清洁压裂液的特点及在二连油田的应用
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压裂液的特点与适用范围一、水基压裂液水基压裂液是以水作为分散介质(溶剂),再添加多种添加剂配制而成的一种压裂液。
按稠化方式和稠化程度不同分为水基冻胶压裂液、线性胶压裂液和活性水压裂液。
1、水基压冻胶裂液主要由水、稠化剂、交联剂和破胶剂配制而成。
特点:粘度高,可调性好,易于控制,造缝性能好,携砂能力强;摩阻低,滤失量小,耐温、耐剪切能力好,能在指定的时间内破胶排液,配制材料货源广。
适用范围:除少数低压、油润湿,强水敏地层外,适用于大多数油气层和不同规模的压裂改造,可以完成高温、高压、深井、超深井、高砂比、大砂量等高难度压裂作业。
2、线性胶压裂液(稠化水压裂液)以稠化剂和表面活性剂配置而成的粘稠性水溶液。
特点:粘度较低,携砂性能差,降滤失性能略好,有一定造缝能力。
适用范围:主要用于压裂防砂、砾石充填、低温(小于60℃)、浅(小于1000)井的压裂改造;或用于低砂量、低砂比的煤层气或不携砂注水井压裂。
3、活性水压裂液加有表面活性剂的低粘水溶液。
特点:粘度几乎为零,滤失量大,依靠大排量可以携带较少支撑剂。
适用范围:适用于浅井低砂量、低砂比的小型解堵压裂和煤层气井压裂。
二、油基压裂液以就地原油或柴油作为分散介质与各种添加剂配制而成的压裂液称为油基压裂液。
稠化剂:磷酸酯交联剂:铝酸盐特点:粘度较高、耐温性能较好、携砂能力较强、对储集层伤害较小。
缺点:价格昂贵、施工困难、易燃。
三、泡沫压裂液泡沫压裂液是指在水力压裂过程中,以水、线性胶、水基冻胶、酸液、醇或油作为分散介质,以气体作为作为分散相(不连续相),与各种添加剂配制而成的压裂液。
按分散相类型不同,泡沫压裂液体系可以分为氮气泡沫压裂液、二氧化碳泡沫压裂液和空气泡沫压裂液。
优点:粘度高,携砂和悬砂性能好,摩阻损失小、滤失量小,液体效率高、在相同液量下裂缝穿透深度大;含水量小,密度低,气体膨胀能力强,易于压后返排,对油层污染小。
缺点:温度稳定性差,使用范围受到限制,由于井筒气—液柱的压降低,需要的施工泵压高,对于深度大于2000m以上的油气层施工难度大,设备特殊,成本较高。
清洁压裂液是指水基压裂液破胶后无不溶物(残渣)或不溶物极低的压裂液,是一种基于粘弹性表面活性剂的溶液。
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清洁压裂液特性:
1、流变性独特,粘度低, 有效输送支撑剂;
2、可以调整控制滤失;
3、较低加量时,可以实现较高的粘度。
4、配制方便,施工简单, 易溶解,不需过多设备。
5、无聚合物、环境友好、相容性好、无残留,无地层伤害,高可泵性。
用量少,摩阻小,携砂力强,油井增产显著。
淮南华俊新材料科技有限公司
6、不需交联剂、破胶剂和其它化学添加剂,无地层伤害并能使充填层保持良好
淮南华俊新材料科技有限公司是安徽省高新技术企业,目前增设上海、广州两家办事处。
是以表面活性剂和聚丙烯酸及丙烯酰胺系列聚合物的研发、生产、销售于一体的企业,产品广泛应用于日化、石油开采、水处理、农药助剂、水性涂料、金属加工液等多个领域。
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新疆油田污水配液压裂液体系评价与应用新疆油田污水配液压裂液体系评价与应用近年来,随着石油开采的不断发展和增多,油田污水处理问题也日益引起人们的关注。
特别是在新疆地区,由于其丰富的石油资源,油田开采产生的废水问题更加突出。
而针对这一问题,研究人员提出了采用液压裂液技术对油田污水进行处理与利用的方法。
首先,针对新疆油田污水的组成特点,进行配液压裂液体系的评价是十分必要的。
一方面,油田污水在组成上具有高含盐度、高固体颗粒表面积和高粘度等特点,这些特点都对液压裂液技术的应用造成一定的限制。
另一方面,新疆地区的截然不同的地质条件也对配液压裂液体系提出了更高的要求。
因此,针对新疆油田污水的具体情况,评价其配液压裂液体系的适用性,是科学合理地进行油田污水处理与利用的前提。
评价指标主要包括压裂液体系的稳定性、耐高温、抗硬水、降解性能、增效剂对产能的影响等方面。
其中,稳定性是一个重要的指标,液压裂液体系必须保持长时间的稳定性,才能确保在注入过程中能够有效地实现裂缝的扩展,从而提高油田开采效率。
耐高温性则是考虑到新疆地区特殊的地质环境,油田开采中自然产生的高温情况会对裂液体系造成挑战。
同时,抗硬水性能的评估是考虑到新疆地区地下水硬度较高的问题,液压裂液体系的使用要能够适应这一特点。
此外,降解性能和增效剂对产能的影响都是保证油田污水处理与利用效果的关键。
除了对液压裂液体系的评价,还需要考虑其在新疆油田中的具体应用。
在这一方面,需进一步研究开发高效的配液压裂液体系,针对不同地质条件和油层特点进行相应地优化设计。
同时,还需充分调研分析现有的技术和设备,对液压裂液体系的应用进行可行性分析和技术经济性评估。
只有通过全方位的研究和实践,才能够充分发挥液压裂液技术在油田污水处理与利用中的优势,并确保其在新疆油田中的实际应用效果。
总的来说,新疆油田污水配液压裂液体系的评价与应用是一个综合性的问题,涉及到多个方面。
从评价指标的选择到液压裂液体系在实际应用中的优化设计和经济性分析,以及技术设备的研发和推广,都需要投入大量的研究和实践。
国内清洁压裂液的研究与应用一、介绍国内清洁压裂液的研究背景和现状1. 压裂技术的作用和发展历程2. 清洁压裂液的重要性和发展趋势3. 国内清洁压裂液的研究现状二、清洁压裂液的组成及性能要求1. 清洁压裂液的组成成分2. 清洁压裂液的性能要求3. 相关管控规范三、清洁压裂液的制备工艺1. 传统压裂液的制备2. 清洁压裂液的制备方法和工艺3. 清洁压裂液的配方设计和优化四、清洁压裂液在页岩气开发中的应用进展1. 清洁压裂液在页岩气开发中的优势和应用前景2. 清洁压裂液在国内页岩气开发中的应用现状3. 清洁压裂液在页岩气井生产中的应用效果五、清洁压裂液的未来发展方向和建议1. 清洁压裂液研究的挑战和机遇2. 清洁压裂液的未来发展方向3. 政策建议和技术创新的推广措施注:以上提纲只作参考,具体论文撰写需要根据实际情况进行调整和优化。
压裂技术作为一种提高页岩气开采率的重要技术手段,在页岩气勘探和开发中得到了广泛应用。
随着页岩气产业的发展,越来越多的人关注到了压裂液的环保性和经济性问题。
为了避免污染环境和降低成本,国内开始加大清洁压裂液的研究和应用力度。
压裂技术的作用和发展历程:压裂是一种通过高压液体将石油、天然气等油藏内的裂隙扩大、连接起来,以提高油气开采率的工艺。
自1947年以来,压裂技术经历了长足的发展。
在过去的几十年里,压裂技术已经由浅部压裂发展成为深部压裂、多点压裂和水力喷射等多种技术方法,取得了重大的石油、天然气和地热能开采成果,并成为油气勘探和开发的重要技术手段之一。
清洁压裂液的重要性和发展趋势:随着页岩气开发的快速发展,压裂液的质量成为页岩气开发的一个重要问题。
传统压裂液存在环境污染和经济问题,如井下回收、长距离运输和废液处理等方面都存在一定的问题。
为了缓解这些问题,清洁压裂液逐渐成为了压裂液技术的一个热点问题。
清洁压裂液具有环保、经济、稳定等优点,因此在页岩气开发中的应用前景广阔,这也是为什么越来越多的国内研究机构和公司开始加大清洁压裂液的研究和应用力度。
浅谈清洁压裂液技术在油田储层改造中的运用摘要:压裂是提高低渗透油气藏生产能力和油气井采收率的重要手段,而压裂液是影响压裂效果的关键因素。
在我国油田均面临着低渗透开发难题的现状下,清洁压裂液代替植物胶压裂液已成为必然趋势。
目前的清洁压裂液主要以季铵盐为代表的阳离子型表面活性剂为主,但由于其容易因静电吸附在地层,对储层会造成一定伤害。
基于此,对清洁压裂液技术在油田储层改造中的运用进行研究,以供参考。
关键词:清洁压裂液技术;油田储层改造;特征;应用引言纯漂胶溶液是一种可以形成凝胶的表面活性漂胶溶液,称为粘弹性表面活性剂,这种漂胶溶液具有粘弹性胶的网状结构。
当分散液体遇到碳氢化合物等有机物时,油有机物溶解在疏水性矿物基团的核心中。
黑色矿物膨胀并最终膨胀成球形矿物,网状凝胶分解,形成非常低的粘度的水溶液。
因此,当分散液体在裂缝中与原油接触时,凝胶破裂,而原油质量分数低的地层水也可能导致分散和液化。
1清洁压裂液配方优选常用的表面活性物质主要分为四类:阴离子表面活性物质,阳离子表面活性物质,非离子表面活性物质,双基表面活性物质。
选择每类具有代表性的表面活性物质进行测试。
在添加适当的添加剂时,从流变学的角度评估了每种表面活性物质的凝胶度。
在80°C的温度和1.0%的添加剂质量分数下,使用HAAKERS-300旋转粘度计测量系统在20分钟的剪切后,在170s-1的剪切速率下表面粘度。
2氯化钾加量对体系粘度的影响OADA加量为2.0%,且OADA与醋酸的摩尔比为1:1.2时,氯化钾含量对压裂液体系粘度的影响。
在体系不加入氯化钾时,体系粘度很低,随着氯化钾加量的逐渐增大,体系粘度开始增加,可能是体系中的表面活性剂分子逐渐由球状转变为棒状胶束;当氯化钾加量由4%增至4.5%时,体系的粘度发生陡增,可能是在此过程中棒状胶束发生了缠绕,形成了较为复杂的空间网状结构。
加入氯化钾后体系粘度迅速增大,且能够长时间保持稳定。
油田化学粘弹性清洁压裂液的研究与应用卢拥军1 房鼎业1 杨振周2 宫长利3 王海楼3 强会彬3(1.华东理工大学化工学院;2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院;3.吉林石油集团公司井下工程公司)摘 要 针对吉林油田油藏特点,优化出了VES-70粘弹性清洁压裂液配方体系。
分析了粘弹性清洁压裂液的水溶液增粘特性、耐温耐剪切性能、破胶性能、动态滤失与损害性能,介绍了现场应用工艺和应用效果。
研究结果表明,该清洁压裂液应用简便,直接将粘弹性表面活性剂加入清水中,即可形成粘弹性凝胶,具有明显的网络结构,粘弹性好、剪切稳定性强、支撑悬浮力好、施工摩阻低,可控制裂缝的有效延伸,增产效果显著。
关键词 粘弹性表面活性剂 流变性 摩阻 清洁压裂液 现场应用压裂作为油气藏的主要增产措施已得到迅速的发展和广泛的应用,压裂液是压裂改造的重要组成部分和关键环节,优质、低损害、低成本是压裂液发展的主题。
目前,国内外广泛使用水基植物胶压裂液,美国占60%~70%,而国内占90%以上[1]。
压裂过程在改造储层的同时,也由于植物胶压裂液残渣、滤饼和浓缩胶的存在,导致裂缝的渗透能力降低,使压裂的增产效果不能达到最佳。
无聚合物的清洁压裂液是一种新型的压裂液体系,以小分子的表面活性剂在一定溶液介质中,相互缔合形成网络结构的凝胶体系,具有无残渣、低损害的特点[2,3]。
与常规水基压裂液使用8~10种添加剂相比,清洁压裂液仅由2~3种调节剂组成,减少了交联剂、杀菌剂、pH值调节剂、破胶剂、助排剂、消泡剂和起泡剂等的使用,简化了配液程序,可实现即配即用(on-the-fly),降低作业成本。
本文在前期清洁压裂液化学成因[4]、形成过程和流变特性[5]研究的基础上,与吉林油田储层特征相结合,研制出了VE S-70型粘弹性清洁压裂液配方体系,分析了其工艺性能和现场应用效果。
1 储层特征与对压裂液的要求1.1 储层特征吉林油田为我国典型低渗透低效油田,压裂改造是油田开发的主要措施。
清洁压裂液的特点及在二连油田的应用VES清洁压裂液的特点及在二连油田的应用穆海林(中国石油渤海钻探井下作业公司工程地质研究所)摘要:介绍了VES清洁压裂液携砂和返排的原理及自身特点,同其他压裂液相比所具有的优点。
结合清洁压裂液在二连地区的具体应用情况并和二连地区其它邻井胍胶液压裂进行对比,对适应清洁液压裂的储层条件、压后效果做了分析,并针对清洁压裂液的现场施工主要施工参数的设定进行实例分析并提出了具体建议。
关键词 VES清洁压裂液原理特点二连油田前言二连油田大多数区块属于低压、低渗井区,为提高低孔、低渗油气层产量,需要进行压裂改造,近年来,清洁压裂液作为一项新技术,正得到广泛的推广和应用。
2007-2009年,VES清洁压裂液在二连油田共施工19井次,其中预探井4井次,开发新井6井次,洪舒尔特合作区块6井次,水平井3井次。
本文通过介绍清洁压裂液的理论基础,分析清洁压裂液与常规压裂液的不同特点,结合二连油田VES清洁压裂液的现场施工情况,对VES清洁液的适用情况和压裂设计施工参数的设定提出一些具体的建议。
一、VES清洁压裂液携砂和返排的原理VES清洁压裂液主要由长链脂肪酸衍生物季铵盐表面活性剂组成,这种表面活性剂是一种具有粘弹性的小分子,它的分子尺寸比胍胶分子小5000倍的数量级,它包括亲水基和长链疏水基,分子链上有正电荷端和负电荷端。
在盐的存在下,它们形成伸展的胶束聚集体,当这种表面活性剂在溶液中的浓度高于临界胶束浓度时,这些胶束互相缠绕并形成空间网状结构,流体呈现出粘弹性,能有效地携带支撑剂。
这种体系,不像胍胶压裂液,它不需要交联剂,胶束结构中存在相互间排斥力,正是这种力使胶束保持球形,从而导致流体具有很低的粘度。
但采用无机或有机阳离子能提高表面活性剂流体的粘度,当与油气接触或被地层水冲洗,VES 压裂液通过将蠕虫状的胶束破坏成小球形胶束而降低粘度,这些球形胶束彼此不能缠结,因而导致流体具有水一样的粘度,不需要破胶剂流体就很容易被返排至地面。
二、VES清洁压裂液所具有的优点1、低压、低渗油层使用聚合物压裂液压裂后,不仅会在压开裂缝的表面形成滤饼,还会产生部分残渣留在地层和裂缝中,造成二次污染,影响压裂效果。
而清洁压裂液无聚合物,在支撑剂充填和残留物大大减少,减少了地层伤害且改善了负表皮效应,对地层伤害小,它不会降低地层的渗透率和裂缝的导流能力。
2、清洁压裂液流变性能。
在不同温度下、170s-1剪切速率下清洁压裂液的流变性能如表1,我们从中可以看出,随着剪切时间的延长,清洁压裂液的粘度变化不大,说明清洁压裂液的抗剪切性能较好,且清洁压裂液处于高剪切条件下时,其粘度不会永远降解,当处于低剪切条件下时,其粘弹性又可以得到恢复,与一般聚合物压裂液不同,它通过弹性携砂来有效携带支撑剂。
表1:清洁压裂液流变性能试验数据表时间(min) 温度(℃) 20 35 34.5 34 5 10 20 30 40 50 60 K′ Pa·sn n′粘度(mPa·s) 33.5 33 32.5 32 0.8%VES+0.2%SYN+1.0%KCl 40 33 32 31 30 29 28 27.6 0.93 0.43 0.8%VES+0.2%SYN+1.0%KCl 50 28 27.8 27.5 27.0 26.7 26.4 26 0.89 0.44 1.0%VES+0.2%SYN+1.0%KCl 50 34 33.6 33.3 33.0 32.5 32.0 31.6 0.85 0.46 1.2%VES+0.2%SYN+1.0%KCl 0.93 0.41 3、清洁压裂液与烃(油、气)接触或被地层水稀释时可自动破胶,压后随地层流体的排出,所以清洁压裂液在压裂施工中不需要加破胶剂,另清洁压裂液在配制时不需要加杀菌剂所以,它具有配制简单、施工方便的特点。
三、清洁压裂液对储层伤害和裂缝伤害的定量描述1、储层伤害储层伤害主要是指压裂过程中滤液的侵入深度及伤害程度。
下图为压裂液储层伤害的油藏数值模拟,有效渗透率模拟范围0.05-4×10μm,一般不到5%。
以渗透率4×10μm为例,油层伤害模拟结果如下:-32-3210987压后产量(t/d)65432100306090120210180210240污染深度0.1m污染深度0.5m污染深度1m污染深度1.5m污染深度2m污染深度2.5m污染深度3m270300330360390压后生产时间(d)图 1:压裂液污染深度对压后产量的影响10987日产油(t/d)654321003060901202101802102402703000 0@P`30360390压后生产时间(天)图2:压裂液污染区伤害率对压后产量的影响由上述模拟结果可见,虽然使用清洁压裂液后由于对储层污染的大幅度降低,但对压后产量的影响不大。
2、裂缝伤害常规压裂液压裂施工后,由于滤饼和残渣及返排时未返排的压裂液聚合物等影响,使裂缝导流能力大为降低。
裂缝内由于孔隙度降低致使导流能力降低的计算公式如下:(1??0)2 k/k0?(?/?0)(1??)23式中,k0, ?0为初始裂缝渗透率(10μm)和孔隙度(小数),k,?为压裂液残渣堵塞后-32的渗透率(10μm)和孔隙度(小数)。
无因次图版见图3。
-32图3:裂缝内滤饼或残渣的堵塞对导流能力影响的无因次图版由图3我们可以看到,裂缝内滤饼或残渣的堵塞会造成裂缝导流能力的下降。
图4为裂缝伤害的油藏数值模拟,模拟结果是由压裂残渣伤害造成的裂缝导流能力的下降对产量的影响比储层基质的伤害要大得多,尤其是压后初期的产量影响更大。
而清洁压裂液残渣少的特点在这方面具有一定优势。
1210清水未伤害8日产油(m3/d)压裂液残渣伤害压裂液伤害率恢复20%压裂液伤害率恢复40d200306090120210180210240270300330360390压后生产时间(d) 图 4:裂缝导流能力的伤害对压后产量的影响四、VES清洁压裂液在二连油田的应用2007-2009年,VES清洁压裂液在二连油田预探井压裂施工4井次,分别是阿29井、太85井、哈15井和阿尔2井;开发新井压裂施工6井次,分别是林4-9井、巴51-73井、巴51-45井、林4-54斜井、林4-71斜井、巴51-89井;洪舒尔特合作区块压裂施工6井次,分别是洪斜46井、洪107-1井(1压)、洪107-1井(2压)、洪104井(1压)、洪58井(1压)、洪58井(2压);水平井压裂施工3井次(清洁液配合胍胶压裂),分别是巴18平2井、巴18平6井、巴18平3井。
通过这些井压裂施工,对清洁压裂液现场施工主要参数的设定进行总结,并通过林4断块5口胍胶液压裂井与林4-54斜井清洁液压裂的对比,对清洁压裂液压后效果进行分析。
1、清洁压裂液压裂施工主要参数的设定清洁压裂液2007-2009年在二连地区共压裂施工19井次,表2为其中6口井的施工参数及压后成果,表3为林4断块清洁压裂液和胍胶压裂液在林4断块压裂施工及压后成果对比。
现通过这6口井的施工参数统计,结合清洁压裂液本身的特点,对清洁压裂液主要施工参数的进行分析,对今后做压裂设计时设定具体施工参数提供参考和依据。
表2:清洁压裂液在二连地区现场压裂施工数据表(选)泵入地层井号压裂井段(m)油层厚油层液量(m3)度/层数跨度(m/层)(m)前置液携砂液施工最大排量支撑剂量平均压前压后砂比日产日产日产日产油水油(m3)(t)(m3)(t)(m3/min)(m3)(%)水巴51-45 1074.0-1101.0 16.0/2 林4-54斜 1436.2-1462.0 14.4/4 洪107-1 1185.4-1191.6 6.2/2 林4-9 太85 1592.8-1620.6 8.0/3 1219.0-1239.2 9.2/4 27.0 121.28 120.49 25.8 142.75 107.86 6.2 62.25 56.66 5.03 5.06 3.66 3.55 3.25 4.20 35.78 29.70 23.67 20.09 15.54 27.43 11.50 17.82 未求产未求产未求产 0 0 1.71 11.51 2.11 8.40 1.83 5.66 27.8 62.56 64.52 20.2 101.00 95.93 14.0 135.37 117.75 1.74 2.12 13.12 0.2 31.74 1.80 32.88 30.87 阿尔2 1306.0-1320.0 14.0/2 35.50 27.35 0.18 0.039 18.87 13.54①前臵液量的设定:同胍胶压裂液比较,清洁压裂液滤失较大,所以前臵液量在所占总液量的比例也相应增加,根据不同的地层物性,应合理的设臵前臵液量,一般情况下前臵液量占到液体总量的50-60%;②施工砂比的设定:由于清洁压裂液虑失较大,所以压裂施工时砂比不宜过高,而施工后统计平均砂比基本在30%之下,以20-25%居多。
而设定清洁压裂液的平均砂比时,不宜过高。
压裂的效果主要取决于裂缝的导流能力,而提高砂比是提高裂缝的导流能力主要因素,清洁压裂液压裂时根据现场施工的具体情况尽可能的提高砂比以求达到最好效果,表2中阿尔2井的平均砂比达到27.35%,压后日产油13.54t,日产水18.87m,同压前产量相比,日增液32.19t,增产倍数达到147倍,压后的效果非常明显;③施工排量的设定:清洁压裂液由于虑失较大,造缝能力较胍胶差,施工中需要提高排量。
表2中林4-9井、洪107-1(2)井、太85井均是2007年施工的井,由于当时受到压裂设备局限性的影响,达不到很高的施工排量,2008年二连压裂队更换了部分压裂设备,设备能力得到提高,也使清洁压裂液大排量施工得到保证。
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