Композитный проппант с высокой проводимостью

Вот все сейчас говорят про высокую проводимость, особенно когда речь заходит о композитных проппантах. Но многие, особенно те, кто только начинает закупать или проектировать ГРП, думают, что это просто цифра в паспорте — чем выше, тем лучше. На деле всё сложнее. Проводимость — это не самоцель, а инструмент. И если этот инструмент не подходит к конкретным пластовым условиям, можно не только деньги выбросить, но и скважину испортить. У нас, например, был случай на одном из месторождений в Западной Сибири, где завезли суперсовременный легкий композит с заявленной умопомрачительной проводимостью, а он в итоге в пласте с высокой минерализацией воды просто начал деградировать. Проводимость упала в разы за полгода. Вот об этих нюансах, которые в лабораторных отчетах не всегда видны, и хочется порассуждать.

Что скрывается за цифрой ?высокой проводимости?

Когда лаборатория измеряет проводимость проппанта, условия идеальные: ровный слой, определенное давление, чистая вода или газ. В пласте же всё иначе. Давление неравномерное, флюид может быть агрессивным, да и сам проппант уложится не идеальным монополимером. Поэтому ключевой момент — стабильность этой самой проводимости во времени. Можно получить красивые начальные 10000 мД·фут, но если через 12 месяцев она просядет до 3000, то какой в этом толк? Особенно для скважин, рассчитанных на долгую эксплуатацию.

Здесь как раз выходит на первый план качество сырья и технология производства. Не все композитные проппанты одинаковы. Важен и тип полимерной смолы, и наполнитель, и режим отверждения. Недожаренный проппант будет иметь хорошую начальную прочность, но со временем может ?поплыть? под нагрузкой. Пережженный — станет хрупким и раскрошится при закачке. И то, и другое убьет проводимость в пласте. Мы в свое время много экспериментировали с разными поставщиками, пока не нашли баланс.

Кстати, о поставщиках. Сейчас на рынке много игроков, но не все могут обеспечить стабильность партии к партии. Одна из компаний, с которой мы в итоге плотно работаем — ООО Тунчуань Хэншэн Технологии и Материалы. Их продукция, а именно высокопрочный проппант для нефтяного гидроразрыва пласта, интересна как раз подходом к контролю качества на всех этапах. Не буду говорить, что они единственные, но по нашим полевым испытаниям их композитный проппант показывает хорошую ретенцию проводимости в условиях высокого замыкающего давления. Подробнее об их решениях можно посмотреть на их сайте.

Полевые испытания: теория vs. реальность

Любые лабораторные данные нужно проверять в условиях, максимально приближенных к полевым. Мы организовывали такие испытания на стендах, моделирующих пластовое давление и температуру конкретного месторождения. И вот тут часто вылезают сюрпризы. Например, тот самый композитный проппант с высокой проводимостью может прекрасно вести себя при 50 МПа, но при скачкообразном изменении давления (а в реальной жизни такое бывает) его каркас дает микротрещины.

Еще один важный аспект — взаимодействие с пластовым флюидом. Водонасыщенный пласт — это одно, а наличие конденсата или высокое содержание солей — совсем другое. Некоторые полимерные оболочки композитных проппантов могут набухать или, наоборот, терять эластичность. Это напрямую бьет по пропускной способности трещины. Поэтому сейчас мы всегда запрашиваем у производителя не просто стандартный протокол испытаний, а данные по стойкости к конкретным химическим реагентам.

Был у нас печальный опыт с одним ?инновационным? проппантом на основе нового типа смолы. Заявленные характеристики были блестящими. Но в пласте с высокой температурой (порядка 120°C) этот проппант начал проявлять признаки термопластичности. Проще говоря, под давлением он немного ?поплыл?, и трещина начала медленно смыкаться. Проводимость, соответственно, падала нелинейно. Вывод прост: для высокотемпературных скважин нужны специально разработанные композиты, а не универсальные решения.

Экономика процесса: когда высокая проводимость окупается

Самый дорогой проппант с самой высокой проводимостью — не всегда самый выгодный. Все упирается в прирост дебита и срок его сохранения. Иногда использование более дешевого, но стабильного проппанта средней проводимости дает лучший экономический эффект на протяжении жизненного цикла скважины. Нужно считать полный цикл, а не только стоимость тонны на складе.

Здесь важно моделирование. Современные симуляторы ГРП позволяют с определенной долей вероятности прогнозировать, как поведет себя трещина с разными типами проппанта. Но модель нужно калибровать по фактическим данным. Мы собираем статистику по скважинам, где применяли разные схемы, и потом сравниваем фактические кривые падения дебита с прогнозируемыми. Это долгая и кропотливая работа, но она позволяет не наступать на одни и те же грабли.

Возвращаясь к теме композитного проппанта. Его главное преимущество перед, скажем, керамическим — это часто меньшая плотность, что облегчает транспортировку и закачку, особенно в горизонтальные стволы. Но если его проводимость нестабильна, то это преимущество нивелируется. Поэтому при выборе мы сейчас смотрим на комплекс: плотность, прочность на сдавливание, химическую стойкость, стабильность проводимости во времени и, конечно, цену. И только потом принимаем решение.

Практические нюансы логистики и применения

Мало выбрать хороший проппант. Нужно его еще правильно доставить, хранить и закачать. Композитные проппанты, особенно облегченные, могут быть чувствительны к длительному хранению под открытым небом. Ультрафиолет, перепады влажности — всё это может повлиять на свойства полимерной матрицы. Мы всегда настаиваем на соблюдении условий хранения, указанных производителем, даже если это кажется мелочью.

Еще один момент — подготовка жидкости разрыва. Совместимость проппанта с гелями, диспергаторами и другими химическими реагентами должна быть проверена. Бывало, что из-за несовместимости проппант начинал слипаться в агрегаты еще в смесительных установках, что приводило к проблемам с закачкой и, как следствие, к неоптимальному заполнению трещины. Теперь это обязательный пункт в программе подготовки к ГРП.

И конечно, мониторинг. После проведения гидроразрыва мы не просто ждем результатов испытаний. Анализируем данные датчиков давления в реальном времени, смотрим на профиль приема жидкости. Иногда по этим косвенным признакам можно понять, как ведет себя проппант в трещине. Например, нехарактерный рост давления может указывать на забивание устья трещины или на преждевременное оседание проппанта. Это ценная информация для корректировки будущих операций.

Взгляд в будущее: куда движется разработка

Тренд, который я вижу, — это индивидуализация проппантов под конкретные месторождения. Уже не достаточно просто купить ?композитный проппант с высокой проводимостью? из каталога. Будущее за решениями, адаптированными под минеральный состав пласта, температуру, тип флюида и даже под геомеханическую модель конкретного блока. Некоторые производители, включая ООО Тунчуань Хэншэн Технологии и Материалы, уже предлагают такие консультации и разработку под заказ. Это правильный путь.

Второе направление — ?умные? проппанты. Речь идет о материалах, которые могут менять свои свойства в ответ на изменение условий в пласте. Например, временно расширяться, чтобы лучше зафиксироваться в трещине, или наоборот, уменьшаться для проведения повторного ГРП. Пока это больше лабораторные исследования, но первые попытки внедрения уже есть. Правда, их экономическая целесообразность пока под большим вопросом.

В итоге, возвращаясь к началу. Высокая проводимость — это важнейший параметр, но не догма. Слепое стремление к его максимизации без учета всего комплекса геологических и технологических факторов — верный способ потратить бюджет впустую. Опыт, накопленный на реальных скважинах, порой дороже любых лабораторных сертификатов. Нужно смотреть на поведение проппанта в долгосрочной перспективе, его стабильность и предсказуемость. Именно это в конечном счете определяет успех операции гидроразрыва и рентабельность скважины. А выбор поставщика, будь то известный гигант или более узкоспециализированная компания вроде Тунчуань Хэншэн, должен основываться на способности предоставить не просто продукт, а доказанное полевыми данными решение.