească cerințele de performanță de creare a fracturilor, suspensie de susținere, suport pentru fractură și reîncărcare cu energie în timpul etapei de fracturare, luând în considerare și nevoile etapelor de înmuiere și retur. Aditivii polimerici au capacități puternice de creștere-a vâscozității, dar sunt dificil de descompus complet și lasă reziduuri semnificative; fluidele de fracturare curate au tensiune superficială/interfacială scăzută, dar proprietăți mecanice slabe și costuri ridicate; Fluidele de lucru pe bază de spumă-au pierderi reduse de fluid și deteriorări minime ale rezervorului, dar o capacitate de transport slabă a agentului de susținere. În funcție de nevoile specifice, fiecare tip de aditiv este dezvoltat într-un sistem adecvat de fluid de lucru, care este apoi combinat cu procesul pentru a forma o metodă unică de operare. Fluidele de lucru integrate pot, într-o anumită măsură, să reducă costurile de operare, să simplifice procedurile și să atenueze deteriorarea rezervorului secundar. Utilizarea combinată a mai multor medii de lucru sau utilizarea metodelor chimice pentru a grefa grupuri funcționale pentru a îmbunătăți performanța fluidului de lucru este direcția viitoare a dezvoltării fluidului de lucru și oferă, de asemenea, perspective mari de dezvoltare în domenii precum recuperarea îmbunătățită a uleiului, blocarea temporară și deviația și protecția mediului cu emisii scăzute de-carbon.
