Tekanyo ea Viscosity ea Acid Fracturing Mokelikeli Matlong a Oli a Shale

Kinetics ea Acid-Rock Reaction le Kamano ea eona le Viscosity

Mokhoa oa karabelo ea asiti le lefika o susumetsoa haholo ke ho teteana ha mokelikeli. Mekhoa ea asiti ea khale e arabela ka potlako le liminerale tsa carbonate, e shebana le ho qhibiliha haufi le seliba le ho fokotsa botebo ba ho kenella. Mekhoa ea asiti e holofetseng, e sebelisang li-surfactants tsa viscoelastic kapa li-emulsion tsa polymer-acid, e fokotsa sekhahla sa ho hasana ha li-ion tsa hydrogen, e liehisa sekhahla sa karabelo ea asiti le lefika ka kakaretso. Sena se nolofalletsa asiti ho kenella ka botebo ho ea ho libopeho tse tlase tsa ho kenella kapa tse nang le masoba a tlase pele e sebelisoa, e leng se khothalletsang ho taboha ho pharaletseng le ho robeha ha nako e telele.

Phetoho ea sekhahla sa karabelo e ka etsoa ka:

• Ho fetola dikarolelano tsa surfactant/polymer ho lokisa ho hasana ha asiti hantle.
• Ho etsa asiti ka tatellano—ho fetola ente ea asiti e liehang le e tloaelehileng—ho finyella tekano ea ho hlaba haufi le seliba le ho teba ha sebopeho, joalo ka ha ho bontšitsoe litekong tsa ente tse latellanang moo litsamaiso tsa asiti tse fapanyetsanang li hlahisang ho hlaba ka maemo le ho ntlafatsa tlhohlelletso ea letamo.

Litlamorao tsa tšebelisano-'moho li hlaha ka lebaka la metsoako:

• Li-polymer tse kopantsoeng le li-surfactant tse seng tsa ionic li etsa hore ho be thata le ho eketsa ho hanyetsa mocheso le letsoai, joalo ka ha ho netefalitsoe ke tlhahlobo ea thepa ea rheological le ea lehlabathe tlas'a maemo a ho etsisa a letamo.
• Metswako ya alkali-surfactant-polymer (ASP), le ditsamaiso tsa nanocomposite (mohlala, graphene oxide-polymer), di ntlafatsa viscosity e laolang sekgahla le botsitso ba asiti, ha ka nako e ts'oanang di thusa taolo ya boemo le ho tlosa asiti e setseng—e leng ya bohlokwa bakeng sa ho ntlafatsa ho taboha ha asiti metjheng ya tlhaho e sa tshwaneng le bakeng sa ho ntlafatsa ho hlaphoheloa ho tloha dibopehong tse nang le ho kenella ho tlase kapa tse nang le masoba a tlase.

Liteko tsa mohlala o monyenyane oa khalase le tsa coreflood li tiisa hore mekhoa ena e etselitsoeng ho etsa lintho e eketsa nako ea ho kopana le asiti, karabelo e liehang le liminerale, e ntlafatsa sebaka se qotsitsoeng, 'me qetellong e atolosa phallo ea metsi a polokelo ea oli, e bonts'ang kamano e sebetsang pakeng tsa motsoako oa mokelikeli oa ho qhaqha asiti, viscosity, kinetics ea karabelo ea asiti le lefika, le katleho ea ho hlohlelletsa polokelo ka kakaretso.

Tšusumetso ea Jiometri ea ho Robeha ha Maqeba ho Keneng ha Asiti le Katleho

Jeometri ea ho robeha—haholo-holo bolelele, bophara (lesoba), le kabo ea sebaka—li khetholla ka botebo ho kenella ha asiti 'me kahoo li sebetsa hantle ha ho robeha asiti. Ho robeha ho hole, ho pharaletseng ho khothalletsa kabo e kholo ea asiti, empa katleho e ka fokotseha ka lebaka la "katleho" ea asiti, moo asiti e sa sebelisoang e fihlang ka potlako ntlheng ea ho robeha ntle le ho arabela ka botlalo tseleng. Ho fapana ha lesoba, haholo-holo ho robeha ho nang le likanale kapa mabota a thata a entsoeng ke ho fata ho sa tšoaneng, ho khothalletsa ho kenella ho hoholo ka ho fana ka litsela tse khethehileng le ho fokotsa tahlehelo ea asiti pele ho nako.

• Phapang ea lesoba:Libaka tse nang le kanale tse ntlafalitsoeng ke ho tjhesa asiti li boloka phallo ea metsi tlas'a khatello 'me li fana ka litsela tse khethehileng tsa ho tsamaisa asiti.
• Sebaka sa sebaka:Maqeba a haufi le lerako a dumella kabo e lekanang ya asiti, athe maqeba a hole kapa a makala a mangata a rua molemo ho ente ya asiti e entsweng ka mekhahlelo kapa di-slugs tse fapanyetsanang tsa asiti/mokelikeli o sa nke lehlakore.
• Ente ea mekhahlelo e mengata:Asiti e fapanyetsanang le maro a spacer a ka nchafatsa ho hlaba ha sefahleho ka nako e telele e robehileng, e leng se lebisang ho kenelleng ho tebileng le ho holisa ka katleho maro a tlhaho le a bakoang ke maro.

Diphuputso tsa masimo le tsa laboratori tse sebedisang micro-CT scanning le mohlala wa dipalo di bontsha hore ho rarahana ha jeomethri le ho se tsitse ha jeomethri di laola sekgahla sa karabelo ya acid-rock le tekanyo e hodimo ya ntlafatso ya ho kenella ha metsi. Ka hona, moralo o nepahetseng wa ho pshatla asiti o tsamaisana hantle le thepa ya sistimi ya asiti le merero ya ente le dijiometri tse ikgethang tsa ho pshatla ha asiti, ho netefatsa hore ho tsamaisa ho pshatla ha asiti ho matla le ho tshwarella ha oli ho ntlafaditswe.

Maano a Ntlafatso bakeng sa ho Pshatla Asiti ka Katleho

Khetho ea Mekhoa ea Asiti le Lintho tse Eketsehileng

Ho ntlafatsa ho qhaqha ha asiti ho itshetlehile haholo tabeng ya ho kgetha ditsamaiso tse nepahetseng tsa asiti. Ditsamaiso tsa asiti tse holofetseng, tse kang di-asidi tse nang le di-gelled kapa emulsified, di entswe ho fokotsa sekgahla sa karabelo ya asiti le lefika. Sena se nolofalletsa ho kenella ka botebo hodima ho robeha le ho tjhesa asiti ka tsela e tshwanang. Ka lehlakoreng le leng, ditsamaiso tsa asiti tse tlwaelehileng—hangata e leng hydrochloric acid e sa fetolwang—di arabela ka potlako, hangata di thibela botebo ba ho kenella ha asiti le ho fokotsa katoloso ya ho robeha, haholoholo matamong a carbonate le a shale a mocheso o phahameng. Dintlafatso tsa moraorao di kenyeletsa ditsamaiso tsa asiti e tiileng, tse etseditsweng matamo a mocheso o phahameng haholo, a diehisang sekgahla sa karabelo, a fokotsang ho robeha le ho eketsa katleho ka ketso ya asiti e telele le ho ntlafala ha ho qhibiliha ha lefika.

Ha ho bapisoa litsamaiso tse liehang le tse tloaelehileng:

• Li-acid tse sa sebetseng hantleLi-acid tsena li ratoa haholo libakeng tseo ho tsona ho sebelisoang asiti ka potlako haufi le seliba ho fokotsang ho fihlella le ho tšoana ha kalafo. Li-acid tsena li bontšitsoe li thusa ho holisa maqeba a robehileng hantle ka asiti le ho ntlafatsa ho tsamaisa metsi ka mor'a ho robeha le sebaka sa ho ntša oli.
• Li-acid tse tloaelehilenge ka lekana bakeng sa kalafo e sa tebang kapa libaka tse kenang metsi haholo moo karabelo e potlakileng le ho kenella hanyane ho amohelehang.

Khetho ea li-modifiers tsa viscosity—tse kang li-surfactants tsa viscoelastic (litsamaiso tsa VCA) kapa li-gelling agents tse thehiloeng ho polymer—e itšetlehile ka lintlha tse ikhethileng tsa letamo:

• Mocheso oa letamo le mineralology li laola botsitso ba lik'hemik'hale le ts'ebetso ea li-viscosity modifiers.
• Bakeng sa lits'ebetso tsa mocheso o phahameng, li-gel breaker tse tsitsitseng mochesong joalo ka li-oxidizing agents tse kentsoeng kapa li-capsules tse entang acid lia hlokahala ho netefatsa hore acid e helelitsoeng e senyeha le tlhoekiso e sebetsang hantle kamora kalafo.
• Boemo ba viscosity bo bonahalang bo lokela ho lokisoa e le hore mokelikeli oa asiti o qhekellehang o lule o le tengho teteana ho lekanengnakong ea ho pompa (ho ntlafatsa bophara ba ho robeha le ho emisoa ha proppant) leha ho le joalo ho ka senyeha ka botlalo ke li-gel breaker bakeng sa phallo e sebetsang.

Khetho e nepahetseng ea tlatsetso e fokotsa tšenyo ea sebopeho, e netefatsa ho phunya asiti ka katleho bakeng sa ntlafatso ea ho robeha, 'me e eketsa ntlafatso ea matamo a metsi a sa keneleng metsi haholo le a nang le masoba a tlase. Litšebeliso tsa morao tjena tsa tšimo li bontša hore mekhoa ea mokelikeli oa ho robeha asiti e thehiloeng ho VCA, ka li-gel breaker tse tsamaellanang hantle, e fana ka tlhoekiso e ntlafalitsoeng, tahlehelo ea mokelikeli e tlase, le tlhohlelletso e ntlafetseng ea matamo ha e bapisoa le litsamaiso tsa setso.

Liparamente tsa Ts'ebetso tse Susumetsang Katleho ea ho Hlohlelletsa Asiti

Taolo ea ts'ebetso nakong ea ho pshatla asiti e ama liphello haholo. Mekhahlelo ea mantlha ea ts'ebetso e kenyelletsa sekhahla sa pompo, bophahamo ba asiti e kenngoeng, le taolo ea boemo ba khatello:

• Sekhahla sa pompo: E fumana lebelo la ho ata ha ho robeha le jiometri. Sekgahla se phahameng se kgothaletsa ho kenella ho tebileng ha asiti le tshebedisano e tswelang pele ya asiti le mafika, empa e lokela ho leka-lekana ho qoba ho sebediswa ha asiti pele ho nako kapa kgolo e sa laoleheng ya ho robeha.
• Bophahamo ba ente ea asiti: E ama bolelele le bophara ba mapetso a nang le asiti. Hangata ho hlokahala dibopeho tse kgolo bakeng sa dibopeho tse sa keneleng metsi haholo, leha ho ntlafatsa bophahamo ba asiti hammoho le diphetoho tsa viscosity ho ka fokotsa tshebediso ya dikhemikhale e sa hlokahaleng ha ho ntse ho bolokwa ho tsamaisa metsi.
• Taolo ea khatello: Ho sebetsana le khatello ea lesoba le ka tlase le holim'a metsi ka nako ea sebele ho netefatsa hore lesoba le lula le butsoe, ho amohela tahlehelo ea mokelikeli, le ho tataisa ho beoa ha asiti libakeng tse reriloeng tsa lesoba.

Ha e le hantle, kemiso ea ente ea asiti e hlophisitsoeng ka mekhahlelo kapa ka ho fapanyetsana—moo mefuta ea asiti kapa ho teteana ho fapanyetsanoang—e bontšitsoe e ntlafatsa ho thehoa ha kanale, e khothalletsa nts'etsopele ea ho robeha ho kobehileng, le ho ntlafatsa sebaka sa metsi a polokelo ea oli. Mohlala, ente ea asiti e fapanyetsanang ea mekhahlelo e 'meli e ka hlahisa likanale tse tebileng le tse tsamaisang metsi haholoanyane, tse sebetsang hantle ho feta mekhoa ea mohato o le mong libakeng tsa laboratori le tsa masimo.

Ho bapisa mekhoa ea ho etsa hore metsi a be le asiti le ho se tšoane ha matamo a polokelo ho bohlokoa. Matamong a shale a nang le mineralology e fapaneng le ho robeha ha tlhaho, ho sebelisoa mohlala oa ho bolela esale pele le ho beha leihlo ka nako ea sebele ho tataisa nako le tatellano ea liente. Liphetoho tse ipapisitseng le litšobotsi tsa ho robeha (mohlala, tataiso, khokahano, ntlafatso ea kanale ea ho sesa ea tlhaho) li lumella basebetsi ho lokisa liparamente tsa ts'ebetso bakeng sa ho hlasimolla ho hoholo le tšenyo e nyane ea sebopeho.

Ho Bopa Modeli e Lekanyetsang Pele le Kopanyo ea Lintlha

Moralo oa sejoale-joale oa ho pshatla asiti joale o kopanya mehlala ea ho bolela esale pele e amanang le liparamente tsa ts'ebetso, litšobotsi tsa mokelikeli oa ho pshatla asiti, le ho tsamaisa ha motlakase ka mor'a ho pshatla asiti. Mefuta e tsoetseng pele e ikarabella bakeng sa:

• Mokhoa le sekhahla sa karabelo ea asiti le lefika, e hapa kamoo sebopeho sa asiti le ho tjhesa di fetohang kateng tlasa maemo a tshimo.
• Mabaka a ikhethileng a letamotse kang masoba le ho kenella ha metsi, ho se tshwane ha diminerale, le marangrang a ho robeha a seng a ntse a le teng.

Mehlala ena e sebelisa data ea boiphihlelo, liphetho tsa laboratori, le ho ithuta ha mochini ho bolela esale pele hore na liphetoho tsa viscosity, sekhahla sa pompo, mahloriso a asiti le liprofaele tsa mocheso li ama mekhoa ea ho theha ho robeha ha hydraulic fracturing le ntlafatso ea sebaka sa metsi a letamo ka nako e telele.

Litataiso tsa bohlokoa tsa ho hokahanya lithibelo tsa tšimo le moralo oa ts'ebetso li kenyelletsa:

• Ho kgetha viscosity le sebopeho sa asiti ho latela kinetics e lebelletsweng ya karabelo ya asiti le lefika, boemo ba mocheso bo lebelletsweng, le dipheo tsa ho phethela (mohlala, ho eketsa ho kenella ha mafika a nang le masoba a tlase kapa ho rarolla mathata a fokolang a kanale ya ho dutla ha metsi a tlhaho).
• Ho sebelisoa mekhoa e tsamaisoang ke data ho fetola kemiso ea ente ea asiti ka matla, sekhahla sa pompo, le litekanyo tsa breaker, ho ntlafatsa boholo ba ho robeha le ho hlaphoheloa kamora kalafo.

Mehlala e tswang mesebetsing ya morao tjena ya masimo e bontsha mekgwa ena ya ho bolela esale pele e eketsa bokgoni ba ho tsamaisa oli ka mora ho robeha le ho ntlafatsa diponelopele tsa tlhahiso ya oli, e leng se nolofalletsang maano a ho robeha asiti a sebetsang hantle le a tshepahalang ho pholletsa le matamo a rarahaneng a shale le carbonate.

Ho Atolosa Sebaka sa ho Hōla ha Oli le ho Tšoarella ho Tsamaisa ho Robeha ha Maqeba

Ho Tlosa Lithibelo tsa Sebopeho le Ntlafatso ea Khokahano

Ho tjhesa asiti ke mokhoa o ka sehloohong wa ho sebedisa mokelikeli wa ho qhaqha asiti bakeng sa ho hlola phephetso ya ho thibana ha sebopeho, jwalo ka ho bokellana ha condensate le ho tjheka diminerale, matamong a shale. Ha asiti—eo hangata e leng hydrochloric acid (HCl)—e entelwa, e arabela le diminerale tse arabelang jwalo ka calcite le dolomite. Mokgwa ona wa ho arabela asiti-lefika o qhala di-deposit tsa diminerale, o hodisa dibaka tsa di-pore, mme o hokahanya di-pore tse neng di arohane pele, o ntlafatsa ka ho toba porosity le ho kenella ha metsi matamong a oli. Sekgahla sa karabelo ya asiti-lefika, hammoho le sebopeho se ikgethang sa mokelikeli wa ho qhaqha asiti se sebediswang, se fapana ho latela shale mineralogy le sebopeho sa ho thibana.

Li-shale tse nang le carbonate e ngata, mahloriso a phahameng a HCl a hlahisa ho tloswa ho hoholo le ho thibana ka lebaka la karabelo e potlakileng le e sebetsang hantle ea acid-rock. Ho fetola sebopeho sa asiti ho latela dikahare tse ikgethang tsa carbonate le silicate tsa letamo ho ntlafatsa tshebetso ya ho tlosa, ho tsosolosa ka katleho dikanale tsa tlhaho tsa ho dutla le ho sebetsana le ditharollo tse mpe tsa dikanale tsa tlhaho tsa ho dutla. Ho batalatsa ha bokaholimo difahlehong tse seng di ntse di robehile ho a eketseha ka lebaka la ho qhibiliha ha asiti, ho amana ka ho toba le ho ntlafala ha ho dutla ha ho robeha le dikanale tsa phallo tse tshwarellang bakeng sa hydrocarbons. Mokgwa ona o netefaditswe ke data ya diteko e bontshang dintlafatso tse kgolo tlhahisong ya kgase le index ya injectivity kamora kalafo ya asiti e ikgethileng dibopehong tse nang le ho dutla ho tlase.

Ho tsamaisa metsi ka nako e telele ho bohlokoa bakeng sa tlhahiso ea nako e telele ea liliba tsa oli ea shale. Ha nako e ntse e ea, ho robeha ho bakoang ke oli ho ka lahleheloa ke tsamaiso ea metsi ka lebaka la ho sila ha oli, ho arola oli, ho embedment, kapa ho falla ha oli ka mokhoa o sa lokelang. Mekhoa ena e fokotsa litsela tse bulehileng tse hlahisoang ke khatello ea ho robeha ha oli ka hydraulic, e leng se amang hampe ho hlaphoheloa ha li-hydrocarbon. Lithuto tsa lipalo le tsa laboratori li bontša hore ntle le tsamaiso e nepahetseng, ho senyeha ha oli ka hydraulic ho ka fokotsa tlhahiso ka 80% ho feta lilemo tse 10. Lintlha tse kang khatello ea ho koaloa, boholo ba oli ka hydraulic, le thepa ea pele ea bokaholimo ba ho robeha li bapala karolo ea bohlokoa. Ho khetha oli ka hydraulic e loketseng le ho laola khatello ea ho theoha ha oli ka mafolofolo ho bohlokoa ho boloka litsela tse atolositsoeng tse entsoeng ke ho fata ha asiti bakeng sa phallo e tsitsitseng ea oli le khase.

Katoloso le Tlhokomelo ea Marang-rang a Robehileng

Katoloso ea leqheka ea sebaka sa ho ntša metsi sa polokelo ea oli e itšetlehile ka moralo o atlehang le ho kenngoa ha litsamaiso tse laoloang tsa asiti. Tsena ke litsamaiso tsa mokelikeli oa ho qhaqha asiti tse entsoeng ka boqapi tse nang le lintho tse ling tse eketsang—tse kang li-retarder, li-gelling agents, le li-surfactants—ho laola ho beoa ha asiti, ho laola sekhahla sa karabelo ea asiti le lefika, le ho fokotsa ho lutla ha mokelikeli nakong ea kalafo. Sephetho ke ts'ebetso e shebaneng haholoanyane ea ho fata e ntlafatsang mekhoa ea ho theha ho robeha ha hydraulic fracturing le ho tšehetsa ho ata ha ho robeha ha mantlha le ha bobeli (ho kobehileng).

Mekhoa ea asiti e laoloang, haholo-holo li-asidi tsa gel tse nang le gelled le tse fumanehang sebakeng se le seng, li thusa ho laola sebaka le bolelele ba asiti ka har'a li-robeha. Mekhoa ena e liehisa tšebelisano-'moho ea asiti le lefika, e atolosa sebaka sa ho kenella le ho lumella ho fata ho felletseng ha asiti bakeng sa ntlafatso ea ho robeha. Mokhoa ona o eketsa bongata ba lefika le hlasimolohileng, o atolosa sebaka sa ho ntsha metsi sa polokelo ea oli, 'me o sebetsana le liphephetso ka litharollo tse mpe tsa kanale ea tlhaho ea ho sesa libakeng tsa carbonate le shale. Maemo a masimo a bontša hore mekhoa ena e theha marang-rang a ho robeha a pharaletseng, a hokahaneng haholoanyane, a khanna ho hlaphoheloa ha hydrocarbon e ngata.

Ho boloka ntlafatso ea ho kenella ha metsi tlas'a khatello ea matla a letamo ke ntho e 'ngoe ea bohlokoa eo ho nahanoang ka eona. Ho ata ha ho robeha ha majoe mafikeng a nang le khatello e phahameng ea ho koaloa hangata ho lebisa phokotsong ea bophara ba ho robeha kapa ho koaloa pele ho nako, e leng se behang tsamaiso ea motlakase kotsing. Ho thibela sena, ho sebelisoa maano a 'maloa:

• Theknoloji ea ho phunyeletsa e kopantsoeng le khatello ea maikutlo:Mokhoa ona o nolofalletsa ho qalisoa le ho ata ha mapetso a robehileng ka taolo, o ntlafatsa ho sekisetsa pakeng tsa ho kenya matla a ho susumetsa le katoloso ea marang-rang a robehileng. Ka mohlala, nakong ea ho tepella ha Jiyang, theknoloji ena e fokolitse matla a hlokahalang ka 37% ha e ntse e ntlafatsa liphetho tsa khokahano le tsa tikoloho.
• Mekhoa ea kalafo ea ho etsa asiti pele ho lijo:Ho sebelisa litsamaiso tsa polyhydrogen acid kapa maro a mang a pele ho qhaqha ha lehe a ka fokotsa khatello ea ho robeha ha lehe le ho fokotsa ho thibana ha sebopeho sa pele, e leng se behang sethala bakeng sa tlhahiso ea ho robeha ha lehe e sebetsang hantle le e tšoarellang.
• Mohlala oa jeomechanical:Ho kopanyatekanyo ea khatello ea maikutlo ea nako ea sebelele tlhokomelo ea letamo e lumella ho bolela esale pele le ho lokisa liparamente tsa kalafo ea asiti, ho thusa ho boloka ho tsamaisoa ha ho robeha ho sa tsotelehe maemo a khatello a ntseng a fetoha sebakeng seo.

Mekhoa ena—e kopantsoeng le li-additives tse ntlafalitsoeng tsa mokelikeli oa ho qhaqha ka hydraulic le mokhoa oa ho qhaqha ka hydraulic—e netefatsa hore melemo ea ho qhaqha e lula e le teng. E thusa basebetsi ba oli ho holisa le ho boloka marang-rang a ho qhaqha, ho ntlafatsa ho qhaqha ha mafika a nang le masoba a tlase le ho tšehetsa ho ntšoa ha mehloli ea nako e telele.

Ka kakaretso, ka ho kopanya mekhoa e mecha ea ho fata asiti, litsamaiso tse tsoetseng pele tse laoloang tsa asiti, le maano a ho phunya a tsebisitsoeng ka geomechanically, mekhoa ea sejoale-joale ea ho hlohlelletsa matamo a metsi joale e shebane le ho eketsa libaka tsa metsi a hydrocarbon tse potlakileng le ho boloka motlakase oa ho phunya o hlokahalang bakeng sa ts'ebetso e tsoelang pele ea tlhahiso.

Qetello

Ho lekanya le ho ntlafatsa ka katleho ho hlaka ha mokelikeli o pshatlang asiti ke habohlokoa bakeng sa ho eketsa tlhahiso ea ho robeha, katleho ea ho fata asiti, le ho ntsha metsi ha oli ka nako e telele ka har'a libopeho tsa shale. Mekhoa e metle e susumetsoa ke kutloisiso e pharaletseng ea matla a mokelikeli tlas'a maemo a letamo, hammoho le ho kopanngoa ha data ea laboratori le ea tšimo ho netefatsa bohlokoa ba ts'ebetso.