页岩油储层CO_(2)前置蓄能对压裂液返排效率影响规律

CO_(2)前置蓄能压裂具有增能效果好、返排速度快、储层伤害小等优势,是一种极具前景的储层改造措施。利用数值模拟方法考察了储层参数(毛细管压力、基质渗透率)和工程参数(焖井压力、焖井时间、返排速度和返排压力)对页岩油储层CO_(2)前置蓄能压裂返排效果的影响规律,分析了各参数对压裂液返排效率的影响机制。结果表明,储层渗透率和毛管力越低,压裂液返排阻力越大,返排率越低;渗透率对CO_(2)蓄能效果的影响更为显著,毛管力对压裂液返排速度的影响很小。工程因素主要通过对CO_(2)的有效蓄能和液体压裂液因渗吸、滤失等原因滞留来影响返排效果。优化的返排参数范围内,压裂液返排率提升超过5%,原油采收率提升超过7%。在该制度下CO_(2)前置蓄能不仅可以为储层提供充足的返排和生产动力,还可以提高孔隙动用范围,提高原油采收率。

致密砂岩气藏压裂液高效返排技术

压后返排是水力压裂作业的重要环节,低渗致密油气藏压裂液的高效返排,是保证压裂效果的关键所在,直接影响压裂改造的效果。通过低渗致密油气藏压裂液返排机理的研究,分析了影响压后压裂液返排的影响因素除了基本地质特征外,主要有压裂液的水锁伤害、启动压力的和返排压差。在此基础上,通过研究,提出了低渗致密油气藏压后高效返排的技术对策,即,以高效返排压裂液和压裂液强化破胶为技术核心,以纤维加砂、液氮伴注、工艺优化和压后返排控制为关键技术,实现低渗致密油气藏压裂后压裂液高效返排。高效返排工艺技术在川西致密气藏应用效果良好,大大地缩短了返排时间,提高了压裂液的返排率和返排效率,有效的降低了压裂液对储层的伤害,保证了压裂改造的效果。

页岩气开发中的水环境保护问题

页岩气作为一种非常规天然气在世界能源格局中的地位正变得日益重要。美国是开发页岩气获得成功的国家。介绍了美国环境管理法规的缺失情况,分析了页岩气开发水环境管理的特点,综述了产出水的处理方式,可为国内页岩气的开发提供借鉴。

煤层气压裂返排过程中煤粉产出规律实验研究

煤层气压裂返排过程中产出的煤粉影响煤层气解吸运移,易造成煤层渗透率的永久伤害,降低气井产气量。采用自主研发的压裂液裂缝返排实验装置,模拟一定煤粉粒径配比关系下,采用不同的排采制度和不同外加液体,研究裂缝中煤粉的运移规律,测定煤粉和支撑剂被携带出的临界流量和煤粉返排效率,揭示煤粉运移与流体流速、外加液体关系的变化规律。研究表明:清水不能润湿煤粉,煤粉悬浮剂能较好润湿煤粉;煤粉含量越大,流出率越低;煤粉流出量随时间变化满足幂函数递减规律;变排量排采可以增大煤粉的返排效率。

凝析气藏压裂返排参数对气井产能的影响

为了确定低渗透凝析气藏压裂后的最佳返排速率,首先建立压裂返排物理模型,然后通过保角变换,将压裂后形成的椭圆形流动区域转化为圆形流动区域,利用平面径向流产能公式确定压裂后气井的产能。利用该产能模型进行实例分析,发现凝析气藏压裂返排速率影响气井的产能,返排速率过快或过慢都会降低气井的产能。中原油田白庙断块沙三中亚段以100m3/d左右的初始返排速率返排,压裂后将获得最高产能15 000m3/d。

智能返排液处理撬PLC控制系统的研究

针对油田压裂返排液成分复杂、聚合物含量高、含油泥、水质变化幅度大、药剂添加精度难控制、检测仪表数据不稳定等特点,采用滤波技术、均值化处理技术对在线传感器信号进行模/数转换处理.考虑返排液系统内部各个在线检测仪表与动力设备之间不能实现直接通信和控制,且内部各点数据不能共享、存储等特性,提出基于PLC技术的智能控制系统.系统引入了人机操作界面和上位机系统平台,实现了对药剂添加、液位控制以及污泥处理工艺过程的自动控制和数据管理.试验结果表明了PLC技术应用于油田压裂返排液处理过程的可行性,其必将成为行业发展的方向.

压裂井高效返排技术的完善及应用

川西气藏具有低渗、致密、压力低的特点,常规压裂后返排时间长,返排率通常较低,势必要求加快排液速度,降低对储层的伤害。通过多年的探索和研究,发展了一套高效返排技术:液氮助排+纤维防砂+优化放喷技术,探讨了液氮降滤、助排-纤维固砂和携砂的机理,优化了液氮加量、纤维加量和放喷油嘴尺寸,并对液氮的加入方法进行了优化研究,完善了该套返排技术。在川西进行了6口井现场应用,施工成功率100%,24h内返排率均达到68%以上,返排中未见出砂现象,增产效果显著。该技术的完善和应用,为同类气藏的高效开发提供了很好的思路。

快速培养好氧颗粒污泥处理页岩气压裂返排液

为高效环保的处理页岩气开发过程中产生的大量压裂返排液,在序批式反应器(SBR)中以实际页岩气压裂返排液为进水废液,CH3COONa为碳源,NH4 C1为氮源,接种上流式厌氧污泥床反应器(UASB)中厌氧颗粒污泥,在好氧曝气条件下运行.厌氧颗粒污泥通过厌氧颗粒污泥驯化、好氧颗粒污泥转化、好氧颗粒污泥成熟3个阶段完成了好氧颗粒污泥的转变,转变过程可大幅缩短至24 d.最终形成的好氧颗粒污泥形态、大小稳定,平均粒径3.6 mm,MLVSS/MLSS为0.82,SVI为30 mL/g.成熟后的好氧颗粒污泥处理页岩气压裂返排液,化学需氧量(COD)去除率稳定在70% ~80%;悬浮固体(SS)去除率稳定在85%以上;总铁去除率稳定在90%以上,表现出优良的处理效果.

凝析气藏压裂返排过程中液锁对产能的影响

在对低渗透凝析气藏采取压裂措施时,压裂后的返排过程影响到液锁对地层的伤害程度。建立了凝析气藏压裂后返排模型和凝析气藏压裂后的产能模型,利用该返排模型可以确定出压裂返排过程中裂缝和地层内的压力分布,结合产能模型可以确定出不同返排速度时两种液锁现象对产能的影响。同时结合实例分析了返排速度对产能的影响,为优化凝析气藏压裂后的返排过程提供了理论依据。

气井压后测试制度动态优选技术及应用

以川西致密低渗气藏为研究对象,通过对压裂液滤失、返排规律研究,支撑剂回流、沉降规律及求产期间支撑剂回流规律研究,提出气井压后测试制度应根据不同阶段进行动态优化的设计思路,给出相关计算公式,以新场气田为例,进行了实例计算。计算结果与实际吻合,为压后测试制度优选提供了理论基础。

胍胶压裂返排液固液分离试验

胍胶压裂返排液具有高黏度、难固液分离的特征。强化该类废液的固液分离效果是开展深度处理的前提，去除废液中泥砂、岩屑、胍胶残渣等颗粒物，可确保处理后水水质达到再利用要求。通过室内试验得出影响该类废液固液分离效率的主要因素，包括废液黏度、颗粒物密度、粒径及混凝效果，并就延时混凝技术强化固液分离效果进行了试验研究。采用延时混凝形成的絮体粒径较常规絮凝物增加0．7～1．8mm，絮凝物沉淀速率由常规的18mm／s增加至25mm／s，该试验研究为胍胶压裂返排液处理设备优化设计提供了技术依据。

压裂返排液处理系统降污方案设计

泌页HF1井是河南油田承钻的中国石化第一口页岩油气水平井,为避免压裂返排液对环境造成污染同时又不加大联合站正常的污水处理系统负荷,单独对其进行了处理。处理方案设计为：＂500 m3接收池＋处理撬块一（聚结斜板沉降罐）＋处理撬块二（过滤装置）＋200 m3玻璃钢储水罐＋增压泵提升＂处理工艺,处理规模为500 m3/d。设计出水水质为：p H值：6~7,含油≤10 mg/L,悬浮物≤10 mg/L。该方案储水设施密闭,有利于处理后污水水质的稳定。实践表明：污水处理后全部用于回注或集中处理,不再外排;污油全部作为商品油回收;污泥收集后进行集中处理。通过采取上述措施,各类污染物均满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》要求。

沁水盆地高阶煤层气压裂工艺反思与技术改进试验研究

煤层气单井产量是制约煤层气产业发展的瓶颈问题,压裂改造是提高煤层气单井产量的措施之一。本文总结了沁水盆地高阶煤层气压裂工艺近年以来的应用情况,反思了压裂效果差异后面隐藏的问题,探讨了压裂改造过程中外来水对煤层气储层的影响,针对活性水压裂工艺在低渗透煤储层应用中的不足,提出了降低水伤害提高压裂改造效果的一整套压裂工艺技术改进思路,通过开展先导试验取得了突出成效,初步形成了"低前置比、快速返排"压裂工艺。

气液比对压裂返排液旋流除砂器性能的影响

水力旋流器已被应用于压裂返排液除砂,为了提高其分离性能,基于Fluent软件模拟和实验,研究了不同入口气液比(GLR)下水力旋流器的空气柱直径、压力与速度分布及分离效率,总结了入口GLR对水力旋流器分离性能的影响规律,并确定了最佳入口GLR范围。研究结果表明:①物料不含气体时,底流口与溢流口负压区将外界气体吸入内流场形成空气柱,当物料中含有气体时,空气柱中绝大部分气体来自溢流口与底流口,并且最终通过溢流口排出;②随着气液比升高,壁面处压力、底流压差及溢流压差均呈现非线性增长的趋势;③随着气液比升高,切向速度增大,却减小了较小气液比(10%~20%)下的组合涡流场指数;④随着气液比升高,轴向速度不断增大,然而过高的气液比(GLR>40%)却增加了流场的不稳定性;⑤气液比的升高提高了水力旋流器的除砂效率并减小了切割粒径,当GLR<30%时组合涡流场指数较小且分离效率较低,GLR>40%时能量损耗较大,确定出最佳GLR区间介于30%~40%。结论认为,该研究成果可以为水力旋流器的优化设计提供参考。

鄂尔多斯盆地东部气井压裂液氮伴注比例优化研究

提高返排液效率,减少压裂液对地层的伤害,是压裂技术面临的重要课题。通过对鄂尔多斯盆地气井排液现状分析,结合管柱结构,开展井筒持续排液条件研究。当井深2 500 m时,必须满足井底液柱压力≤15.68 MPa,或平均气液混相密度≤0.61 g/cm^3。建立液氮比例运算模型,计算得出当液氮伴注比例≥6%时,井筒可实现自主持续排液。现场试验表明,调整液氮伴注比例后,一次喷通率提高69%,返排率提高19%,试气产量也随液氮比例呈现较好正相关性。

液氮助排在延长气田应用研究

液氮助排是在气藏地层压裂后或者开发中后期过程中一项重要采气工艺,液氮助排可及时排除压裂后井底未及时排出的压裂液,提高压裂液的返排率,降低压裂液对地层和填充裂缝伤害,缩短作业周期,提高气井产量;另外气田开发中后期产生井筒积液会导致气井产量下降甚至停产,及时排出积液,可以提高单井产量,延长生产寿命。

气井残酸返排规律研究——以普光气田为例

针对普光气田主体生产井,在分析储层岩性及酸化压裂液基础上,对返排液离子浓度变化规律和生产液气比变化情况进行分析,总结出了残酸返排规律,提出了判别残酸返排基本结束的判别值,这对掌握气井残酸返排情况,为分酸分离器的轮换使用提供了及时可靠的依据,加快了气田生产运行效率,同时可指导新区块气井生产。

某油田压裂返排液混凝——氧化处理研究

以某油田压裂返排液为研究对象,针对其特点,采用"PAC(聚合氯化铝)混凝—次氯酸钠氧化"处理方法,通过考查出水的COD降解情况,确定"混凝—氧化"试验的最佳条件,最终使得压裂返排液COD由343.2 mg/L降低至90.7 mg/L,COD去除率达到74.6%,低于当地排放标准(100mg/L)。

压裂助排工艺优化设计研究

如何提高返排率、减少压裂液对地层的伤害,实现人工裂缝高导流能力,已经成为油气藏增产改造技术面临的重要课题。通过分析氮气、CO2的物理化学特性,研究了液氮、CO2的助排机理,建立气体伴注排液模型,编制了气体伴注设计软件,对影响压裂井气体伴注效果的因素进行了研究,并对助排工艺参数进行了优化设计。结果表明,随着井深增加和压力梯度的降低,液氮伴注比和氮气伴注排量略有增大;井深每增加100 m,液氮伴注比增加约0.3%;压力梯度每增加0.01 MPa/m,液氮伴注比降低约0.6%。随着泵注排量的增加,液氮伴注比增大。井底压力的变化幅度与井口注入压力的变化幅度基本相同;井口注入压力每增加5 MPa,井底压力也增加约5 MPa。随注入流量的增加,井筒压力逐渐减小;注入流量每增加0.5 m3/min,井底压力降低约1.75 MPa。对胜利油田某井进行液氮助排参数优化设计,压裂液返排率达到90%,压裂井产量增加了2.7倍,表明所建立的数学模型准确可靠,可以用于指导油田现场施工。

可回收聚合物压裂液体系及其性能研究

为建立压裂返排液的重复利用技术,以聚合物(部分水解聚丙烯酰胺)、助排剂(氟碳表面活性剂)、黏土稳定剂(小分子阳离子聚合物)和有机金属交联剂为原料制得一种可由压裂液返排液配制的可回收压裂液体系,比较了用清水和破胶液(模拟现场返排液)配制的压裂液的各项性能。结果表明,部分水解聚丙烯酰胺在水中溶解迅速,可以满足现场连续混配施工;用清水配制的压裂液耐温(105℃)耐剪切性和剪切恢复性较好,常温下的黏度损失率为57%;压裂液弹性良好;同条件下与清水相比压裂液摩阻降低率大于40%;压裂液在95℃下可彻底破胶,破胶液黏度小于5 mPa·s,残渣含量为11.7 mg/L,对岩心基质渗透率的损害率为10.94%。在破胶液中添加0.12%稳定剂即可作为配液水重复利用,破胶液配制压裂液的各项性能与清水配制压裂液的相当,可以满足现场压裂施工的需求。