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正文內(nèi)容

水力壓裂監(jiān)督中亞石油lfj(編輯修改稿)

2025-06-05 22:11 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 項 目 技術(shù)指標(biāo) 一級 二級 一級 二級 外 觀 乳白色粉末 淡黃色粉末 細(xì)度 (過 , ≥) 99 99 99 99 細(xì)度 (過 , ≥) 95 85 90 80 含水率 (%, ≤) 8 9 10 10 表觀粘度 (30℃ , 170s1, mPas) 100 80 85 70 水不溶物含量 (%, ≤) 16 20 8 12 PH值 交聯(lián)性能 能與交聯(lián)劑形成可用玻璃棒挑掛的凍膠 常用壓裂液稠化劑性能標(biāo)準(zhǔn) (2)交聯(lián)劑 是能與聚合物線型大分子鏈形成新的化學(xué)鍵,使其聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的化學(xué)劑。 聚合物水溶液因交聯(lián)作用形成水凍膠 。 硼砂 化學(xué)名稱為十水合四硼酸鈉 (Na2B4O710H 2O) 優(yōu)點 : 清潔無毒,破膠徹底,對儲層傷害??; 無機硼: 缺點 : 交聯(lián)速度快,耐溫低 ,一般在 70℃ 以下。 優(yōu)點 : 耐溫高,可達(dá)到 180℃ ,且能延遲交聯(lián) 缺點 : 破膠不徹底,容易對地層造成傷害 ≌ 有機硼 有機硼是用特定有機絡(luò)合基團(tuán) (如乙二醛等 ) 有機硼交聯(lián)壓裂液具有延遲交聯(lián)、溫度范圍寬 (71150℃) 和自動破膠三大特性,克服了無機硼交聯(lián)壓裂液耐溫差、交聯(lián)快的不足缺點。 特殊類型交聯(lián)劑 ,如酸性 (BCL81),有機鋯 有機鈦類等 , 適用于特殊類型儲層 ,如氣井 ,敏感性儲層 。 (3)破膠劑 當(dāng)完成壓裂施工后 ,如何使壓裂液中的凍膠發(fā)生化學(xué)降解,由大分子變成小分子,有利于壓后返排,減少對儲層的傷害 ,破膠劑將發(fā)揮重要作用。 常用的破膠劑有三類: 生物酶、過氧化物、有機酸 。 生物酶 是適用于 2154℃ 低溫破膠劑; 過氧化物 一般是適用于 5493℃ 的中溫破膠劑; 過氧化物破膠劑的 PH值范圍在 ,現(xiàn)場常用的有過硫酸銨、過硫酸鈉等,用量在 。 有機酸 一般是適用于 93℃ 以上的高溫破膠劑。 (4)降濾失劑 降濾失劑主要用來增強壓裂液造壁性能,降低液體濾失量,提高液體效率。 現(xiàn)場常用的降濾失劑有: 乳液、油溶性樹脂、硅粉、粉砂等 。 在控制壓裂液 初濾失 方面的優(yōu)先順序是: 硅粉 粉砂 油溶性樹脂 乳液; 在控制壓裂液 造壁濾失 方面的優(yōu)先順序是: 乳液 硅粉 粉砂 油溶性樹脂。 (5)粘土穩(wěn)定劑( kcl) 使用水基壓裂液會引起粘土沉積、顆粒膨脹和遷移。同時,水基壓裂液以堿性交聯(lián)為主,濾液存在較強的堿性 (PH一般為 810),對粘土的分散、運移有很大的影響。壓裂液以小分子水溶性濾液進(jìn)入孔隙,對儲層的傷害通常是水敏性和堿敏性疊加作用的結(jié)果。 KCL是現(xiàn)場最常用的壓裂液粘土穩(wěn)定劑,使用濃度一般為 %。 聚合物粘土穩(wěn)定劑是陽離子型的高分子聚合物,因其吸附牢固耐沖刷而對于注水井是良好的長效粘土穩(wěn)定劑 。但對于壓裂井,不存在類似注水井的長期沖刷,特別是壓裂井往往滲透率低且很容易被陽離子聚合物堵塞,因而一般不建議在壓裂液中使用。 (6)表面活性劑(降低油水 界面張 力) 水基壓裂液中的表面活性劑通常用于壓后 助排、防乳破乳 作用,有時也用作配制壓裂液時的消泡劑 。 對于氣井,助排劑只要起到降低表面張力的作用即可,但對于油井,選擇的助排劑除降低表面張力外,更主要的是降低油水界面張力。 壓裂液破乳劑應(yīng)能在儲層溫度下保持其表面活性,并且在與儲層巖石接觸時不易因吸附作用而從溶液中分解出來。由于破乳效果與原油性質(zhì)有直接關(guān)系,因此選用破乳劑時,在考慮與壓裂液配伍的條件下,一定要用本井原油進(jìn)行實驗。 (7)溫度穩(wěn)定劑 用來增強水溶性高分子膠液的耐溫能力,滿足 高溫儲層、不同施工時間對壓裂液的粘度 與時間的穩(wěn)定性要求。 凍膠壓裂液的耐溫性主要取決于交聯(lián)劑、增稠劑品種以及體系中各添加劑的合理搭配,溫度穩(wěn)定劑僅為輔劑。 常用的溫度穩(wěn)定劑 : TA8 (8)PH值調(diào)節(jié)劑 (碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、醋酸、檸檬酸) 在水基壓裂液中,通常用 PH值調(diào)節(jié)劑 (也稱緩沖劑 )控制稠化劑水合增粘速度、交聯(lián)劑所需的 PH值范圍和交聯(lián)時間以及控制細(xì)菌的生長。 在基液的配制過程中, PH值太低,稠化劑水合速度快,在其表面形成一層水化膜,抑制內(nèi)部的高分子溶脹,即會形成“魚眼”,因此,在配液過程中,通過 PH值調(diào)節(jié)劑,首先使溶液保持 弱堿性 ,稠化劑處于完全分散狀態(tài);再調(diào)節(jié)至弱酸性,使其水合增粘,減少“魚眼”,充分溶脹。 不同的交聯(lián)劑所要求的交聯(lián) PH范圍不同, 硼交聯(lián)壓裂液一般要求 PH值在,并通過調(diào)節(jié) PH值控制延遲交聯(lián)時間;鈦、鋯交聯(lián)壓裂液一般要求PH值在 。 PH值調(diào)節(jié)劑還可以根據(jù) 酶破膠劑的最佳活性范圍調(diào)節(jié)出合適的 PH值 ,使破膠劑發(fā)揮出最大的破膠能力。 提高基液 PH值,可以控制 細(xì)菌 的生長,達(dá)到 防腐 作用。 現(xiàn)場常用的 PH值調(diào)節(jié)劑有:碳酸氫鈉 (小蘇打 )、碳酸鈉 (純堿 ) 、氫氧化鈉 (燒堿 )、醋酸、檸檬酸等,配合使用效果更好。 (9)殺菌劑(甲醛) 抑制和殺死微生物,使配制的基液性能穩(wěn)定,防止聚合物降解,同時阻止儲集層內(nèi)細(xì)菌生長。 現(xiàn)場常用的殺菌劑以甲醛 (HCHO)為主,有刺激性氣味,對人體有害,一般使用濃度為 %; 現(xiàn)場配制壓裂液時,必須注意殺菌劑的添加過程和時間效應(yīng),一般應(yīng)在注水充滿大罐前,加入一半殺菌劑迅速殺死其中的細(xì)菌,當(dāng)注完水后,再加入余下的殺菌劑,并保持 68小時,殺死壓裂液中所的細(xì)菌。 (10)潤濕劑(由油潤濕轉(zhuǎn)化為水潤濕) 用來改變油層巖石的表面潤濕性質(zhì),將油潤濕表面轉(zhuǎn)化成水潤濕表面,使油不為巖石滯留,而易于流動產(chǎn)出。 (11) 降阻劑(多為線性高分子聚合物) 在進(jìn)行深井壓裂作業(yè)時,需用降阻劑降低壓裂液在注入管柱中的沿程摩阻,以提高泵效,降阻劑多為線性高分子聚合物。 3 、 壓裂液性能測試與評價 壓裂液的性能關(guān)系到壓裂施工的成敗及作業(yè)效果的好壞。 壓裂液性能測試與評價的目的,是為配制和選用壓裂液提供可靠依據(jù),為壓裂設(shè)計提供準(zhǔn)確參數(shù)。 壓裂液的 濾失性 壓裂液的 傷害性 壓裂液的 流變性 壓裂液的 溶解性 測 試 與 評 價 性 能 (1)壓裂液的濾失性 受粘度控制的壓裂液濾失系數(shù) 這種壓裂液的粘度大大超過儲層內(nèi)原有流體的粘度,因而在一定壓力梯度下,它在儲層內(nèi)的流動性比層內(nèi)原有流體小的多,滲濾量也少得多。 受粘度控制濾失系數(shù)的壓裂液在儲層內(nèi)的濾失主要取決于儲層的孔隙度、滲透率、裂縫面所承受的壓差、壓裂液在儲層條件下的粘度 。 2/11 7 1 ???????? ????PkCv 受 儲層流體壓縮性控制的壓裂液濾失 系數(shù) 受儲層流體壓縮性控制濾失系數(shù)的壓裂液具有低粘度,它接近于或基本接近儲層流體的物理特性。采用本層油或水而不混摻添加劑的壓裂液都屬于這一類。 這種壓裂液濾失量較大的缺點??梢蚱渑c儲層流體物性相近而得到補償,這時它的濾失是受其壓縮性和儲層本身流體粘度所控制 。 當(dāng)儲層內(nèi)飽和某一流體時,如不受壓縮,就不能再容納多余的同類流體,因此,盡管壓裂液粘度較低,其濾失量也是有限的。這種壓裂液適用于接近飽和壓力下采油的油井。 2/13102 6 2 ??????????? ???fckCPC 受造壁性能控制的壓裂液濾失系數(shù) 這種壓裂液內(nèi)由于添加了降濾失劑,壓裂時在裂縫面上可形成暫時的濾餅,能防止壓裂液繼續(xù)滲濾。由于濾餅滲透率低,通過濾餅即產(chǎn)生壓降,因而根據(jù)達(dá)西定律可以求出通過濾餅進(jìn)入儲層的液體濾失量。 AMCw 0 0 ? 壓裂液綜合濾失系數(shù) 實際上壓裂液濾失時,將同時受到上述三種濾失機理的控制,一般采用綜合濾失系數(shù)評價壓裂液的濾失性能。 wcv CCCC 111 ???壓裂液濾失性能測試與評價 巖心濾失性測定 根據(jù)巖心滲透率的大小,選定擠入壓差,一般用 心,記錄擠入時間為 1 2 36min時通過巖心的濾失量 Q。 濾紙濾失性測定 在濾失測定儀上,用 35MPa壓差將壓裂液擠過濾紙,記錄擠入時間為 1 2 36min時通過巖心的濾失量 Q。 濾失性計算 以壓裂液在巖心或濾紙上測得的濾失量 Q為縱坐標(biāo),以時間的平方根為橫坐標(biāo),在直角坐標(biāo)上作 Qt 1/2關(guān)系曲線。 (2)壓裂液的傷害性 巖心滲透率的測定 (1)巖心準(zhǔn)備 參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY 533688《 常規(guī)巖心分析推薦作法 》 。 (2)測定巖心氣體滲透率 在巖心氣體滲透率測定儀上測定巖心的氣體滲透率,作為巖心滲透率的定性參數(shù)。 (3)測定和計算孔隙體積和孔隙度 將巖心烘干、稱重得 m1; 抽真空、飽和鹽水、稱重得 m2; 計算孔隙體積 V孔 和孔隙度 Φ 。 (4)測定和計算巖心滲透率 將巖心用 10倍于孔隙體積的鹽水進(jìn)一步飽和,參照巖心氣體滲透率的大小選定試驗壓差,將煤油擠入巖心,驅(qū)替巖心孔隙中的鹽水,待鹽水驅(qū)替完畢,煤油流量穩(wěn)定后,測定煤油準(zhǔn)確流量,計算巖心滲透率。 ?12 mmV孔??巖孔巖 VVVmm ?????12PALQk油 ??? ?110 壓裂液及其添加劑對巖心傷害的測定與計算 試樣巖心的流動試驗在模擬地層的條件下,將添加劑從進(jìn)鹽水和煤油相反的方 向擠入巖心。擠入壓差視巖心滲透率及試樣粘稠狀態(tài)選定,一般為 ,恒 溫使添加劑與巖心充分作用一定時間; 在模擬地層的條件下,將壓裂液從進(jìn)鹽水和煤油相反的方向擠入巖心。擠入壓 差視巖心滲透率及試樣粘稠狀態(tài)選定,一般為 ,在儲層溫度下恒溫,使壓裂液與巖心作用并破膠水化; 按巖心滲透率測定和計算方法再次測定通過試樣后的巖心滲透率: 則試樣對巖心滲透率的傷害率為: PALQK油 ??? ?1/ 10%10039。???油油油d kkk?(3)壓裂液的流變性 基液粘度 可用各種粘度計在 170s1下,測定并繪出給定溫度下的稠化劑溶解增稠的粘溫曲線,由曲線中可給出 稠化劑充分溶解的時間 t和稠化液的表觀粘度 η a。 增稠劑溶解時間與粘度關(guān)系實驗曲線 t(min) η(mPas) ηa 壓裂液初始粘度 初始粘度是基液開始進(jìn)一步增稠或交聯(lián) 15120s內(nèi)的粘度變化范圍。 它代表壓裂液在混砂罐內(nèi)的攜砂粘度,也反映壓裂液延遲交聯(lián)或增稠性能 。 初始粘度和交聯(lián)的壓裂液流動特性是變化的,但基本上屬于粘塑性非牛頓流體,可用各種粘度計測定出在地面溫度下 170s1時的表觀粘度值 η a。 壓裂液初始粘度一般控制在 100200 mPas 。 壓裂液的流變性 壓裂液的流動曲線 用粘度計測定壓裂液室溫至油層溫度下的流動曲線,可以計算得出壓裂液在不同溫度下的 K′( 縱坐標(biāo)截距 )和 n′ 值 (直線斜率 )。 壓裂液在不同溫度下的流動曲線 Logτ(mPa) LogD(s1) 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 100℃ 170 壓裂液的溫度穩(wěn)定性( 粘溫曲線 ) 將 170s1下的表觀粘度 η a與溫度 T的關(guān)系繪制成圖,即可得到壓裂液的溫度穩(wěn)定曲線,即粘溫曲線。 壓裂液的粘溫曲線 T(℃ ) ηa (mPas) 壓裂液的剪切穩(wěn)定性(粘時曲線) 測定壓裂液在 170s1下的表觀粘度與測定時間的關(guān)系曲線,即粘時曲線 ,并測定壓裂液受剪切作用開始、相隔一定時間、結(jié)束時的流動曲線,得到壓裂液受剪切后表觀粘度 η a以及 K′ 和 n′ 值的下降程度。 ηa (mPas) t(min) 壓裂液的粘度與剪切時間關(guān)系曲線 壓裂液的粘時、粘溫
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