煤层气行业压裂液- 相当经典
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煤层气高能气体压裂技术简介目录1.前言 (1)2.煤层气高能气体压裂原理 (2)3.煤层气多级脉冲加载压裂技术 (10)4.工艺设计研究 (11)5. 现场试验 (12)6.技术服务费(基本费用) (13)1.前言我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤层气资源储量非常丰富。
但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度,富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点,开发难度较大。
目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法,主要包括:垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺;应用空气钻井,氮气泡沫压裂,清洁压裂液、胶加砂压裂,注入二氧化碳,以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5],以提高煤层气井产量和采收率,积累了很多经验。
但从煤层气改造看,至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。
针对煤气层的地质特点及开发现状,在分析了高能气体压裂技术研究的基础上,提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。
高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体,对地层脉冲加载压裂,使地层产生并形成多裂缝体系,同时产生较强的脉冲震荡作用地层基质,综合改善和提高地层渗透导流能力,扩大有效采油(气)范围,以达到提高产量的目的。
其特点是:能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系,有利于沟通天然裂缝,扩大泄流面积,同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化,沟通基质通道,延伸地层深处,提高了地层渗透性,提高了油气井产量。
目前主要应用油层改造,而且对地层无污染,有利于储层保护。
与常规水力加砂压裂相比,高能气体压裂能够减小对煤储层造成水敏性污染,而且裂缝的延伸方向不受地应力控制、可形成多裂缝体系,成本也低,不伤害煤层。
因此,此项研究对探索适合我国煤层气有效开发的新技术具有重要的现实意义和应用前景。
煤层气井产出水重复利用配制压裂液指标在煤层气的开采过程中,水的处理和重复利用可是大事儿,尤其是在压裂液的配制上。
咱们今天聊的就是这事儿。
大家知道,煤层气井在开采过程中得产生大量的水,这水可不是普通的水,里头可杂七杂八的东西不少。
如果咱们不把这些水弄得干干净净,用在压裂液的配制中,那可就麻烦了。
你想啊,压裂液那可是用于把地底的煤层气给打出来的,它的成分要求那可不低。
用脏水来配,能得到什么好结果?那就等着遭殃吧!不过别担心,这不正是今天我们要讨论的重点嘛。
先说说,煤层气井的水可真不简单。
这个水,它是咱们采煤气的副产物,量大得惊人,处理起来也得费点心思。
你要是把这些水全给排了,那就是个大浪费。
现在咱们都讲环保,水资源可不能随便浪费。
于是乎,煤层气井的水就变成了一个重要的资源,重复利用它,可是大有学问的。
把这些水处理得干干净净,再拿来配制压裂液,那才是聪明之举。
想想看,一举两得,既能减少水资源浪费,又能降低生产成本,何乐而不为呢?但是呀,说到这里,大家可能会问了,水怎么才能处理得好呢?你不能光靠眼睛看看,觉得干净就行了。
煤层气井的水里含有好多杂质,这些杂质如果不处理掉,压裂液的效果可就差劲了。
打个比方,你想用脏水泡茶,泡出来的茶味儿好不好大家心里都明白。
所以,处理水的第一步,就是得把那些大块的杂质过滤掉。
还得用一些化学剂做进一步的净化,确保水质不含油、盐和其他有害物质。
这个步骤,不能马虎!如果水质不合格,压裂液的配方就直接泡汤。
要知道,压裂液中可是有很多关键成分的,比如水、沙子、化学助剂什么的,都是讲究比例的。
你如果用脏水,啥都不说了,直接崩盘。
然后,咱们说说压裂液的配制。
那可不是随便搅和几下就能搞定的事儿。
压裂液的配方可得经过精密计算,水的质量、助剂的浓度、沙子的粒度,这些都得严格控制。
特别是水的重复利用,不是简单的把废水倒进液体里就完事儿了,它得符合特定的标准,才能发挥压裂液的最大效能。
否则,不但煤层气开采不好,甚至可能会影响到井口的安全性。
Internal Combustion Engine&Parts0引言煤层气是一种生成储集都在煤层及其围岩中的以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中的烃类非常规甲烷天然气体,是近年来崛起的优质清洁新能源。
我国煤层气资源非常丰富,总资源量为36.81×1012m3。
开发利用好煤层气资源,消除煤矿生产中的瓦斯爆炸、减少因大量瓦斯排放造成的环境污染,实现清洁能源的高效开发,均具有十分重要的意义。
20世纪80年代初期,以美国为首的发达国家在煤层气开发方面走在了世界的前列。
国外的煤层气压裂技术先后经历了炸药炸洞、高压水力压裂、液氮泡沫压裂技术以及CO2泡沫加砂压裂技术。
国内绝大多数煤层低渗透、煤层气井产量低、产量递减快。
目前,已经成型的煤层气储层压裂技术主要活性水加砂高排量复杂裂缝体系的压裂技术。
该技术在现场中进行了应用实践,获得成功,取得了很好的效果。
1煤层气复杂裂缝压裂工艺技术1.1形成复杂裂缝的机理理论和实验表明,水平应力差异系数越大越不易形成复杂裂缝。
水平应力差异系数如式(1)所示,当水平应力差异系数为0-0.3时,水力压裂能够形成充分的裂缝网络;煤层气复杂裂缝压裂工艺技术的现场应用包枫(大庆油田物资公司实业分公司机修厂,大庆163458)摘要:煤层气是一种广泛分布矿藏中的清洁高效非常规能源,吸附态赋存于煤层中,以其自生自储式的成藏特点与其他天然气有很大的区别。
在生产过程中必须要降压解吸才能够采出获得。
而要得到连续高产的煤层气,压裂增产改造技术成为世界各国包括美国、加拿大在内的通用的手段和方法。
煤层气储层普遍具有明显的低孔、低渗特点,煤岩较软且节理极其发育可以诱发多缝的开启,应力差小,抗压强度低,压裂施工过程中高排量的注入液体,形成裂缝内足够高的净压力,为形成复杂的裂缝体系创造了条件。
针对以上煤层气特点以及开发过程中压裂工艺的特征,研究了一项以套管注入、高排量、活性水携砂为主的煤层气复杂裂缝压裂工艺配套技术。
煤层气井压裂工艺流程
1. 筛选压裂液
首先需要筛选合适的压裂液,以达到最佳的压裂效果。
压裂液主要由水、砂、降黏剂和增粘剂等组成,其中水和砂的比例为9:1。
水的作用是传递压力和保持固相浓度,同时也能溶解和运输添加的化学剂。
砂质颗粒物能够填充煤层裂隙并增加透水性和渗透性,提高煤层气采收率。
在筛选好的压裂液之后,通过压力泵将其注入煤层气井中。
通过压力的产生,可以在煤层中形成孔隙和裂缝,提高煤层气的渗透性和透水性,从而提高产气量。
3. 断裂煤层
注入压裂液之后,需要施加足够的压力将煤层分裂开来,使其形成新的孔隙和裂缝。
这是压裂技术的核心步骤,也是影响压裂效果的关键因素。
在压裂结束后,需要将剩余的压裂液排放出井口,避免对环境造成污染。
此外,还可以对排放液进行处理和回收,以减少浪费和环境污染。
5. 试压和生产气
排放完压裂液之后,需要进行试压和生产气的测试。
试压是为了检查井筒结构是否完整、压裂液能否顺利流入、压力是否稳定等。
待试验完毕后,进行生产气测试,评估煤层气井的产气能力。
如果测试结果表明产气量有所提高,则可以认为本次压裂工作是成功的。
煤层气井用压裂液在一定程度上,可以借鉴现行水基压裂液性能评价,但由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附性强、压力低等与油藏储层不同的特性,由此而引起的高注入压力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤粉堵塞等问题,使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差异,主要表现在:煤岩的表面积非常巨大,具有较强的吸附能力,要求压裂液同煤层及煤层流体完全配伍,不发生不良的吸附和反应;煤层割理发育,要求压裂液本身清洁,除配液用水应符合低渗层注入水水质要求外,压裂液破胶残渣也应较低,以避免对煤层孔隙的堵塞;压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。
对于交联冻胶压裂液,要求其快速彻底破胶。
煤的润湿性固体表面一般可以分为高能表面和低能表面两类。
高能表面指的是金属及其氧化物、二氧化硅、无机盐等的表面。
其表面自由能一般在500mN/m-5000mN/m 之间。
低能表面指的是有机固体表面,它们的表面自由能一般低于100mN/m。
经试验测得晋城3#煤的表面自由能为51.1mN/m,属于低能表面。
由于水的表面张力较高,它一般不在低能表面上自动铺展。
如果要使水在低能表面上铺展,最方便的办法就是在水中加入表面活性剂。
从固体表面自由能也可以看出,对油气藏而言,它属于高能表面。
它对外来液体的表面张力和界面张力不是特别敏感。
水的表面张力常温下为72左右,假如某助排剂水溶液的表面张力为25mN/m,相对于岩石500mN/m-5000mN/m的表面自由能,两者会发生一样的润湿情况;而对于50 mN/m左右表面自由能的煤来说,两者的润湿情况就大不一样了。
从这个角度讲,作为压裂液而言,里面不应该加入助排剂。
加入以后,改变了液体和煤的润湿关系,对压裂液的返排反而不利。
煤的孔隙度作为固态胶体的煤,其内部存在着许多孔隙,孔隙体积占煤的总体积的百分数为煤的孔隙度。
孔隙度与煤化程度有关:煤化程度低的煤,其孔隙度基本在10%以上;中等煤化程度的煤,其孔隙度最低,约3%;当煤化程度加深孔隙度又出现增加的趋势。