Подать статью
Стать рецензентом
EN
Том 278
Страницы:
67-76
В печати
Научная статья
Геотехнология и инженерная геология

Влияние сезонных изменений физико-химических свойств пресной воды на реологические характеристики жидкостей для гидроразрыва пласта (на примере Альметьевского района Республики Татарстан)

Авторы:
И. А. Аленькин1
А. В. Насыбуллин2
А. В. Кочетков3
Р. Р. Закиров4
Т. Л. Гайфуллин5
Р. Р. Сахибгараев6
Об авторах
  • 1 — младший научный сотрудник Альметьевский государственный технологический университет «Высшая школа нефти» ▪ Orcid
  • 2 — д-р техн. наук заведующий кафедрой Альметьевский государственный технологический университет «Высшая школа нефти» ▪ Orcid
  • 3 — канд. техн. наук ведущий эксперт по новым реагентам ПАО «Татнефть» им. В.Д.Шашина ▪ Orcid
  • 4 — инженер Альметьевский государственный технологический университет «Высшая школа нефти» ▪ Orcid
  • 5 — аспирант Альметьевский государственный технологический университет «Высшая школа нефти» ▪ Orcid
  • 6 — главный специалист по проектированию ПАО «Татнефть» им. В.Д.Шашина ▪ Orcid
Дата отправки:
2025-06-10
Дата принятия:
2025-12-09
Дата публикации онлайн:
2026-03-19

Аннотация

В работе исследовано влияние сезонных изменений состава пресной воды на реологические характеристики гуаро-боратных жидкостей гидроразрыва пласта. В октябре 2024 – августе 2025 гг. проводился ежемесячный отбор проб из трех источников Республики Татарстан с анализом pH (7,3-7,9), щелочности (73-275 мг/л HCO-3), общей жесткости (180-520 мг/л Ca2⁺+Mg2⁺), хлоридов (42-284 мг/л), сульфатов (61-146 мг/л) и ионов железа (0,1-0,3 мг/л). На этих водах готовились жидкости разрыва, которые испытывались на реометре высокого давления Brookfield PVS при 32 °С в соответствии с ISO 3219:1993; ориентировочный диапазон требуемой вязкости составлял 400-700 мПа·с. Установлено, что в воде с высокой минерализацией (источник № 2, средняя жесткость ~419 мг/л, Cl–>180 мг/л) вязкость геля снижалась на 10-15 %, увеличивалось время восстановления до рабочей вязкости и ускорялась деструкция, что повышало риск преждевременного осаждения пропанта. Корреляционный анализ показал, что для «мягких» источников № 1 и 3 характерны сильные положительные связи между жесткостью, хлоридами, сульфатами и щелочностью (r = 0,53-0,90), тогда как в минерализованной воде № 2 они ослаблены (r = 0,17-0,51). Результаты демонстрируют, что сезонный рост минерализации (зимне-весенний период) существенно ухудшает реологическую устойчивость жидкостей гидроразрыва пласта, и подчеркивают необходимость обязательного мониторинга состава воды и адаптации рецептур в периоды пиков минерализации.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
гидроразрыв пласта жидкости гидроразрыва гуаровые растворы боратные сшиватели реологические свойства качество воды деструкция геля восстановление вязкости эффективность размещения пропанта
Финансирование:

Отсутствует

Перейти к тому 278

Литература

  1. Zhiqiang Xie, Dongya Han, Jiangteng Li, Kaihui Li. A State-of-the-Art Review of Hydraulic Fracturing in Geothermal Systems // Sustainability. 2024. Vol. 16. Iss. 24. № 11087. DOI: 10.3390/su162411087
  2. Hui Gao, Xiaohang Li, Teng Li et al. Characteristics of Oil Production by Fracturing Fluid Additive-Assisted Displacement in Tight Oil Reservoirs // Energy & Fuels. 2024. Vol. 38. Iss. 18. P. 17541-17553. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c02634
  3. Hao Yu, WenLong Xu, Bo Li et al. Hydraulic Fracturing and Enhanced Recovery in Shale Reservoirs: Theoretical Analysis to Engineering Applications // Energy & Fuels. 2023. Vol. 37. Iss. 14. P. 9956-9997. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c01029
  4. Султанов Ш.Х., Мухаметшин В.Ш., Стабинскас А.П. и др. Исследование возможности использования воды с высокой минерализацией для гидравлического разрыва пласта // Записки Горного института. 2024. Т. 270. С. 950-962.
  5. Fokker P.A., Borello E.S., Verga F., Viberti D. Harmonic pulse testing for well performance monitoring // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018. Vol. 162. P. 446-459. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.12.053
  6. Khan H.J., Spielman-Sun E., Jew A.D. et al. A Critical Review of the Physicochemical Impacts of Water Chemistry on Shale in Hydraulic Fracturing Systems // Environmental Science & Technology. 2021. Vol. 55. Iss. 3. P. 1377-1394. DOI: 10.1021/acs.est.0c04901
  7. Хузин Р.Р., Андреев В.Е., Мухаметшин В.В. и др. Влияние гидравлического сжатия пласта на фильтрационно-емкостные свойства пластов-коллекторов // Записки Горного института. 2021. Т. 251. С. 688-697. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.8
  8. Альмухаметова Э.М., Гуторов А.Ю., Юмадилов Д.Б. и др. Сокращение затрат на проведение гидравлического разрыва пласта // Нефтегазовое дело. 2024. Т. 22. № 5. С. 103-112. DOI: 10.17122/ngdelo-2024-5-103-112
  9. Jiarun Zhou, Shibin Wang, Ruoyu Yang et al. A Study on a Novel Hydrophobic Associative Polymer Thickener for High-Salinity Water in Hydraulic Fracturing // ChemistrySelect. 2025. Vol. 10. Iss. 20. № e01613. DOI: 10.1002/slct.202501613
  10. Rodriguez A.Z., Huiyao Wang, Lei Hu et al. Treatment of Produced Water in the Permian Basin for Hydraulic Fracturing: Comparison of Different Coagulation Processes and Innovative Filter Media // Water. 2020. Vol. 12. Iss. 3. № 770. DOI: 10.3390/w12030770
  11. Zang A., Hofmann H., Yinlin Ji et al. How rock hydraulic fatigue methods from mining and petroleum industry assist in unlocking deep heat for a clean energy future // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2025. Vol. 217. № 115683. DOI: 10.1016/j.rser.2025.115683
  12. Выломов Д.Д., Шульгин П.А., Шакиров Р.Р., Снохин А.А. Подбор альтернативной жидкости гидроразрыва пласта в условиях низкопроницаемого газового коллектора туронского яруса // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 2 (95). С. 56-61. DOI: 10.24412/2076-6785-2023-2-56-61
  13. Насыбуллин А.В., Садреева Р.Х., Бурлуцкий Е.А. Определение эффективности стабилизатора глин в составе жидкости ГРП на образцах керна глинистых терригенных коллекторов на основе фильтрационных исследований // Нефтяная провинция. 2023. № 2 (34). С. 208-226. DOI: 10.25689/NP.2023.2.208-226
  14. Мусин Р.Х., Галиева А.Р., Хамитов А.Д. Особенности трансформации во времени состава пресных подземных вод в Республике Татарстан // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2023. Т. 165. № 3. С. 427-446. DOI: 10.26907/2542-064X.2023.3.427-446
  15. Рахимов И.И., Зайнуллин М.А., Игнашев Н.Е. Природные и техногенные водоемы как резерваты по сохранению биологического разнообразия птиц в Республике Татарстан: постановка и анализ проблемы // Вестник МГПУ. Серия «Естественные науки». 2023. № 2 (50). С. 21-36. DOI: 10.25688/2076-9091.2023.50.2.02
  16. Мусин Р.Х., Калкаманова З.Г. Геохимия пресных подземных вод в областях нефтяного техногенеза (на примере Татарстана) // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. 2015. № 2 (12). 14 с. DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2015-12.art12
  17. Мусин Р.Х., Галиева А.Р., Кудбанов Т.Г. и др. О влиянии почв на формирование химического состава грунтовых вод в пределах Республики Татарстан // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2020. Т. 63. № 1. С. 90-99. DOI: 10.32454/0016-7762-2020-63-1-90-99
  18. Корчева Е.С., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Оценка качества воды реки Казанка // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 20. С. 186-189.
  19. Milke J., Gałczyńska M., Wróbel J. The Importance of Biological and Ecological Properties of Phragmites Australis (Cav.) Trin. Ex Steud., in Phytoremendiation of Aquatic Ecosystems – The Review // Water. 2020. Vol. 12. Iss. 6. № 1770. DOI: 10.3390/w12061770
  20. Мингазова Н.М., Набеева Э.Г., Чебан Е.Ю. и др. Оценка состояния Куйбышевского водохранилища в Республике Татарстан по данным экспедиции «Плавучий университет» // Проблемы экологии Волжского бассейна: Труды 8-й Всероссийской научной конференции, 21-22 ноября 2023, Нижний Новгород, Россия. Нижний Новгород: Волжский государственный университет водного транспорта, 2023. Вып. 6. 5 с.
  21. Leiming Li, Al-Muntasheri G.A., Feng Liang. A review of crosslinked fracturing fluids prepared with produced water // Petroleum. 2016. Vol. 2. Iss. 4. P. 313-323. DOI: 10.1016/j.petlm.2016.10.001
  22. Das P., Konale S., Kothamasu R. Effect of Salt Concentration on Base-gel Viscosity of Different Polymers used in Stimulation Fluid Systems // SPE/EAGE European Unconventional Resources Conference and Exhibition, 25-27 February 2014, Vienna, Austria. OnePetro, 2014. № SPE-167786-MS. DOI: 10.2118/167786-MS
  23. Earnden L., Laredo T., Marangoni A.G. et al. Modulation of the Viscosity of Guar-Based Fracking Fluids Using Salts // Energy & Fuels. 2021. Vol. 35. Iss. 19. P. 16007-16019. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c02835
  24. Сальникова Ю.И. Результаты исследований совместимости пластовых и закачиваемых вод на месторождениях углеводородов в Западной Сибири // Успехи современного естествознания. 2024. № 2. С. 44-53. DOI: 10.17513/use.38217
  25. Швыдкий В.О., Дубовик А.С., Козлов М.В. и др. Влияние физико-химических свойств и состава воды реки Дубны на состояние процессов перекисного окисления липидов в биологических системах // Водные ресурсы. 2024. Т. 51. № 4. C. 498-505. DOI: 10.31857/S0321059624040101
  26. Кильянов М.Ю., Игревский Л.В., Хафизов С.Ф. и др. Повышение эффективности применения бактерицидов и биостатов при использовании морской воды в системе поддержания пластового давления // Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана. 2023. Т. 5. № 3. С. 59-70. DOI: 10.54859/kjogi108636
  27. Pereira G.F., Rosin T.R., Braga B. et al. Evaluation of biofilm inhibition and detachment by commercial biocides in sulfate-reducing bacteria consortia from oil fields // Journal of Water Process Engineering. 2024. Vol. 63. № 105547. DOI: 10.1016/j.jwpe.2024.105547
  28. Булдакова Н.С., Новикова Н.В., Фахриева Г.В. и др. Формирование подходов к подбору бактерицидов для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий // Нефтепромысловое дело. 2020. № 6 (618). С. 68-72. DOI: 10.30713/0207-2351-2020-6(618)-68-72
  29. Мамедов К.А., Гамидова Н.С. Применение бактерицид-ингибитора комплексного действия для защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования и трубопроводов // Территория «Нефтегаз». 2018. № 3. С. 20-25.
  30. Arroyo J.I., Díez B., Kempes C.P. et al. A general theory for temperature dependence in biology // PNAS. 2022. Vol. 119. № 30. № e2119872119. DOI: 10.1073/pnas.2119872119
  31. Мушаева Т.И., Демидов В.В. Закономерности формирования поверхностного стока и смыва почвы в период весеннего снеготаяния на территории агроландшафта и их влияние на качество речных вод // Живые и биокосные системы. 2015. № 11. 9 с.
  32. Okwonu F.Z., Chiyeaka O.M., Ahad N.A., Sharipov O. Robust Pearson correlation coefficient for imbalanced sample size and high dimensional data set // Science World Journal. 2025. Vol. 20. № 1. P. 131-136. DOI: 10.4314/swj.v20i1.17
Статистика
Просмотр аннотаций
100
Просмотр полного текста
30
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Исследование особенностей формирования удароопасности в зонах тектонических нарушений Хибинских месторождений
2026 И. И. Багаутдинов, А. Н. Шабаров
Трехмерное моделирование напряженно-деформированного состояния и анализ стабильности породного массива при строительстве подземной исследовательской лаборатории
2026 В. Н. Татаринов, В. С. Гупало, Д. Ж. Акматов, А. И. Маневич, Р. В. Шевчук, И. В. Лосев, А. А. Камаев
Геолого-геохимическая характеристика включений твердого битума в вулканитах доюрского комплекса Литваковского нефтяного месторождения
2026 Г. Т. Салахидинова, М. Г. Кульков, К. Ю. Кудрин, Р. И. Бутырин, А. Э. Алиев, Е. М. Мотошин
Реагентная очистка фторсодержащих сточных вод перерабатывающей промышленности
2026 Ю. Д. Пересунько, А. А. Писарева, С. В. Азопков, Е. Н. Кузин, Н. Е. Кручинина
Биогеохимическая характеристика и оценка геоэкологических рисков на территории Далдынского кимберлитового поля
2026 А. Г. Гололобова, Я. Б. Легостаева
Геометрические модели типовых сложноструктурных блоков уступов
2026 Б. Р. Ракишев, А. И. Едильбаев, А. С. Сакабеков, А. А. Орынбай, Н. А. Мекебай, Т. С. Ибырханов