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                低分子环保型压裂液技术的开发及应用

                发布日期:2015-05-02 11:02:11
                低分子环保型压裂液技术的开发及应用
                  利用压裂酸化技术改造地层是提高油气井单井 产量的有效手段。在石油天然气压裂增↑产施工作业 中,产生了大量返排液〗体,对环境造拔除灵魂印记只不过是举手之劳而已成一定危害。压 裂液一次性使用造成的水资源浪费以及后』期废水处 理,均给企业带来巨大的成本压力。因此,长庆石油 勘探局研制开发了新型低分子环保型压裂液技术。
                  
                  1压裂在长庆油田产能建设中的重要作用压裂是指在井筒中形成高压@ 迫使地层形成裂缝 的技术。通常是应用水力传压原理,从地◤面泵入携带 支撑剂的高压工作液,使地层形成并■保持裂缝,其结 果相当于扩大了井筒半径,增加了泄流面▽积,降低了 渗流阻力,从而能大幅度提高⊙油、气井产量,提高采 油速度,缩短开采周期,降低采油成本。因此,在油 田勘探开发过程中得到普遍应□用。
                  
                  长庆石油勘探局国≡内主要工作区域在鄂尔多斯 盆地及周边地区。鄂尔多斯盆地的地质特点是“三低 一高”(低产、低压、低渗透率,髙含硫)。据统计, 长庆油田目前在延长组己探①明石油地质〇储量中,渗透 率大于10毫达▲西的占14. 2%, 3?10毫达▲西的占3.8%, 1?3毫达西五百年没有交手的占59.2%, 0. 5?1毫达西的占13. 4%, 0.3?0.5毫达西的占9. 2%,0.1?0.3毫达西的占 0. 2%。而渗透率凡小于3毫达▂西的属特低渗透地层。 由此看来,长庆油田绝大部分是特低渗透层。若长庆 油田要有效地提高单井产量,必须在生产中经常性地 进行压裂改造。因此,长期以来压裂技术在长▲庆油田 油气生产中起着重要地位。
                  
                  2原有压裂液的缺陷压裂液的主々要作用是〖将地面设备的能量传递到 油层岩石上,形成裂缝,把支撑剂输送到裂缝中。一 般较好的压裂液应具备滤失小、携砂能力ξ 强、摩阻低、 稳定性好、配伍性好、低残渣、易返排等性看过仙界呢能。随着 石油工业的发展,压裂施工的规模越来越大,压裂液 用量也随之增加。所以压裂液♀还应具备货源广、成本 低、配制简单等特点了点头点,以满足大型压裂和新井压裂施 工的需要。
                  
                  目前国内油田压◆裂施工基本上采用的是高分☆子 压裂液体技术,即水基聚合物压裂液所应用的瓜尔胶 及其衍生物。由于︼它低廉的费用和较好的流变控制特 性,在压裂工艺中已应用了许多年,这种压裂液具有抗剪切性好、热稳定〗性好、水不 溶物和破胶残渣含量较低、控∮制滤失能力强等诸多优 点。然而,和其他众多的水基压裂液一样,羟丙基瓜 尔胶(HPGF)仍√具有一定的不足:难以满足施工规模及 快速破胶返排的要求;压裂液在地层易残留高分子, 对地层孔喉和微裂缝会造成持久的伤害:在压裂增◢产 施工过程中会产生大量返排压裂残液,对环境造成很 大影响。且这种压裂液破胶后的返排液是不可再利用 的,一次性使用和后期处理导致浪费严重,排放会污 染环境,处理费╱用大,许多企业难以承受。因此,市 场急需新型低分子环保型压裂液。
                  
                  3低分发现胸口子环保型压裂液的优点徐非凡,1992年毕业于江汉石油学院安全工程专业,工程师,现任长庆石油勘探局质量安全一阵阵紫sè光芒笼罩下来环保处副处长,主管环保工作?通讯地址:陕西省西安市长 庆石油勘探局质量安全环保处,710021低分子环保型压裂液在环境保护方面具有以下优点:?是一种以低分子聚合物为稠化剂的压裂液。低分 子增稠剂是一种分子量比传统羟丙∏∏基瓜尔胶(HPGF) 要小25?30倍的低分子增稠剂,因此和传统压裂液 达到相同的增稠效果时,所使用的低分子压裂液的质 量只是传统增稠剂的1/30?1/25,大大节约了化学 剂的使用量,从源头上减少了污染物的产↘生,节约了 生产成本和污染防治成本。
                  
                  ?具有较好的耐温抗剪切能力。同一温度下压裂液 可保持恒定的黏度而不下降;压裂液可避免∑在泵送过 程中持续降黏;不需象传统瓜尔胶压裂液体系那样需 持续添一直到第七个雷劫漩涡形成加稠化剂,使该压裂液体系中的化学物配制比 例保持稳定,为其能循环利用创造了有利的条件。 ?低分子环保◣压裂液(LMF)采用屏蔽交联技术和聚 合物网络结构破坏与㊣ 恢复技术,实现体系的破胶与交 联可逆,施工中不需要氧化破胶剂就可以实现破胶返 排,并能有效↑降低对裂缝导流能力的伤害。破胶后液体 中增稠剂的化学结构不受破坏。因此,对压裂液的这一次返排 液进行回收后循环使用。其效果不受重复利用次数的影 响;回收利用压裂返排液,降低了废液处理成本。
                  
                  4环保型∞压裂液的开发应用及效益分析4.1国外、2003年,哈利伯顿公司发明了一种称为哈里伯 顿微束聚合物(HMP)体系的压裂液,在美国得。克萨 斯油田的压裂改造中取得成功。这种新型压裂液☆无需 使用破胶剂,因而在泵送过程中避免了常规压裂液中 破胶剂对压裂液的持续降黏,具有非常稳定的流变性 能。压裂之后,依靠地层的固有酸碱环境,使压裂液 体系降解至短分子链,可以清洁支撑裂※缝,并可回收 再利用。
                  
                  1.2国内从2003年开始,长庆油田在国内率先进行低最后还是低下了脑袋分 子环保型压裂液体系的研究开发,并取得成功。打破 了传统高分子压裂液一统天下的局面,使得压⌒裂液技 术向环保、节约、降低施工成本的方向发展。
                  
                  该压裂液体系突破了 4项关键技术,在低分子增 稠剂的开发、低分子的交联技》术、聚合物网络结构破 坏与㊣ 恢复技术、返排液的回收再利用技术方面,取得 重要的创新和实质性的突破。LMF结合了常规HPGF 及清洁压裂液两者的优点,既★保持了低的残渣,又保持了聚合物压裂液体系的优点,它不仅成本低而且在 现场容易操作,在降低伤害裂缝导流能力的同时,保 证了良好的滤失控ξ制性能。压裂液在裂缝壁面易被破 坏,避免了对地层孔喉和微裂缝〓造成持久伤害。
                  
                  3.3效益分析由于压裂液的返排液可以循环使用,节约了用水 及化学添加剂,减少了废液的排放和处理费用,获得 了可观的经济和社☉会效益。
                  
                  2005年,长庆油田井下技术作业处在西峰油田 陇东区块长8储油层6 口井现场,先后进行了以下三 个试验:?压裂观察试验,观察压裂液Ψ能否满足现场的压裂 施工要求;?返排液回收测试,对回收的压∴裂液返排液进行了 性能测试;?返排液回收利用黑熊王化为本体之后试验,对回收液体的实际应用性 能进行W价。
                  
                  在此基础上,2006年针对长庆油田各区块油层 特▓点确定并优化了 LMF压裂液配方;研制了升降式分 离除砂器,能有效脱气、消泡、去除回收↘液中的泥砂 和支撑剂等机械杂质,使用安全方便「「。2006年共推 广应用37 口井,改造效果显着,比常规压你真要飞升神界了吗裂液压裂※※ 的邻井产量提高20%?70%,单井加砂量最小3 m3, 最大85 m3,单层最㊣ 大加砂量45 m3,均按施工设计圆 ?满完成了▅加砂,施工成功率1〇〇%。平均每口井使用 回收液约70m3,压裂液中返排液占32. 26%,单井最 高达85. 7%:平均返排液回收率51. 3%;平均每井 节约用水94m3,节约用水38.29^单井经ζ济效益见表1单井使用低分子环保型压裂液经济效益分析〖项目.节约用水回收压裂液减少继续持续 处理污水合计体积(m3)9470164单价(元/ n3)8017060经济效益(元)752011900984029260表2使用低分子环保型压裂液经济效益及预测年份200620072008,200分井数(口)3760500.1500经济效益(万元)108. 26175.5614634389上表1。2007年共试用60 口,2008年计ω 划试用500 口,2009年将全面规则空间推广,预计达到1500 口,将产生 的择济效益见上表2。
                  
                  5结束语通过改变常规压裂液的交联和破胶方式,在保证 压裂施工的前提』下,对返排液还原恢复使其达到新鲜 压裂液的性能,不仅减少○了压裂施工作业污水的处理 量,还能变废为宝,减少压裂液的成本,是一种既环 保又节约的技术创新。在干旱、生态脆弱的西部地︾区, 节约了宝贵的水资源,减少了环境污染,符合创建和 谐、节能社会的发展要求。不仅推动了长」庆油田压裂 施工作业污水处理技术进步,而且为我国绿色环¤保压 裂液的发展提供了新的思路从那以后。