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        連續(xù)混配壓裂液的性能與工藝

        2017-03-03 17:07:12李俊長城鉆探工程有限公司壓裂公司遼河壓裂項目部遼寧盤錦124010
        化工管理 2017年34期
        關(guān)鍵詞:配液混配pH值

        李俊(長城鉆探工程有限公司壓裂公司遼河壓裂項目部, 遼寧 盤錦 124010)

        連續(xù)混配壓裂液的性能與工藝

        李俊(長城鉆探工程有限公司壓裂公司遼河壓裂項目部, 遼寧 盤錦 124010)

        伴隨著油田開發(fā)的不斷深入,各類大型水平井壓裂、平臺井叢壓裂、工廠化壓裂等技術(shù)廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)的先配制、再應(yīng)用已不能滿足當(dāng)今壓裂施工的需求,因此壓裂液的配制供應(yīng)成為壓裂開發(fā)的首要環(huán)節(jié)。通過壓裂液連續(xù)混配技術(shù)的應(yīng)用,并在實踐和科研中自動化控制水平逐步提高,有效的保證了大型壓裂的壓裂液供給,從而保障了施工進(jìn)度。部分壓裂液的科研和應(yīng)用人員曾對連續(xù)混配壓裂液的液體性能以及腐敗速度提出過質(zhì)疑,但通過速溶瓜膠以及頁巖氣滑溜水連續(xù)混配的應(yīng)用,并得到了理想的開發(fā)效果,同時避免了剩余液的的處理問題,減少了對環(huán)境的污染,因此連續(xù)混配的前景十分廣闊。

        連續(xù)混配; 工廠化壓裂; 壓裂液;滑溜水

        伴隨著大型壓裂的不斷實施,連續(xù)混配壓裂液工藝的應(yīng)用完善了大型壓裂施工的準(zhǔn)備工作,提升了開發(fā)進(jìn)度,縮短了工期并得到了良好的開發(fā)效果。常規(guī)的配液過程所需時間長,導(dǎo)致工期延長,其液體中未降解物質(zhì)還會造成地層及油品污染,并影響壓裂后的放噴效果,嚴(yán)重情況會導(dǎo)致工程失敗,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。下面筆者將從混配壓裂液的體系性能、工藝研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹,希望能為壓裂液體體系研究提供借鑒。

        1 連續(xù)混配的壓裂液的性能

        連續(xù)混配壓裂液通常由2-3%的無機與少量有機黏土穩(wěn)定劑混合物、0.5%的助排劑、0.15%的PH調(diào)節(jié)劑和0.1%的交聯(lián)劑及殺菌劑等混合添加劑組成,其調(diào)配比例可根據(jù)地層性質(zhì)以及開發(fā)要求進(jìn)行調(diào)整,其影響因素如下:

        在流變性方面,取決于壓裂液的粘度和底層溫度的綜合條件,當(dāng)積液粘度值超過50mPa.S時,可以應(yīng)用于地層溫度較高的深井開發(fā)層;當(dāng)積液的粘度值少于30mPa.S時則可應(yīng)用于地溫較低的淺井開發(fā)層位,處于二者之間的則可應(yīng)用于一般儲層開發(fā)。

        在破膠性方面,通過對液體破膠的室內(nèi)試驗及壓裂應(yīng)用效果觀測可發(fā)現(xiàn)連續(xù)混配壓裂液的表面張力和粘度都會隨著溫度的增加而增大,因此可以推斷出破膠性越高其返排能力越強。

        地層傷害方面,通過對連續(xù)混配技術(shù)在油田中的應(yīng)用以及與常規(guī)配液方式對比具有作業(yè)時間短、勞動強度低、可隨時進(jìn)行配方調(diào)整、縮小了井場所用面積,同時去除了殘夜處理問題。其工藝流程及設(shè)備操作均可靠平穩(wěn),其對地層巖心的傷害率與常規(guī)壓裂液的使用進(jìn)行對比差異極小。

        2 連續(xù)混配的壓裂液工藝研究現(xiàn)狀

        連續(xù)混配技術(shù)通常應(yīng)用于瓜膠和滑溜水壓裂液配制,應(yīng)用于大型的工廠化壓裂及平臺井壓裂。下面我們將逐一介紹:

        滑溜水主要應(yīng)用于頁巖氣區(qū)塊的工廠化壓裂,所添加的添加劑都可形成流體狀,混配過程相對簡單,將配液所需水由混配車從蓄水池中吸入,然后加入從添加劑罐通過添加劑泵吸入,在混配車進(jìn)行攪拌配置,然后將液體打入過渡罐,再由過渡罐與混砂車相連,實現(xiàn)壓裂液的使用。添加劑包括降阻劑、助排劑、黏土穩(wěn)定劑、殺菌劑等,因為降阻劑粘度較大,溶解時間較長,添加劑泵并不能準(zhǔn)確測量,通過大量實驗證明當(dāng)粘度處于100mPa.s-150mPa.s之間時其流動性較好,溶解時間小于30秒,可以實現(xiàn)連續(xù)混配的要求。

        瓜膠的連續(xù)混配關(guān)鍵在于粉末瓜膠的溶解速度,瓜膠的顆粒大小、攪拌速度、溶解溫度和配液用水的PH值都影響這溶解速度。與常規(guī)瓜膠相比,改性速溶瓜膠粉末能夠均勻的讓水分子融入膠粉顆粒內(nèi)部,消除了“魚眼”現(xiàn)象的發(fā)生。

        對于普通瓜膠當(dāng)配液用水的PH值處于中性或弱酸情況下,可加速瓜膠的水化溶脹,在堿性溶液中則抑制了瓜膠的水合。對于普通瓜膠的連續(xù)性混配應(yīng)在混配前將配液用水調(diào)整到弱堿性,當(dāng)PH值大于9時,普通瓜膠才不會出現(xiàn)魚眼現(xiàn)象,實現(xiàn)混配要求。同時攪拌速度越快,溫度在小于50攝氏度溫度越高越有利于瓜膠的溶解增強粘度。

        瓜膠的連續(xù)混配系統(tǒng)有抽液系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、粉料輸送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)組成。結(jié)合混配車系統(tǒng)與瓜膠的溶解性質(zhì),其配置流程具有瓜膠粉末與水液比例精確受控、無“水包粉”現(xiàn)象、高效水合粘度均勻、PH值可調(diào)控,并能滿足最大排量每分鐘12方的排量需求。

        通過大量實驗和現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用,所配置的滑溜水和瓜膠能夠滿足現(xiàn)場施工需求,并且壓裂液粘度均勻、質(zhì)量高,各項技術(shù)指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求,開發(fā)效果明顯。

        3 總結(jié)

        連續(xù)混配壓裂液的應(yīng)用有效提高了配液技術(shù)及自動化控制水平,有效的實現(xiàn)了大型壓裂的排量供應(yīng),降低了液罐的使用數(shù)量,減少了井場的使用面積,大大降低了經(jīng)濟(jì)投入,同時混配的實時性降低了壓裂液的腐敗變質(zhì)問題,并消除了剩余液的處理問題,避免了對環(huán)境造成污染,并可根據(jù)實際施工情況進(jìn)行臨時改進(jìn),提高施工的靈活性。對于今后的平臺井、大型水平井的壓裂開發(fā)都具有長遠(yuǎn)性的意義,連續(xù)混配的工藝還需要在實踐中不斷提高,希望在發(fā)展中能夠一步步的更為成熟。

        [1]楊春鵬,陳惠,雷哼,等.頁巖氣壓裂液及其壓裂技術(shù)的研究進(jìn)展[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,2014,4(1):492-497.

        [2]葉登勝,王素兵,蔡遠(yuǎn)鴻,等.連續(xù)混配壓裂液及連續(xù)混配工藝應(yīng)用實踐[J].天然氣工業(yè),2013,33(10):47-51

        [3]銀偉,喬國峰,張高群,等.大排量連續(xù)混配壓裂液在高溫深井的應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2013,32(11):32-35.

        [4]張華,丁勝勝,周入剛,等.CSGT-180A壓裂液自動控制混配車的研制[J].石油機械,2009,37(3):43-44.

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