大多數(shù)頁(yè)巖氣井返排液離子及礦化度隨返排時(shí)間增加而增加,頁(yè)巖與壓裂液作用存在離子交換現(xiàn)象,但對(duì)于頁(yè)巖與壓裂液間離子交換的原因以及離子來(lái)源研究較少。通過(guò)對(duì)某區(qū)塊頁(yè)巖與壓裂液作用后離子類型及含量變化的量化分析,計(jì)算出了各種物質(zhì)對(duì)溶液礦化度的貢獻(xiàn)率,探索了頁(yè)巖氣井返排液離子來(lái)源及離子交換機(jī)理,并通過(guò)離子強(qiáng)度、總硬度計(jì)算,分析了頁(yè)巖與壓裂液作用后膠液的穩(wěn)定性與二者之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明,頁(yè)巖與壓裂液作用后會(huì)發(fā)生離子交換,儲(chǔ)層中各類可溶無(wú)機(jī)鹽的溶解及黏土礦物是返排液中離子的重要來(lái)源;頁(yè)巖天然裂縫或孔隙中充填有大量的可溶鹽,頁(yè)巖中水溶性可溶鹽含量在頁(yè)巖中占到了較大的比例;頁(yè)巖與壓裂液作用后膠液的穩(wěn)定性由表面電荷控制,液體離子強(qiáng)度越大,膠液就越不穩(wěn)定,礦物質(zhì)越傾向于聚集進(jìn)而導(dǎo)致裂縫張度或者孔的堵塞,影響氣井產(chǎn)能;在頁(yè)巖氣井優(yōu)化設(shè)計(jì)中,要根據(jù)頁(yè)巖與壓裂液作用后離子類型、濃度以及膠液穩(wěn)定性結(jié)果對(duì)壓裂液配方進(jìn)行優(yōu)化,盡可能防止液體絮凝沉淀的產(chǎn)生。 

【文章來(lái)源】：鉆采工藝. 2020,43(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

頁(yè)巖與壓裂液作用后電導(dǎo)率隨時(shí)間變化結(jié)果

溶液的離子強(qiáng)度與溶液膠液的穩(wěn)定性有非常大的關(guān)系，Maaz Ali等人在2016年的研究中得到溶液的離子強(qiáng)度與電動(dòng)電位絕對(duì)值成反比，電動(dòng)電位絕對(duì)值較高的膠液會(huì)有較低的集聚趨勢(shì)，穩(wěn)定性更強(qiáng)。采用某平臺(tái)A井和B井現(xiàn)場(chǎng)返排液，取上層清液，測(cè)定不同返排時(shí)間所取返排液的離子組成，計(jì)算返排液離子強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2，現(xiàn)場(chǎng)該平臺(tái)采用地層水混配作為壓裂液，礦化度非常高，兩口井計(jì)算的離子強(qiáng)度高達(dá)0.7，溶液中的粒子非常傾向于絮凝。把這2口井的返排液靜置在90℃的烘箱中，發(fā)現(xiàn)返排液絮凝狀沉淀越來(lái)越多，見(jiàn)圖3，與未進(jìn)入地層的滑溜水相比，液體不穩(wěn)定，絮凝趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)。室內(nèi)頁(yè)巖與水浸泡后測(cè)試計(jì)算的離子強(qiáng)度最高也只有0.007，液體穩(wěn)定，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未見(jiàn)絮凝沉淀產(chǎn)生。在頁(yè)巖氣井中，常常多次重復(fù)利用其它井返排液配制壓裂液，由于頁(yè)巖與壓裂液作用會(huì)造成返排液礦化度越來(lái)越高，在地層可能會(huì)絮凝造成堵塞孔隙吼道及裂縫。因此，為了避免或者減少絮凝沉淀的發(fā)生，在重復(fù)利用返排液時(shí)要檢測(cè)離子類型及礦化度，控制離子含量，優(yōu)化壓裂液配方。圖3 返排液絮凝狀物

返排液絮凝狀物

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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