油田化学——压裂液及压裂用添加剂
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按化学性质分类常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳状压裂液、醇基压裂液以及酸基压裂液等六种类型。
1.水基压裂液是以清水做溶剂或分散介质,向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的。
主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂,即植物胶及衍生物(胍尔胶、田菁胶、香豆胶等)、纤维素衍生物和合成聚合物。
这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶,经交联剂交联后形成黏度极高的冻胶,在施工结束后,为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。
2.油基压裂液是矿场原油或炼厂粘性成品油均可作油基压裂液,但其黏度较低、热稳定性差、携砂能力不好、压裂液效率低。
目前多用稠化油,基液为原油、汽油、柴油、煤油或凝析油。
稠化剂为脂肪酸皂(如脂肪酸铝皂,磷酸酯铝盐等),矿场最高砂比可达30%(体积比)。
稠化油压裂液遇地层水后会自动破乳,所以无需加入破胶剂。
3.泡沫压裂液是一种新型水基压裂液,它是液体、气体及添加剂的混合物。
基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液,气相为二氧化碳、氮气、天然气,发泡剂用非离子型活性剂。
其最大特点是易于返排、滤失少以及摩阻低等,它具有弱酸性,可溶解近井地带及地层中的无机垢和部分岩石中的碳酸盐矿物,抑制粘土膨胀,改善或保护了油气层。
缺点是砂比不能过高、井深不能过大。
适用于低渗透、易水敏、高压油层和下部受水层威胁的油井以及气井的压裂,是一种综合性能较理想的压裂液体系。
4.乳状压裂液是指水包油型乳化液,基本上综合水基压裂液和油基压裂液的优点。
由于外相为水冻胶,所以乳状液的摩阻低、黏度高、热稳定性好,其悬砂能力强,滤失低。
由于乳状液所含的水比较少,进入地层的水不多,因此可以较好的防止粘土膨胀和运移。
主要有聚合物乳化压裂液和植物胶冻胶原油乳化压裂液。
5.醇基压裂液由低碳醇、稠化剂、水、PH调节剂、粘土稳定剂、助排剂等构成醇基压裂液。
醇基压裂液对砂岩储层无水敏、水锁伤害,而且还有解水锁的能力。
能有效降低水相滞留伤害,补充地层能量,具有返排能力强、低伤害等特点,能有效改善裂缝导流能力,提高压裂效果。
2023年油田化学品行业市场分析现状油田化学品行业市场分析现状随着全球经济的发展以及能源需求的增加,油气开采业已成为重要的行业之一。
而油田化学品是油气勘探、开采、运输和加工所必需的化学品,其应用领域广泛,包括增产剂、水驱剂、油井压裂液、泥浆剂、石油防腐剂等。
本文就油田化学品行业现状进行市场分析。
一、行业整体规模油田化学品行业的市场规模呈逐年扩大的趋势。
以全球为例,在2017年,全球油田化学品市场规模约为180亿美元,预计到2022年将会达到265亿美元。
这与石油开采行业的发展密不可分。
而就中国市场而言,油田化学品行业市场规模也在不断增长。
2018年,中国油田化学品市场规模已经达到了约147亿元人民币,预计到2025年,市场规模将达到约300亿元人民币。
二、行业发展趋势1. 外资企业效益显著。
目前,外资化学品企业占据油田化学品市场的较大份额,尤其是一些具有技术优势的外资公司。
如赛乐化工、巴斯夫、道达尔、艾克森美孚等,在中国市场表现较好。
2. 合作共赢已成为主流趋势。
在油田化学品领域,越来越多的企业选用共同研发、技术引进等方式来丰富产品线、提高研发效率。
其中,针对特别复杂的问题,在行业内互助协作的趋势越来越明显,一系列行业联盟和技术平台的成立也表明这一点。
3. 环保、低排放已成为趋势。
石化行业一直是环境问题的重灾区,而作为油气开采行业的重要支柱,油田化学品行业的环保性也提上了议程。
目前,越来越多的油田化学品企业开始关注环保问题,积极推动低排放、减少污染等环保措施。
三、行业热点产品及展望1. 压裂液随着页岩气的开采不断扩大,压裂液在油气勘探和开采中的应用越来越广泛。
压裂液是一种应用广泛的油田化学品,其成分复杂,通常包括水、油、溶剂和添加剂等,其作用是增加油气开采的产能。
预计未来数年压裂液将会持续保持高增长态势。
2. 稳定剂稳定剂是一种用于稳定油水比,促进油气开采、提高采收率的重要化学品。
随着油田化学品市场的不断扩大,稳定剂在市场中的应用也越来越广泛。
压裂液的主要成分压裂液是在油气井压裂作业中使用的一种特殊液体,它在增加油气井产能方面起着重要作用。
压裂液的主要成分是由多种化学物质组成的复杂体系,包括水、添加剂、颗粒物和溶解气体等。
本文将详细介绍压裂液的主要成分及其作用。
1. 水:水是压裂液的主要成分,通常占到液体部分的80%以上。
水的主要作用是作为压裂液的溶剂,承载添加剂和颗粒物,形成流动的液体体系。
此外,水还具有稳定温度的作用,能够在压裂过程中吸收和释放热量,保持井口温度的稳定。
2. 添加剂:压裂液中的添加剂起着重要的作用,可以改变液体的性质和增强压裂效果。
常见的添加剂包括凝胶剂、分散剂、稳定剂、降粘剂等。
凝胶剂能够增加液体的黏度和粘度,形成高强度的液体胶体,增强压裂液在井壁中的附着力。
分散剂能够使颗粒物均匀分散在液体中,增加液体的携砂能力。
稳定剂能够提高压裂液的稳定性,防止液体分层和沉淀。
降粘剂能够减少液体的黏度和粘度,降低液体的流动阻力,提高压裂液的渗透能力。
3. 颗粒物:在压裂液中添加一定的颗粒物可以增加液体的携砂能力,提高压裂液对油气层的破裂能力。
颗粒物通常是细小的石英砂或陶瓷颗粒,具有高硬度和耐高温的特点。
这些颗粒物能够填充油气层裂缝中的空隙,防止裂缝闭合,保持裂缝的通透性。
4. 溶解气体:压裂液中溶解的气体主要是二氧化碳、氮气和甲烷等。
这些气体能够在压裂过程中释放出来,形成气泡,增加液体的体积和流动性。
溶解气体还能够减少液体的密度,降低液体对油气层的压力,减少井底压力对油气产能的影响。
总的来说,压裂液的主要成分包括水、添加剂、颗粒物和溶解气体等,每种成分都起着重要的作用。
水作为溶剂和稳定温度的介质,添加剂通过改变液体性质和增强压裂效果,颗粒物增加液体的携砂能力,溶解气体增加液体的体积和流动性。
这些成分的合理配比和使用可以有效提高压裂作业的成功率和油气井的产能。
它们通过对聚糖水解降解起催化作用,破坏冻胶结构。
酶的活性与温度有关,在高温下活性降低,适用于温度低于65摄氏度的油气层,pH值在~8的范围,最正确pH为5。
pH值低于2或高于时酶破胶剂根本上不起作用。
该类破胶剂破胶彻底,残渣少。
酶在适用温度下,可以将半乳甘露聚糖的水基冻胶压裂液完全破胶,并且能大大降低压裂液的残渣。
但是针对性强。
淀粉酶可使植物胶及其衍生物降解,纤维素酶可使纤维及其衍生物降解。
而且杀菌剂会影响酶的活性,降低酶的破胶作用。
目前人们也对各种压裂液在较宽使用温度范围内的聚合物专用酶的开展研究。
据报道:辽河油田开发出一种广谱性β-酶,适用温度为20210℃,pH范围在~。
③潜在酸:潜在酸是指在一定条件下能转变为酸的物质。
如甲酸甲酯、乙酸乙酯、磷酸三乙酯等有机酯,如下图:以及三氯甲苯、二氯甲苯、氯化苯等化合物。
在较高温度条件下能放出酸,通过改变压裂液pH值,使冻胶交联结构破坏而起作用,即可以使植物胶及其衍生物、纤维素及其衍生物的缩醛键在酸催化下水解断键。
适用温度为93℃的油气层。
④潜在螯合剂破坏剂,潜在螯合剂破坏剂指在一定条件下能转变为可螯合交联剂的物质。
常用的有草酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丙二酰胺等,结构如下图:该类破坏剂通过水解产生草酸或丙二酸,螯合作为交联剂的金属离子,破坏冻胶的交联结构。
分别适用于温度低于60℃、 60℃、高于60℃的条件下。
⑤胶囊破胶剂,也称为延迟破胶技术,该技术是破胶剂应用的最新开展技术,是将氧化剂包裹在胶囊中制备而成的。
胶囊破胶剂利用保护膜的物理屏障作用阻止和控制破胶剂释放,施工完后,在压裂裂缝闭合时产生的巨大应力下,使包覆层变形破裂而导致破胶剂释放,此时破胶剂起破坏作用,破坏冻胶结构。
研究说明,这种技术大大地提高了过氧化物破胶剂的适用性和有效性,有以下几个显著特点:第一,它与时间、温度无关。
地层裂缝闭合之前不会出现“逐渐破胶〞过程而影响压裂液粘度;第二,破胶效率高。