压裂液配制方法

文档序号:177871 发布日期:2021-11-02 浏览:49次 >En<

阅读说明:本技术 压裂液配制方法 (Preparation method of fracturing fluid ) 是由 陈鹏飞 熊钢 常宏岗 张亚东 周承美 潘春锋 何飞 于 2020-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种压裂液配制方法,属于压裂液技术领域。该压裂液配制方法包括:获取固体添加剂的加入量;根据固体添加剂的加入量加入固体添加剂;通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送入口;通过机械输送方式将固体添加剂输送至混合器中;获取液体添加剂的加入量;根据液体添加剂的加入量向混合器中加入液体添加剂与固体添加剂进行混合,得到目标压裂液。本申请避免了使用过多的管线,操作方便;通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送口,避免了机械输送过程中与机械设备产生摩擦,提高了输送效率并避免造成机械设备故障,提高了作业效率。且配制过程中不需要过多的人力,劳动强度小且配制成本高,有利于技术推广应用。(The invention relates to a preparation method of a fracturing fluid, and belongs to the technical field of fracturing fluids. The preparation method of the fracturing fluid comprises the following steps: obtaining the adding amount of the solid additive; adding the solid additive according to the adding amount of the solid additive; conveying the solid additive to a mechanical conveying inlet in a wind conveying mode; conveying the solid additive into the mixer by a mechanical conveying mode; obtaining the adding amount of the liquid additive; and adding the liquid additive and the solid additive into the mixer according to the adding amount of the liquid additive, and mixing to obtain the target fracturing fluid. The application avoids using excessive pipelines and is convenient to operate; the solid additive is conveyed to the mechanical conveying port in a wind conveying mode, so that friction between the solid additive and mechanical equipment in the mechanical conveying process is avoided, the conveying efficiency is improved, the mechanical equipment is prevented from being broken down, and the operating efficiency is improved. And excessive manpower is not needed in the preparation process, the labor intensity is low, the preparation cost is high, and the technology is favorable for popularization and application.)

压裂液配制方法

技术领域

本发明涉及压裂液技术领域,特别涉及一种压裂液配制方法。

背景技术

水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施。水力压裂不仅广泛用于低渗透油气藏,而且在中高渗透油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。水力压裂是利用地面高压泵组,将带有支撑剂的压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张力强度时,便在井底附近地层产生裂缝,继续注入带有支撑剂的压裂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流的填砂裂缝,使井内达到增产增注的目的。而水力压裂作业中一般施工所用的压裂液的液量在四万至五万方,压裂液排量的时间在2小时至4小时不等,因此需要配制大量的压裂液以满足水力压裂作业的要求。

目前,相关技术一般通过混配车将固体稠化剂与水混合后通过混配车上的输送机构将压裂液输送至井口。

发明人发现相关技术至少存在以下技术问题:

采用混配车配制压裂液需要的管线众多,且管线连接复杂,操作不方便,劳动强度大且配制成本高,不利于技术推广应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种压裂液配制方法,可解决针对采用混配车配制压裂液需要的管线众多,且管线连接复杂,操作不方便,劳动强度大且配制成本高,不利于技术推广应用的技术问题。具体技术方案如下:

一方面,提供了一种压裂液配制方法,所述压裂液配制方法包括:

获取固体添加剂的加入量;

根据所述固体添加剂的加入量加入所述固体添加剂;

通过风力输送方式将所述固体添加剂输送至机械输送入口;

通过机械输送方式将所述固体添加剂输送至混合器中;

获取液体添加剂的加入量;

根据所述液体添加剂的加入量向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合,得到目标压裂液。

在一种可选地实施方式中,所述获取固体添加剂的加入量,包括:获取所述目标压裂液的加入总量,根据所述目标压裂液的加入总量得到所述固体添加剂的加入量。

在一种可选地实施方式中,所述通过机械输送方式将所述固体添加剂输送至混合器中,包括:通过螺杆泵或齿轮泵将所述固体添加剂输送至混合器中。

在一种可选地实施方式中,所述通过螺杆泵或齿轮泵将所述固体添加剂输送至混合器中,包括:所述螺杆泵或齿轮泵以1Kg/min~10Kg/min的输送速率将所述固体添加剂输送至混合器中。

在一种可选地实施方式中,所述根据所述液体添加剂的加入量向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合,得到目标压裂液之前,所述方法还包括:

获取所述液体添加剂的粘度,根据所述液体添加剂的粘度与所述液体添加剂的加入量向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合,得到所述目标压裂液。

在一种可选地实施方式中,所述获取所述液体添加剂的粘度,根据所述液体添加剂的粘度与所述液体添加剂的加入量向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合,包括:所述液体添加剂表观粘度小于10mPa.s 时向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合。

在一种可选地实施方式中,所述根据所述液体添加剂的加入量向所述混合器中加入所述液体添加剂与所述固体添加剂进行混合,得到目标压裂液之后,所述方法还包括:

以5m3/min~20m3/min的排量将所述目标压裂液注入作业油井中。

在一种可选地实施方式中,所述固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.05%-0.1%的降阻剂、0.05%-0.1%的杀菌剂以及0.2%-0.3%的助排剂。

在一种可选地实施方式中,所述固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.06%-0.1%的降阻剂、0.06%-0.1%的杀菌剂以及0.25%-0.3%的助排剂。

在一种可选地实施方式中,所述方法配制的压裂液满足5m3/min~20m3/min 压裂施工排量的需求。

本发明的上述技术方案至少具有以下有益效果:

本申请避免了使用过多的管线,操作方便;通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送口,避免了机械输送过程中与机械设备产生摩擦,提高了输送效率并避免造成机械设备故障,提高了作业效率,通过机械输送方式将固体添加剂输送至混合器中,可以精确的控制固体添加的加入量。且配制过程中不需要过多的人力,劳动强度小且配制成本高,有利于技术推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的压裂液配制方法流程示意图。

具体实施方式

除非另有定义,本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

水力压裂技术是油气藏开发的重要技术,随着工程技术的发展和压裂技术的进步,大规模、大排量、大体积压裂日益成为压裂作业首选。压裂作业中一般施工液量在四万至五万方,每段时间在2小时至4小时不等,传统的采用液灌提前配制的方式已经不能满足现有压裂技术的需求,连续混配已成为压裂作业的必然要求。目前,现有的连续混配技术主要有两种:一是采用连续混配车,利用连续混配车的专有功能实现现场连续混配。但是采用混配车配制压裂液需要的管线众多,且管线连接复杂,操作不方便,劳动强度大且配制成本高,不利于技术推广应用。鉴于此,本申请实施例提供了一种压裂液配制方法和装置,旨在解决上述技术问题。

一方面,提供了一种压裂液配制方法,如图1所示,该压裂液配制方法包括:

步骤101、获取固体添加剂的加入量。

步骤102、根据固体添加剂的加入量加入固体添加剂。

步骤103、通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送入口。

步骤104、通过机械输送方式将固体添加剂输送至混合器中。

步骤105、获取液体添加剂的加入量。

步骤106、根据液体添加剂的加入量向混合器中加入液体添加剂与固体添加剂进行混合,得到目标压裂液。

本申请实施例提供的方法,避免了使用过多的管线,操作方便;通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送口,避免了机械输送过程中与机械设备产生摩擦,提高了输送效率并避免造成机械设备故障,提高了作业效率,通过机械输送方式将固体添加剂输送至混合器中,可以精确的控制固体添加的加入量。且配制过程中不需要过多的人力,劳动强度小且配制成本高,有利于技术推广应用。

以下将通过可选地实施例进一步描述本申请实施例提供的方法。

步骤101、获取固体添加剂的加入量。

在一种可选地实施方式中,本申请实施例提供的固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.05%-0.1%的降阻剂、0.05%-0.1%的杀菌剂以及0.1%-0.3%的助排剂。

作为一种示例,降阻剂的质量百分比含量可以为0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%等。杀菌剂的质量百分比可以为0.05%、0.06%、0.07%、 0.08%、0.09%、0.1%等。助排剂的质量百分比可以为0.2%、0.25%、0.3%等。

需要说明的是,本申请实施例提供的降阻剂可以为聚丙酰胺类降阻剂,溶液中的降阻剂聚合物分子抑制了湍流旋涡的产生,使脉动强度降低,减少了能量损失,使压裂液能很好的降低压裂施工管路摩阻。本申请实施例对降阻剂的种类不限于此。

需要说明的是,杀菌剂能有效地控制或杀死井内地层水中的微生物、细菌、真菌和藻类等。杀菌剂可以中止地层里厌氧菌的生长,许多地层就是因硫酸盐还原菌的生长而变酸,该菌产生硫化氢而使地层原油变酸。杀菌剂应加到压裂液中,既可保持压裂液表面的稳定性又能防止地层内细菌的生长。

作为一种示例,本申请实施例提供的杀菌剂可以为季铵盐类杀菌剂,重金属盐类离子带正电荷,易与带负电荷的菌体蛋白质结合,使蛋白质变性,有较强的杀菌作用,铜盐(硫酸铜)可以使细菌蛋白质分子变性,还可以和蛋白质分子结合,阻碍菌体吸收。

需要说明的是,助排剂是一种能帮助酸化、压裂等作业过程中的工作残液从地层返排的化学品。

作为一种示例,助排剂可以为非离子表面活性剂,例如,长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基酰胺和聚醚类等。本申请实施例对助排剂的种类不限于此。

可选地,步骤101包括:获取目标压裂液的加入总量,根据目标压裂液的加入总量得到固体添加剂的加入量。

需要说明的是,由于加入的压裂液的总量不同,进而导致加入的固体压裂液的含量会有所不同。当作业时所需的压裂液的总量减少时,固体添加剂的含量会相应的减少,避免由于固体添加剂加量过多而增加成本。当所需的压裂液总量较多时,就需要增加固体添加剂的含量,避免由于固体添加剂的含量较少导致压裂作业失败。

步骤102、根据固体添加剂的加入量加入固体添加剂。

需要说明的是,本申请实施例提供的方法中,将固体添加剂在容器中进行配制,使固体添加剂的各个组分之间混合均匀。

步骤103、通过风力输送方式将固体添加剂输送至机械输送入口。

需要说明的是,风力输送管道配置灵活,使制备工艺流程更合理;输送系统完全密闭,粉尘飞扬少,可实现环保要求;在输送过程中可同时实现多种操作过程,如混合、粉碎、分级、干燥、冷却、除尘等。可将由数点集中的物料送往一处或由一处送往分散的数点,并实现远距离操作。对于化学物质不稳定的物料,可以采用惰性气力输送。

本申请实施例中,采用风力输送,可以避免固体添加剂与管道等设备之间产生摩擦,提高输送的效率。

作为一种示例,本申请实施例提供的风力输送可以采用风力输送机完成固体添加剂的输送。

步骤104、通过机械输送方式将固体添加剂输送至混合器中。

风力输送具有输送量大,输送快的特点,但是由于风力输送过程会存在不稳定、输送量难以控制的现象,因此本申请实施例在固体添加剂输送至机械输送入口采用风力输送方式。当将固体添加剂输送至混合器中时采用机械输送的方式。

需要说明的是,机械输送是指采用输送机械以连续、均匀、稳定的输送方式,沿着一定的线路搬运或输送散状物料和成件物品。机械输送可以很好的控制固体添加剂的输送量。

因此,本申请实施例先通过风力输送的方式将固体添加剂输送到机械输送的入口,减少固体添加剂与机械设备之间的摩擦,提高输送效率;再通过机械输送的方式控制固体添加剂的含量。

需要说明的是,当将固体添加剂分别采用风力输送装置以及输送机械时,可以设置四根管线,第一根管线以及第一根备用管线的一端均与风力输送装置连接,另一端均与输送机械连接;第二根管线以及第二根管线备用的一端均与输送机械连接,另一端均与混合器连接。如此,可以保证当风力输送或者机械输送中的任一根管线发生故障,可以及时启用备用管线,保证作业的正常运转。

进一步地,步骤104中的固体添加剂只能通过输送机械输送至混合器中,而不能从混合器中倒流回输送机械中。相应的,可以在输送机械与混合器之间设置单向阀,以达到避免固体添加剂回流的目的。

可选地,步骤104包括:通过螺杆泵或齿轮泵将固体添加剂输送至混合器中。

可选地,步骤104包括:螺杆泵或齿轮泵以1Kg/min~10Kg/min的输送速率将固体添加剂输送至混合器中。

也就是说螺杆泵与齿轮泵运行的速率保持在1Kg/min~10Kg/min之间,当为0L/min时即螺杆泵与齿轮泵停止运行。

步骤105、获取液体添加剂的加入量。

需要说明的是,本申请实施例中液体添加剂可以选自助排剂、防膨剂、杀菌剂、破胶剂或粘度调节剂中的任一种。

作为一种示例,助排剂可以为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型、氧化胺型等非离子表面活性剂。本申请实施例对助排剂的种类不限于此。

防膨剂可以为有机阳离子聚合物,本申请实施例对有机阳离子聚合物的种类不做限定。破胶剂可以为过硫酸钾和过硫酸铵的混合物,本申请实施例对破胶剂的种类不限于此。

需要说明的是,液体添加剂的含量需要根据压裂液的总量进行确定。即要保证压裂液中的固体添加剂的含量与液体添加剂的含量相适配,保证压裂液的压裂效果。液体添加剂与固体添加剂的添加量根据作业需要进行确定,本申请实施例对其不做限定。

步骤106、根据液体添加剂的加入量向混合器中加入液体添加剂与固体添加剂进行混合,得到目标压裂液。

可选地,步骤106之前,该方法还包括:

获取液体添加剂的粘度,根据液体添加剂的粘度与液体添加剂的加入量向混合器中加入液体添加剂与固体添加剂进行混合,得到目标压裂液。

需要说明的是,液体添加剂的粘度影响着压裂液的流动性,因此,可以获取液体添加剂的粘度,当液体添加剂的粘度达到预设数值时再根据该粘度进行添加。

可选地,液体添加剂表观粘度小于10mPa.s时向混合器中加入液体添加剂与固体添加剂进行混合。

作为一种示例,可以采用粘度计测量液体添加剂的粘度。本申请实施例对获取液体添加剂粘度的方法不限于此。

可选地,在步骤106之后,方法还包括:以5m3/min~20m3/min的排量将目标压裂液注入作业油井中。

进一步地,液体添加剂、固体添加剂可以通过混砂车送入地面管线、进入井筒和储层完成压裂作业。

基于采用了上述配制方法,使得配制的压裂液可以满足5m3/min~20m3/min 压裂施工排量的需求;可以同时完成10种固体添加剂及其组合的连续混配。本申请实施例提供的方法还可以使固体添加剂的加注比例与设计误差小于等于2%;使固体添加剂溶解时间小于40秒,减少了固体添加剂的溶解时间。

需要说明的是,本申请实施例提供的方法中固体添加剂的含量以及液体添加剂的含量可以通过控制器控制进行加料。作为一种示例,可以通过控制器与盛放固体添加剂的装置以及盛放液体添加剂的装置连接,通过终端控制控制器的开关与闭合进而控制固体添加剂与液体添加剂的加量,实现自动加料。作为一种示例,终端可以为手机、电脑等,本申请实施例对终端的类型不限于此。

本申请实施例提供的压裂液配制方法,该方法成本低、操作方便、劳动强度低;配制的压裂液均匀、无鱼眼,满足压裂液连续混配的要求;且液体添加剂不会在管道中返回,配制过程中固体添加剂不堵塞输送管道,添加比例精度高。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

第一油井现场施工中固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.05%的降阻剂、0.05%的杀菌剂以及0.2%的助排剂,施工排量为15m3/min。

取50kg降阻剂,降阻剂的加注速度为7.5kg/min,同时将杀菌剂和助排剂分别装入液灌中,先通过风力输送将液罐中的固体添加剂输送至混砂车的螺杆泵的入口,再通过混砂车的螺杆泵将降阻剂、杀菌剂、助排剂以及液体添加剂按各组分的质量百分比加入混合器中混合均匀,然后出入井筒和地层。

现场测试、施工结果:压裂液配制均匀、无鱼眼,且施工降阻率为73%,满足压裂施工的要求。

实施例2

第二油井现场施工中固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.05%的降阻剂、0.05%的杀菌剂以及0.2%的助排剂,施工排量为8m3/min。

取50kg降阻剂,降阻剂的加注速度为4kg/min,同时将杀菌剂和助排剂分别装入液灌中,先通过风力输送将液罐中的固体添加剂输送至混砂车的螺杆泵的入口,再通过混砂车的螺杆泵将降阻剂、杀菌剂、助排剂以及液体添加剂按各组分的质量百分比加入混合器中混合均匀,然后出入井筒和地层。

现场测试、施工结果:压裂液配制均匀、无鱼眼,且施工降阻率为74%,满足压裂施工的要求。

实施例3

第三油井现场施工中固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.4%瓜胶、 0.3%杀菌剂、1%助排剂、0.5%粘土稳定剂、0.6%交联剂、0.2%破胶剂,施工排量为5m3/min。

取50kg降阻剂,降阻剂的加注速度为20kg/min,同时将杀菌剂和助排剂分别装入液灌中,先通过风力输送将液罐中的固体添加剂输送至混砂车的螺杆泵的入口,再通过混砂车的螺杆泵将降阻剂、杀菌剂、助排剂以及液体添加剂按各组分的质量百分比加入混合器中混合均匀,然后出入井筒和地层。

现场测试、施工结果:压裂液配制均匀,无鱼眼,压裂液的粘度为750mPa.s,满足压裂施工的要求。

实施例4

第四油井现场施工中固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.35%瓜胶、0.3%杀菌剂、1%助排剂、0.5%粘土稳定剂、0.6%交联剂、0.2%破胶剂,施工排量为3.5m3/min。

取50kg瓜胶,瓜胶的加注速度为13kg/min,同时将杀菌剂、助排剂、粘土稳定剂、交联剂及破胶剂分别装入液灌中,先通过风力输送将液罐中的固体添加剂输送至混砂车的螺杆泵的入口,再通过混砂车的螺杆泵将降阻剂、杀菌剂、助排剂以及液体添加剂按各组分的质量百分比加入混合器中混合均匀,然后出入井筒和地层。

现场测试、施工结果:压裂液配制均匀、无鱼眼,压裂液的粘度为695mPa.s,满足压裂施工的要求。

实施例5

第五油井现场施工中固体添加剂包括以下质量百分比的组分:0.4%瓜胶、0.3%杀菌剂、1%助排剂、0.5%粘土稳定剂、0.6%交联剂、0.2%破胶剂,施工排量为3.5m3/min。

取50kg瓜胶,瓜胶的加注速度为13kg/min,同时将杀菌剂、助排剂、粘土稳定剂、交联剂及破胶剂分别装入液灌中,先通过风力输送将液罐中的固体添加剂输送至混砂车的螺杆泵的入口,再通过混砂车的螺杆泵将降阻剂、杀菌剂、助排剂以及液体添加剂按各组分的质量百分比加入混合器中混合均匀,然后出入井筒和地层。

现场测试、施工结果:压裂液配制均匀、无鱼眼,压裂液的粘度为700mPa.s,满足压裂施工的要求。

以上所述仅为本发明的说明性实施例,并不用以限制本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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