Гидравлический разрыв пласта: описание и преимущества технологии добычи сырья
Гидроразрыв пласта является технологией увеличения уровня добычи нефти и газа из низкопроницаемых пластов. Он представляет собой процесс создания контролируемых трещин в подземных горных породах с помощью высокого давления рабочей жидкости. Эта технология имеет ряд преимуществ и играет важную роль в повышении эффективности добычи.
Преимуществом гидроразрыва пласта является возможность добычи ресурсов из ранее недоступных месторождений либо тех участков, в которых продолжение добычи ранее применяемыми методами неэффективно. Многие сланцевые и низкопроницаемые пласты содержат значительные запасы нефти и газа, но без использования гидроразрыва эти ресурсы остаются недоступными.
Гидроравлический разрыв пласта позволяет расширить границы добычи ресурсов и повысить общую экономическую эффективность разработки месторождений.
Процесс гидроразрыва пласта включает несколько основных этапов. Сначала скважина бурится до целевого слоя с нефтью или газом. Затем специальная смесь воды, песка и химических добавок под высоким давлением подается в скважину с помощью гидравлического насоса. Это создает давление, достаточное для создания трещин в горных породах, что улучшает проницаемость пласта.
Технология гидроразрыва пласта требует специализированного оборудования для создания давления, подачи рабочих жидкостей, контроля и мониторинга процесса.
Одним из важнейших компонентов оборудования является насос. Гидравлический насос отвечает за создание высокого давления, достаточного для разрыва пласта.
Также в состав оборудования входят системы для подачи и смешивания рабочих жидкостей. Обычно вода, смешанная с проппантом (частицами песка) и другими добавками, используется в качестве рабочей жидкости. Она подается через специальные шланги и трубопроводы в скважину, где происходит процесс гидравлического разрыва.
Проблемы при эксплуатации оборудования для гидроразрыва пласта. Назначение смазочно-защитных покрытий
Контактируя с агрессивными средами в виде жидкости для гидроразрыва пласта, сероводородом, грунтовыми водами, а также керамическим песком, внутренняя проточная часть оборудования для гидравлического разрыва пласта повреждается.
Коррозия и эрозионный износ оборудования из-за контакта с агрессивными средами и абразивом – не единственные проблемы эксплуатации внутрискважинного оборудования для ГРП.
Специалисты часто сталкиваются с заеданием подвижных узлов и потерей их работоспособности после простаивания, образованием прочно сцепленного с поверхностями устройств цементного камня при прохождении через проточную часть цементного раствора в процессе заканчивания скважины.
Комплексным решением указанных проблем, обеспечивающим длительную надежную эксплуатацию внутрискважинного оборудования, является применение смазочно-защитных покрытий.
Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1014, содержащее в своем составе политетрафторэтилен и дисульфид молибдена, обладая высокой химостойкостью, антикоррозионными и антиадгезионными свойствами эффективно решает комплекс задач в оборудовании для ГРП.
Производитель оборудования для гидроразрыва пласта провел испытания для оценки работоспособности покрытия в условиях эксплуатации оборудования.
Испытания защитный покрытий на оборудовании для ГРП
Целью испытаний была обозначена проверка эрозионной стойкости и антиадгезионных свойств покрытия MODENGY 1014 на муфте. Эксперимент состоял из двух этапов.
В рамках первого этапа осуществлялась циркуляция испытательного раствора, содержащего песок и агрессивные вещества, в течение 24 часов.
После этого на элементы до застывания был нанесен цементный раствор для проверки антиадгезионных характеристик покрытия – сможет ли MODENGY 1014 предотвратить образование цементного камня.
По всем показателям покрытие на основе дисульфида молибдена и политетрафторэтилена продемонстрировало высокие эксплуатационные свойства.
После циркуляции испытательного раствора (прокачали около 700 тн керамического песка и 650 м3 жидкости ГРП) на деталях не было обнаружено следов абразивного износа.
Результат испытаний цементным раствором также был признан положительным. Цементного камня на деталях практически нет, небольшие отложения рассыпаются при незначительном воздействии на них.
Применение защитно-смазочных покрытий предотвращает преждевременный износ деталей и механизмов оборудования для ГРП путем:
- Защиты от закусывания и заедания резьбовых элементов
- Устранения образования цементного камня
- Снижения и стабилизации усилий при открытии и закрытии портов ГРП
- Защиты от разрушительного воздействия соляной кислоты, хлорида кальция, сероводорода и других агрессивных веществ
- Обеспечения штатного срабатывания узлов после продолжительного простоя
- Защиты проточной части от коррозии и абразивного износа
Покрытие успешно применяется в парах трения из различных конструкционных материалов. Оно наносится на металлические части методом распыления и требует полимеризации в печи.
Гидроразрыв пласта является важной технологией в нефтегазовой промышленности, способствующей увеличению добычи ресурсов из низкопроницаемых пластов. Он обеспечивает эффективное использование запасов нефти и газа, повышает экономическую рентабельность и играет важную роль в энергетической индустрии.
Повышение ресурса оборудования для гидроразрыва пласта является одной из актуальных задач отрасли, для решения которой необходимо применять инновационные смазочно-защитные материалы.