Claims (32)
1. Способ регулирования концентрации проппанта в текучей среде гидроразрыва, которая используется при стимуляции подземного пласта, включающий в себя:1. The method of controlling the concentration of proppant in the hydraulic fracturing fluid, which is used to stimulate the underground formation, including:
подачу потока движущей текучей среды из сжиженного газа при давлении от примерно 150 до 400 фунт/кв.дюйм изб. (1,03-2,76 МПа изб.) по меньшей мере в один эдуктор, при этом сжиженный газ смешивается с проппантом или суспензией проппанта в эдукторе с образованием текучей среды гидроразрыва, при этом находящийся под давлением резервуар для проппанта находится в положении для подачи суспензии проппанта в по меньшей мере один эдуктор;supplying a flow of motive fluid from a liquefied gas at a pressure of from about 150 to 400 psi (1.03-2.76 MPa g) at least one eductor, wherein the liquefied gas is mixed with the proppant or suspension of proppant in the eductor to form a fracturing fluid, while the pressurized proppant reservoir is in the feed position suspensions of proppant in at least one eductor;
изменение подушечного давления в находящемся под давлением резервуаре для проппанта на величину от примерно -30 до 40 фунт/кв. дюйм (от примерно -0,21 до 0,28 МПа); иa change in pad pressure in the pressurized proppant tank by about −30 to 40 psi. inch (from about -0.21 to 0.28 MPa); and
дополнительное регулирование регулировочного клапана проппанта, расположенного между эдуктором и находящимся под давлением резервуаром для проппанта, для регулирования концентрации проппанта в диапазоне от примерно 0,1 до 10 фунт/гал проппанта (0,01-1,20 кг/л) в текучей среде гидроразрыва.additional control of the proppant control valve located between the eductor and the pressurized proppant reservoir to control proppant concentration in the range of about 0.1 to 10 lb / gal proppant (0.01-1.20 kg / l) in the fracturing fluid .
2. Способ по п. 1, в котором давление сжиженного газа, подаваемого в эдуктор, составляет от примерно 200 до 300 фунт/кв. дюйм изб. (1,38-2,07 МПа изб.).2. The method of claim 1, wherein the pressure of the liquefied gas supplied to the eductor is from about 200 to 300 psi. inch hut (1.38-2.07 MPa gage).
3. Способ по п. 1, в котором поток движущей текучей среды из сжиженного газа является преимущественно диоксидом углерода.3. The method according to claim 1, in which the flow of the driving fluid from the liquefied gas is mainly carbon dioxide.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя: скорость потока движущей текучей среды, находящуюся в диапазоне примерно 10-80 барр./мин (1590-12719 л/мин).4. The method according to p. 1, further comprising: a flow rate of a moving fluid in the range of about 10-80 barrels / min (1590-12719 l / min).
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя: дозирование проппанта в поток движущей текучей среды без использования шнека.5. The method according to claim 1, further comprising: dosing the proppant into the flow of the driving fluid without using a screw.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя: подбор размеров эдуктора и задание потока движущей текучей среды для достижения перепада давления сжиженного газа через эдуктор от примерно 15 до 60 фунт/кв. дюйм (0,10-0,41 МПа).6. The method according to claim 1, further comprising: selecting the size of the eductor and setting the flow of the driving fluid to achieve a pressure difference of the liquefied gas through the eductor from about 15 to 60 psi. inch (0.10-0.41 MPa).
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя подачу части потока движущей текучей среды сжиженного газа через обходной трубопровод ниже по потоку от эдуктора.7. The method according to claim 1, further comprising supplying a portion of the flow of the driving fluid of the liquefied gas through a bypass pipe downstream of the eductor.
8. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя подачу сжиженного газа в верхнюю часть резервуара для проппанта для регулирования в ней подушечного давления или для поддержания уровня жидкости над средой проппанта.8. The method according to p. 1, further comprising supplying liquefied gas to the upper part of the proppant tank to regulate the pillow pressure in it or to maintain the liquid level above the proppant medium.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя: подачу сжатого газа в верхнюю часть резервуара для проппанта для регулирования подушечного давления.9. The method according to p. 1, further comprising: supplying compressed gas to the upper part of the proppant tank to control the pillow pressure.
10. Способ по п. 9, в котором сжатый газ содержит диоксид углерода или азот.10. The method according to p. 9, in which the compressed gas contains carbon dioxide or nitrogen.
11. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя понижение подушечного давления с помощью регулировочного клапана сброса давления.11. The method according to p. 1, further comprising lowering the pad pressure using the pressure relief valve.
12. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя подачу сжиженного газа в нижнюю часть резервуара для проппанта для облегчения смешивания содержащихся в ней проппанта и сжиженного газа.12. The method of claim 1, further comprising supplying liquefied gas to the bottom of the proppant tank to facilitate mixing of the proppant and liquefied gas contained therein.
13. Способ по п. 1, в котором концентрацию проппанта в текучей среде гидроразрыва измеряют с помощью денситометра или измерителя концентрации, расположенного ниже по потоку от эдуктора.13. The method according to p. 1, in which the concentration of proppant in the fracturing fluid is measured using a densitometer or concentration meter, located downstream of the eductor.
14. Способ по п. 1, обеспечивающий по меньшей мере два эдуктора, соединенных параллельно, для образования текучей среды гидроразрыва.14. The method according to p. 1, providing at least two eductors connected in parallel to form a fracturing fluid.
15. Способ по п. 1, обеспечивающий переохлаждение проппанта или суспензии проппанта в находящемся под давлением резервуаре для проппанта для создания требуемого допускаемого кавитационного запаса (NPSH) ниже по потоку.15. The method according to p. 1, providing subcooling of the proppant or suspension of proppant in a pressurized proppant tank to create the required permissible cavitation reserve (NPSH) downstream.
16. Способ по п. 1, дополнительно направляющий текучую среду гидроразрыва к насосным установкам высокого давления.16. The method according to claim 1, further directing the fracturing fluid to the high pressure pumping units.
17. Система регулирования концентрации проппанта в текучей среде гидроразрыва, которая используется при стимуляции подземного пласта, выполненная с возможностью:17. A system for controlling the concentration of proppant in a hydraulic fracturing fluid, which is used to stimulate an underground formation, configured to:
обеспечения резервуара для проппанта, содержащего проппант или суспензию проппанта и находящегося в положении для подачи проппанта или суспензии проппанта в эдуктор;providing a reservoir for proppant containing proppant or suspension of proppant and in position to supply proppant or suspension of proppant to the eductor;
обеспечения эдуктора для приема потока движущей текучей среды из сжиженного газа при давлении 150-450 фунт/кв. дюйм изб. (1,0-3,1 МПа изб.), при этом эдуктор расположен ниже резервуара для проппанта и образует текучую среду гидроразрыва, содержащую проппант, на выходе из эдуктора после приема проппанта или суспензии проппанта из резервуара для проппанта; иproviding an eductor for receiving a flow of driving fluid from a liquefied gas at a pressure of 150-450 psi. inch hut (1.0-3.1 MPa gage), wherein the eductor is located below the proppant reservoir and forms a fracturing fluid containing proppant at the outlet of the eductor after receiving proppant or proppant suspension from the proppant reservoir; and
обеспечения регулировочного клапана проппанта, расположенного между резервуаром для проппанта и эдуктором, при этом подушечное давление в резервуаре для проппанта варьирует от примерно -30 до 40 фунт/кв. дюйм (от примерно -0,21 до 0,28 МПа) для достижения концентрации, находящейся в диапазоне от примерно 0,1 до 10 фунт/гал проппанта (0,01-1,20 кг/л) в текучей среде гидроразрыва.providing a proppant control valve located between the proppant tank and the eductor, wherein the pad pressure in the proppant tank varies from about -30 to 40 psi. inch (from about -0.21 to 0.28 MPa) to achieve a concentration in the range of from about 0.1 to 10 lb / gal proppant (0.01-1.20 kg / l) in the fracturing fluid.
18. Система по п. 17, дополнительно включающая в себя измеритель концентрации ниже по потоку от эдуктора, при этом измеритель концентрации может быть выбран из расходомера Кориолиса, радиоизотопного денситометра и магнитного расходомера.18. The system of claim 17, further comprising a concentration meter downstream of the eductor, wherein the concentration meter may be selected from a Coriolis flow meter, a radioisotope densitometer, and a magnetic flow meter.
19. Система по п. 17, дополнительно включающая в себя компьютер, находящийся в сообщении с измерителем концентрации, при этом компьютер принимает показания от измерителя концентрации, сравнивает их с заданным значением и изменяет отверстие регулировочного клапана проппанта для достижения желаемой концентрации.19. The system of claim 17, further comprising a computer in communication with the concentration meter, wherein the computer receives readings from the concentration meter, compares them with a predetermined value, and changes the opening of the proppant control valve to achieve the desired concentration.
20. Система по п. 17, дополнительно включающая в себя программируемый логический контроллер для изменения подушечного давления и степени открытия регулировочного клапана проппанта в системе.20. The system of claim 17, further comprising a programmable logic controller for modifying pad pressure and the degree of opening of the proppant control valve in the system.
21. Система по п. 17, при этом система не содержит шнека для дозирования проппанта или суспензии проппанта в движущий поток сжиженного газа.21. The system of claim 17, wherein the system does not contain a screw for dispensing proppant or suspension of proppant into a moving stream of liquefied gas.
22. Система по п. 17, дополнительно содержащая обходной трубопровод, подающий часть потока движущей текучей среды сжиженного газа, которая объединяется с текучей средой гидроразрыва ниже по потоку от эдуктора.22. The system of claim 17, further comprising a bypass pipe supplying a portion of the flow of the driving fluid of the liquefied gas, which combines with the fracturing fluid downstream of the eductor.
23. Система по п. 17, дополнительно содержащая трубопровод добавления жидкости, находящийся в сообщении с нижней частью резервуара для проппанта, при этом добавляемая жидкость способствует суспендированию твердых частиц проппанта в суспензии.23. The system of claim 17, further comprising a fluid addition conduit in communication with the bottom of the proppant reservoir, the fluid being added facilitates the suspension of proppant solids in suspension.
24. Система по п. 17, дополнительно содержащая трубопровод добавления жидкости, находящийся в сообщении с верхней частью резервуара для проппанта, при этом уровень жидкости создается над средой проппанта.24. The system of claim 17, further comprising a fluid addition conduit in communication with the upper part of the proppant reservoir, wherein a fluid level is created above the proppant medium.
25. Система по п. 17, дополнительно содержащая трубопровод добавления пара, находящийся в сообщении с верхней частью резервуара для проппанта, при этом пар используется для изменения подушечного давления в резервуаре для проппанта.25. The system of claim 17, further comprising a steam addition conduit in communication with the upper part of the proppant tank, the steam being used to change the pad pressure in the proppant tank.
26. Система по п. 17, дополнительно содержащая регулировочный клапан сброса давления, расположенный на верхней части резервуара для проппанта для сброса избыточного давления, созданного в головном пространстве резервуара для проппанта. 26. The system of claim 17, further comprising a pressure relief adjusting valve located on top of the proppant reservoir to relieve excess pressure created in the head space of the proppant reservoir.