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两种新型压裂液技术浅析

时间:2014-08-07 11:09 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:刘广春等 点击次数:

  [摘 要]本文简单介绍CO2泡沫和交联酸两种液体技术基本知识,携砂原理,施工特点及注意事项,加强对两种液体的认识以便对施工中压力变化的分析,减少砂堵现象,达到稳提砂比,顺利施工的目的。

  [关键词]CO2泡沫压裂液 交联酸

  中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)24-0010-01

  一、前言

  压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液,起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用,压裂液性能的好坏直接影响到压裂作业的成败。然而长庆气田地质构造位于内蒙古鄂尔多斯盆地伊陕斜坡西部,发育于上古生界碎屑岩系中的大型砂岩岩性圈闭气藏,属于低孔、低渗、低压、低产和严重的非均质性层段。常规水基压裂液主要以胍胶作为稠化剂,存在剪切降解、残余量高、放置时间短等缺陷。低压低渗气层使用常规压裂液不仅会在压开裂缝表面形成滤饼, 还会因为部分残留在地层及支撑剂裂缝中,造成二次污染[1]。在这种条件下,对储层的保护就显得特别重要。低粘度、强返排、极少固相沉淀的CO2压裂液,交联酸等新型压裂液的使用也就越来越多,而往往因对这些的液体性能了解少,造成砂堵或者砂子加不完,严重影响油气层的改造效果,使这些液体技术难以推广。本文简单介绍CO2、交联酸两种液体技术,达到施工成功的目的。

  二、CO2压裂液

  (1)基本知识

  CO2压裂液是由液态CO2、原胶液和各种化学添加剂组成的混合液,该混合液向井下注入过程中温度逐渐升高,CO2开始汽化,形成气液两相混合液(即CO2为气相,原胶液为液相),其携砂性能取决于气泡稠密结构,在该结构

  中,各个气泡都影响其它气泡的流动性,从而使泡沫具有粘度,因而具备压裂液的特性[2]。CO2泡沫压裂液是优质低损害压裂液体系,具有黏度高、滤失低、清洁压裂裂缝、对储集层损害小、易返排等特点特别适用于低压水敏性储集层。

  (2)现场应用

  由于CO2泡沫压裂风险大,成本高,所以应用相对也就较少,如陕X井,盒3层,射孔井段:3153.0-3157.0m;胍胶排量:1.4-2.8m3/min、CO2排量:1.4-0.8m3/min;加砂21.34m3,砂比23.3%,砂浓度412.5kg/m3,最高砂浓度800kg/m3;平均施工压力59.5Mpa左右。

  (3)施工特点

  ①液体CO2易形成干冰,其升华成气体时体积增大约500倍,类似发生爆炸,非常危险;

  ②由于液态CO2处于低温状态,防止冻伤,同时对设备的要求较高,对凡尔头和凡尔座的抗低温性能要求严格,要求必须彻底干净和隔绝空气;一旦中途停泵,将结出大量的干冰,损伤设备和管线;

  ③施工现场噪声极大,对人员身体的伤害较大,同时影响通讯的畅通;

  ④施工过程中,一直处于低温状态,所以前期的冷泵工序非常重要,防止走空泵。

  三、交联酸压裂液

  (1)现场应用

  交联酸液体相对应用很少,如苏X井,马五2和马五3层,射孔井段3605.0-3607.0;3598.0-3600.5m,实际排量2.8m3/min左右;加砂17.2m3,砂比21.3%,砂浓度338.6kg/m3,最高达450.0kg/m3;平均施工压力52.0Mpa左右(图2)。

  (2)施工特点

  ①交联酸具有良好的缓速、造缝、携砂等性能,可形成深度穿透的酸蚀裂缝与支撑缝长、导流性能好、沟通能力强的油气渗流通道;

  ②由于交联酸液体呈强酸性,对设备的要求是非常严格,尤其混砂车必须是耐酸混砂车,信号的采集要随之配套;

  ③交联酸的耐高温性能相对差些,高砂比阶段容易提前破胶,脱砂,造成砂堵,应该控制适当砂比;

  ④交联酸施工中,交联比大粘度过大,混砂车吸不上来,大泵容易走空,交联比小携砂能力差,如何调试好交联比对施工的成败很关键;

  四、总结

  新型的压裂液较传统配方压裂液相比,具有破胶效果好、低残渣、环保等优点,但大多数情况下,耐温性和携砂性能较差,给施工带来较大风险。一般施工压力较高,对设备的要求也高,且磨损很大。施工员的要有良好的心理素质和高超的技术,施工压力波动较大,要及时准确地做出判断,采取相应的措施。对于混砂车的操作要熟练,尤其正确地把握交联情况,切实地反应交联情况,施工员合理提高砂比。

  参考文献

  [1] D3F-AS05清洁压裂液在鄂尔多斯盆地苏里格气田的应用.封雨等.天然气开发.开发试采.2010.1.

  [2] CO2压裂技术在外围油气田的应用.魏德才,郭世英等.油气田地面工程.第23卷第3期.2004.3.

  [3] 粗面岩储集层地面交联酸携砂压裂技术研究.黄忠桥等.钻采工艺.第33卷.第1期.2010.1.


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