Возможности трещины транспортировать жидкость к стволу скважины обусловлены пропускной способностью трещины. Обычно она определяется произведением проницаемости трещины и ширины трещины.

где к — проницаемость (миллидарси); w - ширина трещины (мм).

На частицы проппанта действует напряжение закрытия трещины. В результате этого некоторые из частиц могут быть раздавлены или же, в мягком пласте, вдавливаться в породу. На степень раздавливания или вдавливания влияют:

•  прочность и размер проппанта;
•  твердость пласта;
•  напряжение закрытия, прилагаемое к слою проппанта.

Если частицы раздавливаются или вдавливаются в породу, пропускная способность трещины будет уменьшаться и может снизиться настолько, что проводимость слоя проппанта и проницаемость породы коллектора не будут слишком различаться. В этом случае результаты гидроразрыва пласта будут неудовлетворительными по причине потери проводимости трещины. К такому же результату может привести процесс образования полимерной корки на поверхности трещины и наличие определенного количества полимера, остающегося в проппантной упаковке. В процессе эксплуатации скважин после ГРП возможен интенсивный вынос проппанта с продукцией скважин. Это происходит, если раскрытие закрепленной трещины превышает диаметр частиц проппанта в 5,5 раза, когда упаковка проппанта становится неустойчивой. Для предотвращения выноса проппанта применяются такие методы, как создание коротких трещин (до 50 м) и добавление стекловолокон PropNET в проппантную упаковку. Стеклянные волокна, добавляемые в последние порции жидкости ГРП в количестве 1,5 % по весу, создают внутреннюю структуру, удерживающую частицы проппанта на месте. При этом сохраняется высокая проводимость трещин. На месторождениях Западной Сибири технология PropNET используется в 90 % операций по ГРП.

Виды расклинивающих агентов

Одним из первых расклинивающих агентов был просеянный речной песок. Он содержал какое-то количество слишком больших частиц, которые не проходили в трещину. Это служило причиной образования мостов в скважине, подземных инструментах и в самой трещине. Из-за образования мостов происходит «стоп», в результате чего создается трещина меньшего размера, приходится заканчивать операцию по разрыву и нести дополнительные затраты на очистку ствола скважины от проппанта.

Применяемый в настоящее время песок и другие виды расклинивающих агентов имеют менее угловатую поверхность и более точно классифицируются по размеру.

Таблица

Размер частиц песка, применяемый при ГРП

Размер сит	Предельные размеры частиц (мм)
100	0,150
40-60	0,419-0,250
20-40	0,841-0,419
12-20	1,679-0,841
8-12	2,380-1,679

Применяемые в настоящее время проппанты по прочности можно разделить на следующие группы:

•  кварцевые пески (плотность до 2,65 г/см³);
•  синтетические проппанты средней прочности (плотность 2,7-3,3 г/см³);
•  синтетические проппанты высокой прочности (плотность

з, 2-3,8 г/см³).

Высокая прочность проппанта обеспечивает сохранение трещины, открытой длительное время. По глубине скважин проппанты имеют следующие области применения: кварцевые пески - до 2500 м; проппанты средней прочности - до 3500 м; проппанты высокой прочности - свыше 3500 м. С увеличением размера гранул увеличивается проницаемость упаковки проппанта, но снижается прочность, и возникают проблемы с переносом проппанта вдоль трещины.

С увеличением прочности проппанта увеличивается его стоимость

И, как следствие, стоимость ГРП.

Свойства проппанта

Округлость и сферичность. Влияют на расположение зерен проппанта и выдерживаемую ими нагрузку. Округлость - это показатель кривизны поверхности песчинок. Сферичность - это показатель того, насколько близка форма песчинок к шару. Рекомендуемые показатели округлости и сферичности 0,6.

Плотность. П - это показатель абсолютной плотности проппанта по отношению к воде. Плотность проппанта определяет перенос и расположение проппанта вдоль трещины. Проппанты высокой плотности труднее поддерживать во взвешенном состоянии в жидкости разрыва при их транспортировании вдоль трещины. Заполнение трещины проппантом высокой плотности может быть достигнуто двумя путями - использованием высоковязких жидкостей, которые транспортируют проппант по длине трещины с минимальным его осаждением, либо применением маловязких жидкостей при повышенном темпе их закачки. Рекомендуемая предельная плотность 2,65.

Объемная плотность. О. п. - это отношение массы материала к объему, который он занимает (фунт/фут³ или грамм/см³). Рекомендованная максимальная о. п. 105 фунт/фут³(1700 кг/м³).

Растворимость в кислоте (12 % НС1 - 3 % HF). Показатель количества имеющихся примесей и относительной стойкости проппанта к кислоте. Измеряется массовой концентрацией в процентах. Рекомендуемый максимум для песка 2 %, для проппанта со смоляным покрытием 7 %.

Примеси мелкозернистых частиц. Этот показатель определяет количество примесей частиц глины, ила или другого мелкозернистого материала в проппанте. Содержание мелких частиц в проппанте может существенно понизить проницаемость трещины разрыва. Хорошо промытый и обработанный проппант не содержит большого количества мелкозернистых примесей. Единица измерения FTU. Рекомендуемый показатель 250 FTU (formation tubidity units).

Сопротивляемость раздавливанию. Обозначает относительную прочность проппанта путем измерения количества материала, которое раздавливается под воздействием определенной нагрузки. Выражается в процентном содержании образованных мелких частиц. Рекомендуемые АНИ максимальные пределы:

•  для 12/60 - 16 % при давлении 3000 psi (204 атм);
•  для 20/40 - 14 % при давлении 4000 psi (272 атм);
•  для 12/20 со смоляным покрытием - 25 % при давлении 7500 psi (510 атм);
•  для 16/20 со смоляным покрытием - 25 % при давлении 10 000 psi (680 атм).