Наибольшее распространение в качестве рабочей жидкости при проведении гидроразрыва пласта (ГРП) получили сшитые гуаровые гели. Подбор композиции на основе гуара позволяет получить жидкость с требуемыми свойствами, значительная часть которых связана с ее реологическим поведением. Жидкость ГРП должна иметь как можно более низкие потери на трение при течении в трубах, обеспечивать создание трещины с требуемой геометрией, гарантировать доставку и распределение частиц проппанта по трещине, после завершения ГРП вязкость жидкости должна значительно уменьшиться для эффективной очистки трещин. В то же время, несмотря на то, что сшитые гели являются системами с развитой трехмерной структурой, для описания их реологического поведения стандартно принято использовать простую степенную зависимость, связывающую напряжение сдвига со скоростью сдвига жидкости.
В статье представлены результаты изучения реологии гуаровых гелей ГРП методом трубной реометрии, а также результаты визуализации течений в плоском канале, моделирующем трещину ГРП. Полученные результаты указывают на существенные проявления тиксотропных свойств при течении сшитых гелей в области характерных для ГРП значений скоростей сдвига. Установлено, что стационарные кривые течения сшитых гелей имеют немонотонный характер. Получены зависимости реологических характеристик гелей от состояния сдвиговой истории. Визуализация течений показывает, что структура потока линейного и сшитого гелей качественно различаются. Результаты исследования указывают на несовершенство стандартно применяемой реологической модели гелей, которое может приводить к некорректной оценке расчетной геометрии трещин ГРП.
Список литературы
1. Экономидес М., Олини Р., Валько П. Гидроразрыв пласта в вертикальных и горизонтальных скважинах. –Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007. – 234 с.
2. ISO 13503-1:2011. Промышленность нефтяная и газовая. Растворы и материалы для вскрытия продуктивного пласта. Часть 1. Измерение вязкости растворов для вскрытия продуктивного пласта.
3. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. – СПб.: ЦОП «Профессия», 2010. – 560 с.
4. Кирсанов Е.А., Матвеенко В.Н. Неньютоновское поведение структурированных систем. – М.: Техносфера, 2016. – 384 с.
5. Mewis J., Wagner N.J. Thixotropy // Adv. Colloid Interface Sci. – 2009. – V. 147–148. – № C. – P. 214–227. – https://doi.org/10.1016/j.cis.2008.09.005
6. Новая реологическая модель жидкости ГРП для исправления ошибок модели степенного закона / Д. Вернигора [и др.] // SPE-202064-MS. – 2020. -
https://doi.org/10.2118/202064-MS
7. Установка для изучения транспорта проппанта и жидкостей ГРП «ПИК-FL», АО «Геологика», Россия. – https://geologika.ru/product/ustanovka-dlya-izucheniya-transporta-propanta-i-zhidkostej-grp-pik-fl/
8. Chemical Model for the Rheological Behavior of Crosslinked Fluid Systems / M.W. Conway [et al.] // J Pet Technol. – 1983. – V.35 (02). – P.315–320. -
DOI: 10.2118/9334-PA
