تولید مخازن نفت و گاز متعارف سال به سال در حال کاهش است و قادر به پاسخگویی به تقاضای فزاینده نیست و افزایش تولید نفت و گاز غیرمتعارف در کشور من ضروری است. در سال‌های اخیر، اکتشاف و توسعه منابع غیرمتعارف نفت و گاز وارد مرحله جدیدی شده است، به طوری که ذخایر جدید اثبات‌شده بیش از دو-سوم کل ذخایر اثبات‌شده را تشکیل می‌دهند و آنها را به منبع مهمی برای رشد منابع نفت و گاز در آینده تبدیل می‌کند. مخازن غیر متعارف نفت و گاز معمولاً دارای ویژگی هایی مانند تخلخل و نفوذپذیری کم، ناهمگونی قوی، عمق دفن زیاد و تولید اولیه کم هستند. فناوری شکست هیدرولیک یکی از اقدامات کلیدی برای افزایش تولید چاه نفت و گاز است. سیال شکست سیال عامل در عملیات شکست هیدرولیکی است و عملکرد و پایداری آن مستقیماً تأثیر شکست را تعیین می کند.
سیال شکستن حاوی مواد افزودنی مختلف است و یک سیال کاری ناهمگن و ناپایدار است. سیستم آن معمولاً شامل آب، ضخیم‌کننده‌ها، سورفکتانت‌ها، تثبیت‌کننده‌های خاک رس، بیوسیدها، شکن‌ها، تنظیم‌کننده‌های pH، عوامل کنترل اتلاف مایعات، و پروپانت‌ها است. سیالات شکستن اغلب حاوی یک یا چند نوع سورفکتانت برای کاهش کشش سطحی و کشش سطحی هستند که نه تنها سرعت جریان برگشتی سیال شکست را بهبود می بخشد، بلکه جذب و جابجایی روغن را نیز تسهیل می کند. سیالات شکاف بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی (محیط پراکندگی) به انواع-آب، روغن- و الکل- طبقه بندی می شوند که سیالات شکست{6} بر پایه آب بیشترین استفاده را دارند. در طول فرآیند شکست، مایع شکست انرژی را برای شکستن سنگ، گسترش شکستگی‌ها و سپس حمل مواد به داخل شکستگی منتقل می‌کند. معمولاً باید دارای ویژگی هایی مانند مقاومت برشی، قابلیت تعلیق، اصطکاک کم، مقاومت در برابر دما، اتلاف سیال کم، باقیمانده کم، آسیب مخزن کم، جریان برگشت آسان، سازگاری خوب، و کارایی-هزینه باشد.
خیساندن مرحله ای پس از شکست هیدرولیکی و قبل از تولید است که طی آن فرآیندهای پیچیده پیچیده مانند جریان سیال شکستن، جذب و واکنش های شیمیایی رخ می دهد. مایع شکستگی باقی مانده در سازند می تواند پیچیدگی شکستگی های بعد از شکستگی را از طریق جذب افزایش دهد. اجزای مرطوب کننده در سیال شکست، که توسط نیروهای مویرگی هدایت می شوند، وارد ریز منافذ در امتداد شکستگی ها می شوند و روغن درون آنها را جابجا می کنند، انرژی جریان سیال سازند را افزایش می دهند، باعث می شوند روغن به شکستگی ها همگرا شود، اثر جابجایی آب روغن را افزایش می دهد و در نهایت میزان تولید و بازیابی را افزایش می دهد. در حال حاضر، برخی از بلوک ها در میدان نفتی چانگ کینگ، میدان نفتی چینگهای، و میدان نفتی داکینگ، روش خیساندن پست{5}}شکستگی را اتخاذ کرده اند و به نتایج بهبود تولید خوبی دست یافته اند. زمان خیساندن یک پارامتر کلیدی است که بر اثر مورد انتظار خیساندن تأثیر می گذارد. شبیه سازی و نتایج تجربی نشان می دهد که افزایش مناسب زمان خیساندن به افزایش تولید کمک می کند، اما زمان خیساندن بیش از حد طولانی مقاومت در برابر خروج نفت/گاز را افزایش می دهد.
جریان برگشت سیال شکست پس از شکست بر وضعیت اصلاح مخزن و اثر افزایش تولید تأثیر می گذارد. نرخ جریان برگشتی یکی از پارامترهای ارزیابی درجه جریان برگشت سیال شکسته است. داده های میدانی نشان می دهد که نرخ جریان برگشتی اکثر چاه های گاز کمتر از 50 درصد است و برخی از آنها حتی کمتر از 5 درصد است. در مرحله اولیه جریان برگشت، شکستگی های باز بسته می شوند و کانال های بین شکستگی های اصلی مسدود می شوند و مایع شکستگی نمی تواند به آرامی از مخزن خارج شود. به دلیل نفوذپذیری بسیار کم مخزن و نیروی مویین منافذ بزرگ، سیال شکستگی در شکستگی ها به سمت ماتریس سنگ عمیق تر تراوش می کند، اما این مانع از جریان برگشتی سیال شکسته می شود. نمک‌های تشکیل‌دهنده حل شده در سیال شکست، اختلاف پتانسیل شیمیایی زیادی بین مایع شکست تزریق شده و آب سازند ایجاد می‌کنند و مانع از جریان برگشتی سیال شکستگی می‌شوند و در نتیجه نرخ جریان برگشت پایینی ایجاد می‌شود. محتوای خاک رس و زمان خیساندن مایع شکستگی نیز بر راندمان جریان برگشتی تأثیر می گذارد. خاک رس زمانی که در معرض آب قرار می گیرد، حجم خود را افزایش می دهد و ظرفیت نگهداری آب قوی دارد و مایعات بیشتری را نسبت به ظرفیت فضای ماتریکس موجود خود جذب می کند. برای چنین مخازنی، تثبیت کننده های خاک رس باید اضافه شود. نرخ جریان برگشت مستقیماً با جریان برگشتی و آسیب ثانویه به مخزن مرتبط است. بنابراین، تحقیقات هدفمند در مورد جریان برگشت سیال شکسته بر اساس ویژگی های مخزن در بهبود تولید نفت و گاز مفید است.
شکستن-خیساندن-جریان برگشتی یک فرآیند مهندسی یکپارچه است که هر مرحله به هم مرتبط است. عملیات شکست بر خیساندن و جریان برگشت بعدی تأثیر می گذارد، بنابراین، سیال شکست نه تنها باید الزامات عملکرد برای شکست را برآورده کند، بلکه نیازهای خیساندن و جریان برگشت را نیز در نظر بگیرد. این منجر به مفهوم اساسی یک سیال کاری یکپارچه شکستگی-خیساندن-جریان برگشتی برای مخازن نفت و گاز غیرمتعارف می‌شود. سیالات کاری یکپارچه شکستگی-خیساندن{8}}جریان برگشتی یک روند در حال توسعه هستند که توسعه سیالات کاری یکپارچه چند منظوره را ضروری می‌سازد.
مایع شکستن، به عنوان «خون» عملیات شکست، بر شکستگی، خیساندن، جریان برگشتی و تولید روغن تأثیر می گذارد. تحقیقات سیال کاری باید همگام با روند اکتشاف و توسعه منابع نفت و گاز باشد و عملکردهای آن باید به طور فزاینده ای بر اساس ویژگی های توسعه مخزن و خواص فیزیکی پالایش شود. سیالات شکست باید الزامات عملکردی ایجاد شکست، تعلیق نگهدارنده، پشتیبانی از شکستگی و تکمیل انرژی را در مرحله شکستگی برآورده کنند، در حالی که نیازهای مراحل خیساندن و برگشت را نیز در نظر می گیرند. افزودنی‌های پلیمری قابلیت افزایش ویسکوزیته- قوی دارند، اما به سختی تجزیه می‌شوند و بقایای قابل توجهی باقی می‌مانند. سیالات شکستگی تمیز دارای کشش سطحی / سطحی کم اما خواص مکانیکی ضعیف و هزینه های بالا هستند. سیالات کار بر پایه فوم{4}}از دست دادن سیال کم و کمترین آسیب مخزن دارند، اما ظرفیت حمل و نقل ضعیفی دارند. بسته به نیازهای خاص، هر نوع افزودنی به یک سیستم سیال کاری مناسب تبدیل می شود که سپس با فرآیند ترکیب می شود تا یک روش عملیاتی منحصر به فرد را تشکیل دهد. سیالات کاری یکپارچه می توانند تا حدودی هزینه های عملیاتی را کاهش دهند، رویه ها را ساده کرده و آسیب مخزن ثانویه را کاهش دهند. استفاده ترکیبی از چند رسانه کاری، یا استفاده از روش‌های شیمیایی برای پیوند گروه‌های عاملی برای بهبود عملکرد سیال کاری، جهت آینده توسعه سیال کاری است، و همچنین چشم‌اندازهای توسعه بزرگی را در زمینه‌هایی مانند افزایش بازیابی روغن، اتصال و انحراف موقت، و حفاظت از محیط زیست کم کربن دارد.
