従来の石油およびガス貯留層の生産量は年々減少しており、増大する需要に対応できず、我が国における非在来型石油およびガス生産量を増やすことが急務となっています。近年、非在来型石油・ガス資源の探査と開発は新たな段階に入り、新たに確認された埋蔵量が確認埋蔵量全体の 3 分の 2 以上を占め、将来の石油・ガス資源成長の重要な供給源となっています。-非在来型の石油およびガスの貯留層は、通常、低い空隙率と浸透性、強い不均一性、深い埋没深さ、低い初期生産量などの特徴を持っています。水圧破砕技術は、石油およびガス井の生産量を増加させるための重要な手段の 1 つです。破砕流体は水圧破砕作業における作動流体であり、その性能と安定性が破砕効果に直接影響します。
破砕流体にはさまざまな添加剤が含まれており、不均一で不安定な作動流体です。そのシステムには通常、水、増粘剤、界面活性剤、粘土安定剤、殺生剤、破壊剤、pH 調整剤、液体損失制御剤、およびプロパントが含まれます。フラクチャリング流体には、表面張力と界面張力を低下させるために 1 つ以上の種類の界面活性剤が含まれることが多く、これによりフラクチャリング流体の逆流速度が向上するだけでなく、吸収と油の置換も促進されます。破砕流体は、その物理的および化学的性質（分散媒）に応じて、水-系、油-系、アルコール-系に分類され、水系-が最も広く使用されています。破砕プロセス中、破砕流体はエネルギーを伝達して岩石を破壊し、亀裂を広げ、プロパントを亀裂に運びます。通常、せん断抵抗、プロパント懸架能力、低摩擦、温度耐性、低流体損失、低残留物、低リザーバ損傷、容易な逆流、良好な適合性、費用対効果などの特性を備えている必要があります。-
均熱化は水圧破砕後、生産前の段階であり、この段階で破砕流体の流れ、吸収、化学反応などの複雑に組み合わされたプロセスが発生します。地層内に残っている破砕流体は、吸収によって破砕後の破砕の複雑性を高める可能性があります。-破砕流体中の湿潤成分は、毛細管力によって駆動され、破砕に沿って微細孔に入り、その中の油を置換し、地層流体の流れエネルギーを増加させ、油を破砕に集中させ、油水置換効果を高め、最終的に生産と回収率を高めます。{3}現在、長慶油田、青海油田、大慶油田の一部の鉱区では破砕後浸漬法が採用されており、良好な生産増強効果を達成しています。{5}浸漬時間は、浸漬の期待される効果に影響を与える重要なパラメータです。シミュレーションと実験の結果は、浸漬時間を適切に長くすると生産量の増加に役立ちますが、浸漬時間が長すぎると油/ガスの排出に対する抵抗が増加することを示しています。
破砕後の破砕流体の逆流は、貯留層の改質状況や生産向上効果に影響を与えます。逆流率は、破砕流体の逆流の程度を評価するパラメータの一つである。現場データによると、ほとんどのガス井の逆流率は 50% 未満であり、5% 未満のガス井もあります。逆流の初期段階では、開いた亀裂が閉じて主亀裂間の流路が遮断され、破砕流体が貯留層からスムーズに流出できなくなります。貯留層の透過性が極めて低く、細孔の毛管力が大きいため、亀裂内の破砕流体はより深い岩石基質に浸透しようとしますが、これにより破砕流体の逆流が妨げられます。フラクチャリング流体に溶解した地層塩は、注入されたフラクチャリング流体と地層水の間に大きな化学ポテンシャル差を生じさせ、フラクチャリング流体の逆流を妨げ、その結果、逆流速度が低下します。粘土含有量と破砕流体の浸漬時間も逆流効率に影響します。粘土は水にさらされると体積が膨張し、強力な保水能力を持ち、含まれるマトリックスの空間容量よりも多くの液体を吸収します。このような貯留層の場合は、粘土安定剤を添加する必要があります。逆流速度は、プロパントの逆流と貯留層への二次的な損傷に直接関係します。したがって、貯留層の特性に基づいた破砕流体の逆流に関する的を絞った研究は、石油とガスの生産を改善するのに役立ちます。
破砕-浸漬-逆流は、各段階が相互接続された統合エンジニアリング プロセスです。破砕操作はその後の均熱と逆流に影響を与えるため、破砕流体は破砕の性能要件を満たすだけでなく、均熱と逆流のニーズも考慮する必要があります。これは、非在来型の石油およびガス貯留層向けの統合された破砕-浸漬-逆流作動流体の基本概念につながります。統合された破砕-浸漬-逆流作動流体は発展傾向にあり、多機能の統合作動流体の開発が不可欠となっています。
破砕流体は破砕作業の「血液」として、破砕、浸漬、逆流、および石油生産に影響を与えます。作動流体の研究は、石油およびガス資源の探査と開発のトレンドに歩調を合わせる必要があり、その機能は、貯留層の開発特性と物理的特性に基づいてますます洗練される必要があります。破砕流体は、破砕段階での破砕生成、プロパント懸架、破砕サポート、エネルギー補充の性能要件を満たす必要があると同時に、浸漬段階と逆流段階のニーズも考慮する必要があります。ポリマー添加剤は強力な粘度増加能力を持っていますが、完全に分解して大量の残留物を残すことは困難です。-きれいな破砕流体は表面/界面張力が低いですが、機械的特性が悪く、コストが高くなります。泡-ベースの作動流体は、流体の損失が少なく、リザーバーの損傷が最小限に抑えられますが、プロッパントの運搬能力が劣ります。特定のニーズに応じて、各タイプの添加剤が適切な作動流体システムとして開発され、プロセスと組み合わせて独自の操作方法を形成します。統合された作動流体は、ある程度まで運用コストを削減し、手順を簡素化し、二次リザーバの損傷を軽減することができます。複数の作動媒体を組み合わせて使用すること、または化学的方法を使用して官能基をグラフトして作動流体の性能を向上させることは、作動流体開発の将来の方向性であり、また、石油回収の強化、一時的な栓抜きと転用、低炭素環境保護などの分野で大きな発展の可能性を秘めています。-
