24. Водные гели для гидроразрыва пласта.

Гели принадлежат к однофазным системам. Образование гелеобразного состояния структурированной системы обусловлено возникновением в ней пространственного каркаса, вследствие чего возникает предельное напряжение сдвига, которое является одним из критериев отличия геля от раствора. Гели имеют типичную коагуляционную структуру.

Различают водные гели с линейными связями, с поперечными связями, кислотные гели, гели на спиртовой основе. Известно также о применении гелей с эмульгованной нефтяной фазой, которые следует относить к двухфазным системам.

Сшивающими агентами являются металлы (соли сурьмы, циркония, алюминия, хрома, марганца, бораты и др.), хелатные соединения. Образование поперечных связей представляет собой обратный процесс, т.е. при изменении рН или вследствие действия деструктора при определенной температуре разрушаются связи и жидкость гидроразрыва из псевдопластической становится ньютоновской. Таким образом, главными компонентами поперечно сшитых гелей являются водный раствор полимера, сшивающий агент и деструктор.

Кроме того, для регулирования скорости сшивания используют кислоты или щелочи, противовспениватели, замедлители или ускорители деструкции, замедлители сшивания, понизители трения, ингибиторы набухания глин, ПАВ, материалы для снижения фильтрации в пласте.

К преимуществам поперечно сшитых гелей относятся хорошее транспортирование закрепителя трещин, стойкие реологические свойства, низкие фильтрационные свойства, хорошая очистка трещины и пласта.

24. Жидкости гидроразрыва на углеводной основе и их классификация.

К этому типу жидкостей гидроразрыва относятся загущенная нефть, инвертные эмульсии, мицеллярные растворы и поперечно сшитые гели.

Следует заметить, что некоторые пласты нефти содержат большое количество парафинов и асфальтенов и часть из них несовместимы с гелеобразной системой эфира фосфата алюминия, поэтому требуется выполнение предварительных лабораторных исследований перед их промысловым применением.

К недостаткам жидкостей гидроразрыва на нефтяной основе относятся: их высокая стоимость, пожарная опасность, возможность нанесения вреда окружающей среде.

Вязкость стандартного геля эфира фосфата алюминия регулируется изменением количества соединений алюминия и эфира фосфата. Чтобы улучшить высокотемпературные характеристики, вязкость геля можно повысить увеличением количества полимера, хотя при этом затрудняется перемещение жидкости из емкости к насосам. Как правило, для образования этих гелей необходимо несколько часов смешивания химических реагентов.

24. Гели на водной основе.

В комплект реагентов для водного геля как полимер-гелеобразователь входил продукт под названием WGA-1. Peaгент получают из гуара (индийского бобового растения, рис. 1, а). Он представлен гелезирующим агентом гидроксипропилгуаром, структура мономерной единицы которого

WGA-1 хорошо гидратируется в воде (без образования сгустков) до получению высокой вязкости. Реологические характеристики водных растворов WGA-1 приведены в табл. 1.

Вязкость растворов реагента выражают и как функцию напряжения сдвига, и как функцию температуры. При концентрации 3,59 кг/м³, температуре 26,7°С, частоте вращения 100 об/мин на приборе Farm 35 гель WGA-1 достигает значений условной вязкости 35 мПа∙с, при 300 об/мин – 18 мПа∙с.

Применению гелевых жидкостей гидроразрыва на водной основе должна предшествовать разработка рецептур по уточнению перечня и количественного содержания компонентов, которое осуществляют с учетом геолого-технологических характеристик конкретных месторождений и скважин.