Физические свойства расклинивающего агента

Физические свойства расклинивающих агентов очень важны, так как они влияют на проницаемость расклинивающей набивки. Наиболее важными свойствами рас­клинивающих агентов являются:

• прочность,

• округлость и сферичность,

• размер и распределение,

• количество мелких частиц и примесей,

• плотность.

Прочность расклинивающего агента

Для того чтобы открыть и расклинить гидравлическую трещину, местное пластовое давление должно быть превышено. После того, как скважина перево­дится в эксплуатационный режим, это же давление стремится закрыть трещину и воздействует на расклинивающий агент. Местное давление пласта представляе^г1 напряжение закрытия расклинивающей набивки. Напряжение закрытия на рас­клинивающем агенте - это разница между напряжениями в породе (которое стре­мится закрыть трещину) и давлением жидкости в трещине (которое стремится держать трещину в открытом состоянии). Напряжение закрытия сдерживается зернами расклинивающего агента в набивке. Это важно, так как по мере исто­щения пласта во время добычи, напряжение закрытия возрастает.

Если прочность расклинивающего агента недостаточна, напряжение закры­тия разрушит расклинивающую набивку и образовавшиеся обломки закупорят расклинивающую набивку. Проницаемость и, следовательно, проводимость расклинивающей набивки радикально ухудшатся. Существуют расклинивающие агенты различных типов и фракций для того, чтобы обеспечить необходимую проводимость трещин разной формы и размера.

Округлость и сферичность

Округлость и сферичность зерен агента может иметь огромное влияние на проводимость трещины. Проницаемость зависит от открытой пористости расклинивающей набив­ки. Сравним пористость набивки из зерен шаро­образной формы одного размера с набивкой из зерен кубической формы такого же размера. Чем ближе форма зерен расклинивающего агента приближается к идеальной сфере, тем выше про­ницаемость. Форму расклинивающих агентов определяет степень округлости и степень сфе­ричности.

Искусственные керамические расклинивающие агенты имеют более высокую округлость и сферичность, чем расклинивающие пески, но они более дорогие. Округлость зерен расклинивающего агента определяется относительной заост­ренностью углов зерен или кривизной зерна. Сферичность зерна определяет, на­сколько близко форма зерна расклинивающего агента, соответствует идеальной сфере. Когда зерна круглые и примерно одного размера напряжение в расклини­вающем агенте распределяется более равномерно, поэтому для разрушения зерна необходимо приложить большую нагрузку.

Размер зерен

Более крупнозернистые расклинивающие агенты образуют набивку с боль­шим объемом пор и с более крупными порами, обеспечивая лучшую проницае­мость набивки. Однако при его использовании должны учитываться условия в пласте, в который помещают набивку и то, что возрастают сложности при достав­ке расклинивающего агента к месту применения и при самом применении рас­клинивающего агента.

В загрязненных пластах, или таких, в которых мигрирует значительное ко­личество мелких частиц или тех, где выпадает осадок, крупнозернистые раскли­нивающие агенты применять не следует. Мелкие частицы имеют тенденцию внедряться в расклинивающую набивку, вызывая частичное закупоривание и быстрое убывание проницаемости. В таких случаях более подходящими являются мелко­зернистые расклинивающие агенты, препятствующие внедрению мелких частиц. Несмотря на то, что при их использовании начальная проводимость меньше, средняя проводимость за период эксплуатации скважины будет больше и значи­тельно перекроет начальную проводимость, которую обеспечивают более крупно­зернистые расклинивающие агенты (эта хорошая начальная проводимость неред­ко сменяется быстрым снижением продуктивности).

Зерна большего размера, менее устойчивы к разрушению в пласте с высо­ким напряжением закрытия из-за большей восприимчивости к смятию. По мере возрастания размера зерен меньшее количество зерен противостоит напряжению закрытия. Следовательно, на каждое зерно действует большее напряжение и зерна имеют большую тенденцию к смятию. Это приводит к уменьшению проницаемо­сти. Более крупнозернистые расклинивающие агенты быстрее оседают в жидкости для гидроразрыва пласта, что может привести к проблемам при помещении расклинивающего агента в пласт.

Проблемы при помещении расклинивающего агента имеют две стороны:

• для широкой трещины нужен более крупнозернистый расклинивающий агент

• процент осевших зерен возрастает с ростом размерности зерен.