Гидроразрыв пласта. Повышение ресурса и надежности оборудования для ГРП с помощью смазочных покрытий

Технология гидроразрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта (или фрекинг) – это технология, применяемая в нефтегазовой промышленности для увеличения дебета скважин, повышения притока нефти и газа из недр земли к забою скважины.

Она основана на создании искусственных трещин в горных породах, что позволяет улучшить проницаемость пластов и облегчить выход нефти и газа на поверхность.

Сегодня более половины всех запасов нефти и газа находятся в трудно извлекаемых пластах. ГРП является единственным методом, позволяющим разрабатывать такие месторождения и добывать большие объемы сырья.

Процесс гидравлического разрыва пласта начинается с бурения вертикальной скважины в земле до целевого пласта, который содержит нефть или газ. Затем на место подачи становится специальный гидравлический насос, который подает воду, смешанную с проппантом (гранулообразный материал, песок размером 0,5-1,2 мм) и химическими добавками. Давление от насоса превышает прочность горной породы, вызывая ее трещинообразование.

Источник изображения: Dervish45 / www.shutterstock.com/ru

Преимущества гидравлического разрыва пласта включают повышение добычи нефти и газа из ранее недоступных пластов, расширение области добычи, минимизацию поверхностного вмешательства и возможность использования месторождений с низкой персональной скважиной продуктивностью. Эта технология также сокращает число необходимых скважин и может привести к снижению затрат на добычу.

Оборудование для ГРП: что включает флот ГРП? Повышение надежности установок

Для проведения гидравлического разрыва пласта используется большое количество оборудования. Полный комплекс оборудования, необходимого для проведения гидроразрыва пласта, называется флотом ГРП.

К нему относятся насосные установки, арматура устья, пакеры, колонны труб, краны, манифольды, смесители для подготовки рабочих смесей, емкости для проппанта, геля и др.

Оборудование для ГРП работает в очень сложных условиях. Одним из основных факторов, снижающих надежность работы оборудования, является воздействие агрессивных сред в виде щелочных растворов, грунтовых вод, сероводорода.

Агрессивная жидкость, смешанная с песком, приводит к коррозионному разрушению и абразивному износу проточной части оборудования для ГРП.

Кроме того, на деталях образуются отложения цементного камня при прохождении цементного раствора, используемого при заканчивании скважины.

Чтобы обеспечить длительную работоспособность оборудования, необходимо применять защитные покрытия, которые изолируют металлические поверхности от контакта с агрессивными жидкостями и песком.

Высокую эффективность для повышения надежности и срока службы оборудования для ГРП показывает применение покрытия MODENGY 1014 на основе политетрафторэтилена и дисульфида молибдена.

Оно успешно прошло испытания и используется при серийном производстве оборудования для гидравлического разрыва пласта.

Испытания защитного покрытия для оборудования ГРП

Для проверки работоспособности защитного покрытия в агрессивных условиях производитель оборудования для ГРП провел стендовые испытания MODENGY 1014 на муфте.

Общий вид муфты для стендовых испытаний

Испытания проводились в два этапа. В рамках первого из них проверялись химостойкость и устойчивость к абразивному износу при прохождении рабочего раствора. На втором этапе тестировались антиадгезионные свойства материала, способность предотвращать образования цементного камня при прохождении цементного раствора.

Через испытательную муфту было прокачено 700 тн керамического песка и 650 м³ жидкости ГРП в совокупности с химическими добавками. Следов износа и коррозионного разрушения не обнаружено.

Части муфты с покрытием MODENGY 1014 без следов абразивного износа

После этого на муфту до застывания был нанесен цементный раствор. Адгезии цементного камня и покрытия не обнаружено. Незначительное воздействие приводило к разрушению камня.

Поверхность проточной части оборудования после испытаний с покрытием MODENGY 1014. Налипание цементного камня практически отсутствует

Таким образом, антифрикционное твердосмазочное покрытие на основе дисульфида молибдена и политетрафторэтилена MODENGY 1014 обладает высокими антиадгезионными и антикоррозионными свойствами, устойчивостью к абразивному износу и воздействию химически агрессивных сред.

Применение покрытия также способствует уменьшению и стабилизации усилий при открытии и закрытии портов, обеспечения штатного срабатывания механизмов после их длительного простоя, защищает от заклинивания, закусывания, задиров деталей оборудования для гидроразрыва пласта.