【摘要】：西南油氣分公司所屬的川西氣田低滲致密砂巖氣藏,水平井分段壓裂技術(shù)是氣藏勘探評價(jià)和建產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),此外,川西須五氣藏采用大排量、大液量的體積壓裂技術(shù)進(jìn)行開發(fā),此兩種技術(shù)均需要大量的淡水進(jìn)行壓裂液配制,施工現(xiàn)場出現(xiàn)了找水用水困難。另一方面,隨著氣田開發(fā)程度的加深,氣田產(chǎn)水量也在逐年增大,大量的產(chǎn)出水需要處理,給分公司帶來了巨大的環(huán)保壓力和成本壓力。因此,如果將二者結(jié)合,開展地層水配制壓裂液研究,實(shí)現(xiàn)廢水利用,變廢為寶,開辟氣田地層水處理的新途徑,緩解地層水處理和壓裂用水找水困難,實(shí)現(xiàn)油氣田綠色環(huán)保開發(fā)。本文通過對川西地區(qū)氣田地層水的研究,研究了川西氣田地層水產(chǎn)水現(xiàn)狀和水處理現(xiàn)狀,通過大量的取樣分析并且結(jié)合前人的研究成果,確定了川西氣田地層水的水質(zhì)特征,川西氣田地層水礦化度,主要離子類型和離子含量。因?yàn)榈貙铀裆畹牟煌?所以其成分也不相同,因此我們將地層水分為中淺層地層水和須家河組地層水。根據(jù)地層水與儲(chǔ)層的配伍性需求,我們確定用中淺層地層水配制瓜膠壓裂液,用須家河地層水配制降阻水壓裂液。針對中淺層地層水直接配制瓜膠壓裂液不起粘,研發(fā)了瓜膠特效增溶劑,針對基液自發(fā)的弱交聯(lián)問題,優(yōu)化了污水處理廠的處理流程,形成了一套中淺層地層水瓜膠壓裂液配方,中淺層地層水配制的瓜膠壓裂液在45℃、170s-1條件下剪切60min,粘度保持在100mPa·s左右,滿足施工對壓裂液流變性能的要求。中淺層地層水瓜膠壓裂液成功進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了油氣增產(chǎn)2.8×104m3。在現(xiàn)場施工過程中發(fā)現(xiàn),地層水壓裂液凍膠在高攜砂段出現(xiàn)的泵壓突然上漲,凍膠變稀和變脆,交聯(lián)時(shí)間變長等問題,會(huì)導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)增大,分析影響壓裂液耐溫耐剪切性能的因素,可能是在地層水處理過程中引入的硫酸鋁絮凝劑影響了壓裂液的流變性能。因此轉(zhuǎn)變思路進(jìn)行地層水壓裂液的配制,研究確定了地層水離子類型以及濃度對地層水配制瓜膠壓裂液影響。確定影響中淺層地層水瓜膠壓裂液性能的主要離子的順序?yàn)镃a2+Mg2+Cl-,以及各自的臨界影響濃度:Ca2+≤1200mg/L,Mg2+≤1500 mg/L,Cl-≤10×104 mg/L。根據(jù)地層水中離子類型以及濃度對瓜膠壓裂液性能的影響,考慮將地層水中影響壓裂液主要性能的離子濃度降到臨界濃度以下,用清水稀釋地層水的方法將地層水中的鈣鎂離子降到臨界濃度以下。因此,采用稀釋法研制了一套須家河組地層水瓜膠壓裂液體系,該體系在75℃、170s-1條件下剪切120min,粘度保持在150mPa·s左右,破膠液表面張力在26.86mN/m,防膨率高達(dá)84.2%,對巖心的傷害率僅為17.73%。通過室內(nèi)研究,發(fā)現(xiàn)影響地層水降阻水性能的主要離子的順序?yàn)镃l-Ca2+Mg2+,各自的臨界影響濃度:Cl-≤6×104 mg/L,Ca2+≤1×104 mg/L,Mg2+≤4000mg/L,總礦化度≤15×104 mg/L。通過對耐鹽降阻劑的優(yōu)選,相應(yīng)添加劑的篩選和綜合性能評價(jià)實(shí)驗(yàn),形成了一套須家河組地層水降阻水配方,降阻率45%,滿足須五氣藏體積壓裂施工需要。在MP23-13井、JS33-7井、ZX33井和SF309-1井進(jìn)行了須家河組地層水瓜膠壓裂液現(xiàn)場試驗(yàn),解決了現(xiàn)場配液遇到的機(jī)械攪拌強(qiáng)度不夠引起瓜膠起粘慢、基液粘度低以及細(xì)菌導(dǎo)致瓜膠水化等技術(shù)難題,壓后計(jì)算日產(chǎn)氣量累計(jì)達(dá)到16.33×104m3/d,增產(chǎn)效果顯著,說明稀釋法調(diào)試的須家河組地層水瓜膠壓裂液體系與地層的適配性好,能有效地降低對儲(chǔ)層的傷害。地層水降阻水壓裂液在X502井進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗(yàn),液體性能與清水配制的降阻水性能相當(dāng)。截至2014年10月,采用地層水壓裂液技術(shù)直接減排地層水1835m3,充分說明了地層水壓裂液技術(shù)具有極大的環(huán)保效益,同時(shí),地層水壓裂液能減少添加劑的用量,適當(dāng)降低成本。
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圖片說明： 第三章 地層水瓜膠壓裂液第三章 地層水瓜膠壓裂液川西氣田地層水水質(zhì)分析結(jié)果可以看出，中淺層地層水礦化度較高00mg/L-30000mg/L，Ca2+、Mg2+含量較大，平均在 300mg/L-1200地層水配制壓裂液體系后存在以下現(xiàn)象：1、加入壓裂液常用稠化，瓜膠無法直接溶脹，基液不起粘，如圖 3-1 所示；2、加入碳酸弱交聯(lián)現(xiàn)象嚴(yán)重，形成的弱交聯(lián)體系耐溫耐剪切性能差。
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圖片說明： 耐溫耐剪切能力下降，增加施工過程中的脫砂、砂堵風(fēng)險(xiǎn)[58為了避免出現(xiàn)這種情況，我們優(yōu)選了 BRD 系列有機(jī)絮凝劑和聚丙烯 代替 Al2(SO4)3進(jìn)行絮凝沉降實(shí)驗(yàn)。但在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)加入有機(jī)絮法使生成的碳酸鈣、碳酸鎂等粉末沉淀聚集、板結(jié)，達(dá)到快速沉淀的目的（2）處理設(shè)備增加由于生成的碳酸鈣、碳酸鎂等粉末沉淀具有自然沉降的能力，我們可以化后的處理流程中去除絮凝沉降環(huán)節(jié)，增加離心機(jī)或壓濾機(jī)，去除生成淀，得到清液配制壓裂液，，從而避免出現(xiàn)絮凝沉降后的地層水抽取裝罐留的鈣、鎂等粉末沉淀對壓裂液性能的不利影響。向生成碳酸鈣、碳酸鎂等粉末沉淀的地層水中加入六偏磷酸鈉[60]，觀沉淀是否會(huì)板結(jié)，加速下沉，更有利于離心或者抽濾。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鈉也不能使粉末沉淀板結(jié)。向中淺層地層水中加入 1.0%Na2CO3，測定地層水中生成的碳酸鈣、碳的粒徑分布情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 3-3。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE377

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 ;德國SUPER RO技術(shù)在油氣田廢水中的應(yīng)用[A];中國石油石化技術(shù)創(chuàng)新與物資供需研討會(huì)論文集[C];2014年

本文編號(hào)：2514506