石油壓裂液高效配制技術(shù)的研究與應(yīng)用

楊雅民

摘 要：在石油低滲透油藏增產(chǎn)工作中，水力壓裂是一項(xiàng)重點(diǎn)應(yīng)用手段。在本文中，將就石油壓裂液高效配制技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：石油壓裂液；高效配制技術(shù)；研究與應(yīng)用

1 引言

水力壓裂是滲透油藏增產(chǎn)工作當(dāng)中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，在現(xiàn)階段壓裂技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的情況下，壓裂液也隨之具有了用量大、添加劑品種多以及粘度較高的特征，在傳統(tǒng)人工配液方式中，因配置速度慢、精度低以及質(zhì)量波動(dòng)情況明顯等問題的存在，已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段壓裂作業(yè)要求，在該種情況下，即需要能夠?qū)毫岩旱呐渲梅椒ㄟM(jìn)行進(jìn)一步的研究，以此不斷提升配置水平。

2 高效配液技術(shù)

2.1 基液粘度釋放技術(shù)

基液釋放速度將對(duì)實(shí)際配液速度、成本以及工藝產(chǎn)生直接的影響，瓜爾膠是一種有機(jī)聚合物，半乳甘露聚糖為其主要化學(xué)成分，在同水接觸后，則將形成水合反應(yīng)，使水中的氫離子同單糖上的氫氧例子在反應(yīng)后形成氫鍵，有機(jī)聚合物在水化后在聚合物鏈上具有更多的聚合物附著，聚合物在伸展后則將同其他聚合物在作用后形成粘稠溶液。

在物料均勻混合當(dāng)中，循環(huán)流動(dòng)是非常重要的流動(dòng)狀態(tài)，剪切流以及增強(qiáng)湍流則是該設(shè)備的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在基液粘度釋放方面，則通過以下方式實(shí)現(xiàn)：第一，沖擊增黏。在新型水粉混合器當(dāng)中，不僅將對(duì)基液配置當(dāng)中存在的魚眼現(xiàn)象進(jìn)行了消除，在混合物當(dāng)中，高速?zèng)_擊水流的存在，也將使膠粉在水中的分散溶解速度進(jìn)行加快，以此實(shí)現(xiàn)黏度的釋放；第二，管道增黏。其原理即在管道當(dāng)中對(duì)一定數(shù)量具有不同旋向的固定螺旋元件進(jìn)行設(shè)置，膠液在進(jìn)入到混化器當(dāng)中之后，在螺旋元件導(dǎo)引下即會(huì)在方向方面發(fā)生較大的變化，存在匯流以及分流兩種不同的方式，且這兩種方式在此過程當(dāng)中交替產(chǎn)生，以此對(duì)混合效果進(jìn)行了較大的增強(qiáng)。對(duì)于管道增黏這項(xiàng)工作來說，其實(shí)質(zhì)即是一種不存在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件的混合器，在混合效果以及結(jié)構(gòu)緊湊性方面都具有較好的表現(xiàn)，通過該流程的應(yīng)用，則能夠較好的釋放膠液黏度；第三，立體流循環(huán)攪拌增黏。該內(nèi)容將在多層葉輪攪拌結(jié)構(gòu)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)葉輪以較低速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，同其距離較遠(yuǎn)的流體則將處于一個(gè)趨近于靜止的狀態(tài)，而在轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提升的情況下，葉輪也將形成更大的離心力，其角動(dòng)量將逐漸傳遞到遠(yuǎn)方的流體，膠液此時(shí)開始流動(dòng)。但對(duì)于該種結(jié)構(gòu)來說，其在攪拌軸方向所具有的流動(dòng)能力相對(duì)較弱，而在葉輪下方位置，則將因此形成一個(gè)環(huán)形的停滯流區(qū)，即使對(duì)多層葉輪進(jìn)行設(shè)置，軸向流動(dòng)方面依然較弱，不能夠滿足快速混合生產(chǎn)需求。在該種情況下，即需要對(duì)其進(jìn)行一定的改進(jìn)，即在葉輪四周對(duì)多片攪拌擋板進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則將使膠液形成軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，擋板的存在，則會(huì)使外圍膠液形成一種沿?fù)醢宓妮S向運(yùn)動(dòng)，以此形成一種具有軸向、徑想以及周向的立體循環(huán)流態(tài)，以此形成較強(qiáng)的攪拌混合效果。在對(duì)葉輪、擋板間隙以及葉輪直徑等參數(shù)進(jìn)行一系列的優(yōu)化設(shè)計(jì)后，實(shí)現(xiàn)該種高效攪拌裝置的開發(fā)。

2.2 固體添加劑同基液快速混合技術(shù)

當(dāng)溶液pH值較高時(shí)，會(huì)降低瓜爾膠溶脹速度，對(duì)此，在實(shí)際配液當(dāng)中，即需要保證基液粘度為最高粘度80%以上，之后向其中加入小蘇打以及純堿等固體添加劑，在保證配液站基液粘度在130mPa·s后以人工方式投遞，此時(shí)，小蘇打同純堿都將在膠液上層懸浮，在同高黏度基液混合方面存在著較大的難度，此時(shí)，固體添加劑如何添加到黏稠膠液中均勻混合則成為了一個(gè)值得關(guān)注的問題。通過固體同高黏基液混合設(shè)備的應(yīng)用，即能夠?qū)崿F(xiàn)高黏度基液同添加劑的均勻混合，在該裝置當(dāng)中，其主要由真空引射混合裝置、立體攪拌裝置以及旋流排氣裝置這幾方面組成，其在工作當(dāng)中的原理為：第一，負(fù)壓抽吸混合。使用水泵打循環(huán)，在使用基液作為引射截止的基礎(chǔ)上在混合器當(dāng)中形成真空，將小蘇打以及純堿顆粒抽吸處理后計(jì)入到引射器當(dāng)中，在高速流沖擊情況下，實(shí)現(xiàn)基液同固體添加劑間的充分混合；第二，旋流器排氣。基液同小蘇打、純堿的混合液在進(jìn)入到旋流器當(dāng)中之后進(jìn)行一個(gè)高速螺旋運(yùn)動(dòng)，在離心力作用下，其中的大部分氣體將從排氣口當(dāng)中分離，以此對(duì)水泵循環(huán)工作過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的氣蝕情況進(jìn)行避免；第三，高效攪拌。在罐內(nèi)，具有高效攪拌裝置的設(shè)置，當(dāng)混合液進(jìn)入到攪拌罐當(dāng)中之后，則將形成立體循環(huán)流態(tài)。同時(shí)，在攪拌罐當(dāng)中具有特殊流道的設(shè)計(jì)，以此使其在罐內(nèi)能夠形成“先進(jìn)先出”的狀態(tài)，通過足夠罐容的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)混合液被攪拌以及停留時(shí)間的有效延長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)混合效果的增強(qiáng)。

2.3 快速發(fā)射技術(shù)

在該技術(shù)當(dāng)中，在配液池上部做好臥式發(fā)液泵的布置，在工作當(dāng)中，膠液將對(duì)液崩的大部分功率進(jìn)行消耗，在該基礎(chǔ)上，對(duì)一種立式發(fā)液泵進(jìn)行設(shè)計(jì)，其泵葉輪處于儲(chǔ)液的底部，在避免無效吸程功耗的基礎(chǔ)上提升發(fā)液效率。

3 結(jié)束語

在油田工作當(dāng)中，石油壓裂液是非常重要的施工材料。在上文中，我們對(duì)石油壓裂液高效配制技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，在實(shí)際壓裂液配置工作中，需要能夠做好技術(shù)重點(diǎn)把握，以相關(guān)技術(shù)的科學(xué)選擇與應(yīng)用進(jìn)一步提升配置質(zhì)量與產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)油藏的科學(xué)增產(chǎn)。

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