Bossier砂层中优化压裂液返排

适当的流体和支撑剂充填是成功压裂增产措施的关键.即使采用了有效的压裂充填,油井动态产能经常受到不完全破胶和压裂液不彻底返排的影响.目前使用一系列环保技术--与压裂液相配伍的化学示踪剂来逐段确定压裂液返排率.应用这项技术,可以单独地分段清洗压裂液,并通过压裂液的优化选择提高返排率.     

压裂液快速返排泵的研制及应用

针对传统油井压裂工艺残液返排率低,造成地层污染严重,压裂效果不理想的问题,研制了系列压裂液快速返排泵。该泵主要由特制泵筒总成、柱塞总成、特制固定阀总成等组成,可满足油田压裂和酸化施工要求。使用时,该泵可作为压裂管柱下入井中,措施完成后,下入特制固定阀,无需重新起下油管,即可实现快速排液及抽油,减少一次起下泵及油管的作业措施。同时,残液得以及时返排,减少了压裂液对地层的二次污染,压裂效果提高10%左右,增效10余万元。节约作业费和入井工具费约3万元,具有较好的应用前景。     

致密油藏压裂液滤液返排率影响因素室内实验

致密油藏和页岩油藏储层致密、孔隙喉道细小,在压裂液滤液返排过程中,大量压裂液滤液滞留于地层,导致返排率极低。在微观渗流的基础上,利用毛细管束模型,建立压裂液滤液返排数学模型,分析不等径毛细管中油驱压裂液滤液返排过程的主要影响因素。利用胜利油区樊154区块天然岩心进行室内驱替实验,分析岩心渗透率、模拟油粘度、返排压差和模拟油—压裂液滤液界面张力4个因素对压裂液滤液返排率的影响。结果表明:岩心渗透率对压裂液滤液返排率的影响较大,当渗透率由1.276×10~(-3)μm~2降低到0.13×10~(-3)μm~2时,压裂液滤液返排率可减小20%左右;当模拟油粘度由6.459 mPa·s降低到1.192 mPa·s,模拟油—压裂液滤液界面张力由14.617 mN/m降低到0.021 mN/m时,压裂液滤液返排率均可提高15%左右;返排压差越大,压裂液滤液返排率越高,当返排压差超过8MPa时,继续增加返排压差对压裂液滤液返排率增幅的影响不大。     

大规模压裂水平井压裂液返排方法探讨

水力压裂是油、气藏增产最有效的措施之一,压裂液的返排与增产效果关系密切。低渗透油层超长水平井多级压裂,压裂液用量大,采用单一油嘴控制放喷返排,已经不能满足精细施工的需要。针对大规模压裂水平井的压裂液返排,建立了不同油嘴下压力对应产量和临界流量的计算公式,采用系列尺寸的油嘴控制压后放喷,达到提高一次返排率、提高压后产能、防止支撑剂回流的目的。     

大庆油田不返排压裂液技术研究及应用

大庆油田低渗透储层水力压裂已经成为增产改造的主体技术,但应用过程中存在压裂废液处理环保压力大、成本高,压裂后不及时返排会对储层造成伤害,影响增注效果等问题。为此,通过技术攻关成功研制了不返排清洁环保压裂液,该压裂液具有低成本、低伤害、油井零外排、水井不返排的技术优势。该技术在大庆油田低渗透储层累计应用154口井,施工成功率100%,其中,88口油井累计增油3.8×10~4 t,66口水井累计增注51.2×10~4 m~3,减少外排压裂液3.2×10~4 m~3,达到了"零污染、零排放"的要求。     

瓜胶压裂液体系示踪剂的筛选

在油气田开发过程中,多数油气井压裂通常是采取分段压裂,各层段一起合排,此过程目前常用总的返排量来判断整体压裂液的返排效果,而无法了解各个层段压裂液的返排情况。为了评价各层段压裂液的返排效果,可在各层段压裂过程中加入一定浓度的不同示踪剂,在返排时对压裂液返排液进行连续取样,检测返排液中各种示踪剂的浓度,从而判断各层段的返排效果,计算压裂液在地层中的残留量。而在压裂中所用示踪剂需要与压裂液配伍,对油田常用的几种示踪剂进行了实验评价。实验研究结果表明,小分子醇类和无机阴离子(SCN-和Br-)不适合作为瓜胶压裂液示踪剂,2种微量物质TA和TB与瓜胶压裂液配伍,不会对压裂液成胶和破胶产生影响,并且由于其在地层环境中有较低的吸附量,不会对定量测量造成影响,可初步选为压裂液示踪剂。     

润湿反转提高压裂液返排技术在吉林油田新119区块的应用

针对新立油田岩石强亲水，岩石与水界面形成铺展损害水基压裂液压后返排的问题，筛选一种适合该区块的润湿反转剂，使岩石的润湿性得到改善，降低岩石与压裂液之间的界面张力，提高压裂液的返排率。文中介绍概括润湿反转机理、室内配方优选、现场应用及效果。     

压裂液智能返排实时监控技术研究

为实现压裂液的合理、连续、自动返排，克服传统返排方式带来的诸多弊端，进行了压裂液智能返排实时监控技术研究。根据井口压力变化，实时判断压裂液最佳返排时机，实时计算不同压力下最小临界出砂返排流量，自动调节返排阀门开度，自动控制返排流量大小，同时可将返排过程中的压力、排量等数据进行显示、存贮、远程传输。现场试验表明，该技术明显提高了压裂液返排效果和管理效率。     

压裂液助排剂GCY-3的研制及室内评价

针对压裂液返排造成的地层伤害问题,采用季铵盐阳离子表面活性剂及醇复配了一种价格低廉、制作工艺简单的压裂液助排剂GCY-3,确定了其最佳配方。依据行业标准对该助排剂进行室内评价,结果表明,GCY-3具有较高的表面活性和良好的热稳定性,它不仅降低了破胶液的表面张力,还能提高川西常用压裂液的抗剪切能力。     

压裂返排液取水应用技术

为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题,研究了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例,分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发了通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联的处理剂TR-3。应用该方法,2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段,回收处理液量14 000 m3,占施工液量的23%,达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。     

长宁-威远地区页岩气压裂返排液处理技术与应用

针对长宁-威远地区页岩气开发存在的压裂返排液无害化处理难、现场施工配液用水缺乏等问题,分析了该地区页岩气压裂返排液的主要成分,明确了细菌、悬浮物以及高价金属离子的浓度是影响压裂返排液回用的主要因素。通过杀菌剂灭菌、絮凝沉降悬浮物、化学沉淀高价金属离子以及过滤絮体和沉淀等措施,开发出了适合长宁-威远地区页岩气压裂返排液回用的处理方法及处理工艺单元化的撬装处理装置,并在W204井区集气站进行了成功应用。处理后的压裂返排液清澈透明,水质满足行业标准要求,并成功回用于W204H4平台施工,施工性能稳定,实现了节能减排。     

压裂液返排模型的建立及应用

压裂液返排过程中通过合理控制返排时间和流量,可使支撑剂在产层区获得较好的铺置,从而使裂缝具有较高的导流能力。目前压裂液返排工作制度的确定一般依靠现场工程师的经验,缺少可靠的理论依据。为此建立了包含考虑二维滤失的裂缝扩展模型,停泵后即刻返排、停泵后关井闭合返排的数学模型,模拟了返排期间压力、排量随时间的变化规律,建立了压裂液返排模型,得到压裂液返排控制的优化设计方法,并编制了计算程序,指导现场选择合适的返排时间和返排流量。现场实例表明,应用编制的压裂液返排计算软件得到的结果,可为压裂液返排时间和流量的确定提供依据,有助于现场返排的科学化和定量化。     

压裂液返排过程中支撑剂回流规律研究

油井压裂结束后,均有压裂后返排过程。返排过程中支撑剂回流是评价压裂效果的重要因素,因此有必要对其进行研究。考虑压裂返排过程中缝宽的动态变化,根据质量守恒定律和伯努利方程,考虑返排过程压裂液的滤失,得到缝内任意垂直截面的流速计算模型;对回流过程中支撑剂进行力学分析,得到支撑剂发生回流的临界条件,进而提出控制支撑剂回流的合理返排方案。根据建立的支撑剂返排模型,对吉林油田嫩平1井进行压裂液返排设计,制定出合理的控制支撑剂回流的返排施工方案。     

压裂返排液处理技术的研究进展

介绍了压裂返排液的性质及其处理技术,归纳了各处理技术的特点及处理效率。压裂返排液的成分复杂,处理难度大,一种方法对压裂返排液进行处理很难达到国家对返排液排放的要求,必须将几种方法联合起来对返排液进行处理。研究新型高效环保的压裂液体系和环保的生物处理剂,开发可使压裂返排液循环使用的工艺,利用油气田开发伴随的能量处理压裂返排液是将来压裂返排液处理技术发展的方向。     

塔里木油田酸压返排液重复利用研究

为确定组成复杂、浮油和高价金属离子含量高、酸性强的塔里木油田酸压返排液处理后能否顺利地配制压裂液,通过对返排液水质分析,提出了一套"过滤-化学沉淀-絮凝沉降-压裂液配制"的处理工艺。大量的浮油影响压裂液的溶胀及交联,滤布过滤可去除浮油与块状杂质组成的黏稠物;高价金属离子阻碍稠化剂分子的伸展,影响压裂液的携砂性能,碳酸钠可直接沉淀金属离子并中和残酸;简单处理之后需絮凝剂进一步絮凝处理,除去返排液中的小颗粒杂质。将处理后的水调节至中性或弱酸性直接配制成压裂液使用,可杜绝环境污染,缓解油田水资源匮乏问题。沉淀剂质量浓度为145g/L、絮凝剂质量浓度为1 000mg/L时,返排液中悬浮颗粒杂质的去除率达98%,水质平均粒径2.36μm。利用处理后的酸压返排液配制的压裂液挑挂性能良好,其流变性能和黏弹性能与清水直接配制的压裂液相差不大,均满足SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》常规压裂液性能标准,适用于塔里木油田超深井高温高剪切要求。研究表明,酸压返排液重复利用配制压裂液的工艺是可行的。     

压裂返排液不落地回收处理技术在苏里格气田的应用

随着苏里格气田水平井改造、体积压裂工艺、混合水压裂方式、工厂化作业等实现推广应用,返排液量剧增,尤其是新环保法实施后,不允许挖建防渗排污坑,环保形势异常严峻。急需研发返排液不落地回收处理技术,实现其重复再利用。针对返排液中含有大量天然气、压裂砂、悬浮物,压力高、分离处理难度大等难题,优化形成了压裂返排液在线连续处理技术,主要包括管线节流控制模块、高压除气模块、低压除气除砂模块、精细化过滤模块和浓残液蒸发模块,经过10μm精细过滤,得到纯净的压裂返排液。进一步化学处理后,添加稠化剂等重新配液用于下次压裂施工,重复利用率达到90%以上,少量浓残液采用蒸发处理。现场先导性试验23井次,回收液体44 649m~3,取得了显著的社会、经济效益,为国内压裂返排液环保处理技术的创新发展提供了借鉴。     

页岩气压裂返排液回用处理技术研究与应用

鄂尔多斯盆地页岩气压裂返排液具有总铁含量高(30~50 mg/L)、黏度高(2.8~3.2 mPa·s)、悬浮物含量高(大于300 mg/L)和细菌含量高(大于10~4个/mL,)的"四高"特点,直接外排会造成严重的环境污染和水资源浪费。为此,有针对性地开展了"隔油除砂—氧化—絮凝沉降—膜过滤"的"四步法"处理工艺的技术应用研究。该工艺在强化絮凝沉降效果的基础上,采用一步法膜过滤技术,既提高了水质处理效果,又缩减了处理工艺流程。同时,通过对处理工艺参数的优化,研发出了一套模块化橇装式压裂返排液回用处理装置。现场应用的效果表明:处理后的水质连续稳定达标,既可满足平均空气渗透率小于等于10 mD地层的回注要求,也可用于配制胍胶和滑溜水压裂液。该研究成果较好地解决了页岩气压裂返排液的"四高"问题,为国内外页岩气及其他非常规油气废水治理和回用提供了技术支撑。