二、室内实验结果
图 2 为胍胶 压裂液 ( 511 s- 1, 0. 107 Pa# s) 和 CFF 清 洁 压 裂 ( 液 稠 化 剂 CFF 的 质 量 含 量 为
收稿日期: 2009- 04- 17; 修回日期: 2009 - 08 - 30 作者简介: 刘通义 ( 1964- ) , 高级工程师, 博士, 油气藏改造专业。地址: ( 610500) 四川省成都市新都区 新都大道 8号西 南石油大学研发 楼 1705 室, 电话: 028- 83032595。
一、试验装置与方法
自制多相流试验回路的原理图如图 1。实验段 包括裂缝实验段和圆管实验段两部分。本实验以圆 管实验段为主要研究对象, 裂缝实验段为辅助部分, 用于对比圆管阻力与矩形裂缝阻力的差异。
实验采用水力压裂模型预测的典型裂缝宽度作 为设计裂缝试验段几何尺寸的依据, 实验选定缝宽 为 8 mm。圆 管试验 段为内 径 35 mm 的 有机 玻璃 管。试验的压裂液由单螺杆泵输送, 流量大小由变 频器控制。计算所需的压力、温度与摩擦阻力分别 由压力计、温度计与差压变送器测量 [ 2] 。
水对比的降阻率, 并且这种计算结果是一个保守数
据, 但是卡封压裂由于无法测定井底压力不能计算
压裂管路的总摩阻, 只能定性观察摩阻性能。
卫侧 214井位于卫城油田卫 81块, 原生产层位
为沙四 4- 5, 由于产能低, 补孔沙四 3 砂组进行压 裂改造, 井段 2 719. 8~ 2741. 3 m, 14. 9m /5n。最大
Pf = Pt - P a
( 1)
G= ( 1- Pf ) @ 100%
( 2)
Pf, w
式中: Pf ) 管路总摩阻, M Pa;
Pa ) 套压 ( 环空压力 ) , M Pa;
Pt ) 油管压力, MP a;
Pf, w ) 清水摩阻, M Pa;
G) 降阻率, % 。
因此, 可通过观测施工中油压和套压数据由式 ( 1) 计算管路总摩阻, 由式 ( 2) 计算清洁压裂液与清
( 2)在室内设计的流动回路中进行了胍胶压裂 和 CFF系例清洁压裂液的摩阻性能对比实验, 结果 表明, 随着流速的增加, 液体的摩阻系数降低的趋势 远大于常规的胍胶压裂液。
( 3)现场施工试验 表明, CFF 系列清洁 压裂液 摩阻很低, 其降阻率可达 78% , 大 大超过目前普通 胍胶 /改性胍交压裂液的降阻率, 从而显著降低了施 工泵压, 提高了设备效率。
参考文献
[ 1] 罗平亚, 郭拥军, 刘通义, 一种新型压裂液 [ J]. 石油与 天然气地质, 2007, 28( 4): 511- 515.
[ 2] 刘通义, 刘磊. CO 2泡沫压裂液在裂缝中的两 相流动研 究 [ J]. 钻井液与完井液, 2006, 23( 1): 55- 57.
[ 3] 刘通义. 新 型抗高温清洁压裂液研究 [ D ]. 西 南石油大 学博士论文, 2005: 71- 73. (编辑: 包丽屏 )
A dd: No. 168, Section 1, Sh iyou Road, Longch ang C oun ty 642150, S ichuan Prov ince, P. R. Ch ina
Te:l 86- 832- 3918435 E- m a i:l wuyuexian2005@ 163. com
图 3表明, 开始泵注不含稠化剂的 活性水 ( 清 水 ) 总摩阻为 49. 0 MP a, 之后改为 CFF 清洁压裂液, 压力开始剧烈下降, 直到压裂液过喇叭口后进入孔 眼时, 油 管压力 下降 才 停止, 其 总摩 阻仅 为 10. 8 M Pa, 降阻率达到 78. 0 % , 具有十分优良的降摩阻 特性。
66. 5 M Pa, 加砂压力 24. 1M P a, 排量 3. 8 m3 /m in, 停 泵压力 14. 1 M Pa, 施工曲线如图 3。
三、施工试验
为了验证 CFF 系列清洁压裂液的摩阻特性, 进
行了十余口井的压裂施工, 采用了油管注入和卡封
压裂两种方式。假设忽略油管喇叭口至孔眼段的摩
阻, 管路总摩阻及降阻率分别为:
K ey w ords: xanthan gum, ch aracteristics, function, eng ineering technology, case analysis, technology innovation
LU Yuex ian ( senior eng in eer ), born in 1945, graduated from Chengdu G eological In stitu te in 1970, is engaged in the research on fractu re ac id iz ing.
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采
工
艺
DR ILL ING & PRODU CT ION TECHNO LOGY
2009年 9月 Sep. 2009
0. 50% ) 的达西 - 韦氏摩擦阻力系数与流速的关系 实验图。图 2表明, 尽管胍胶压裂液与 CFF 清洁压 裂液的流动阻力随流速的增加而降低, 但 CFF 清洁 压裂液的摩阻曲线位于胍胶压裂液摩阻曲线之下, 即在相同流速的情况下, CFF 清洁压裂液具有更低 的摩阻 [ 3] 。
于深井压裂、小管柱压裂施工中降低摩阻减轻设备负荷, 提高压裂水马力具有重要意义。
关键词: 流动回路; 清洁压裂液; 摩阻 系数
中图分类号: TE
文献标识码: A
DO I: 10. 3969 / .j issn. 1006 - 768X. 2009. 05. 029
压裂液的功能是在地面泵注设备的作用下将 支撑剂携带进入裂缝, 应该具有携带能力强、性能稳 定、低摩阻、低伤害、经济、安全等特点。对于浅井压 裂, 摩阻问题不是首要的, 但是, 对于深井压裂、采用 小尺寸管柱压裂, 压裂液的摩阻将会对压裂施工产 生严重影响, 有的甚至会关系到施工的成败。
摘 要: 在流动回路中研究 了清洁压裂液的摩阻特性, 对比了不同流速下胍胶压 裂液和 CFF 清洁 压裂液的摩
阻系数。在相同流速下, CFF清洁压裂液比胍 胶压裂液有更低的达西 - 韦氏摩 擦系数。经过 十余口井 的现场施工
试验验证数据表明, CFF清洁压裂的 确具有十分优良的降摩阻 性能, 其降阻率 可达 78% 以上。这种 独特的 性能对
聚合物及交联的聚合物压裂液技术为水力压裂 的发展具有巨大的推动作用。交联的聚合物冻胶的 摩阻性能要受到排量、黏弹性、交联速度、物理化学 环境等许多因素的影响, 降阻特性很难令人满意, 降 低了设备效率。同时由于管路高剪切, 还将导致聚 合物分子链部分断裂, 影响液体的携砂性能。目前 普通交联胍胶 /改性胍交压裂液的降阻率只能达到 25% ~ 35% , 甚至更低, 使压裂施工质量受到严重影 响。
从 2005年至 2007年, 在中原油田使用 CFF 系 例清洁压裂液进行了十余口井的试验施工, 均显示 了优良的降摩阻特性, 提高了压裂设备的使用效率。
四、结论
( 1)研究了一种新的 / 可逆结构溶液 0 ( CFF ), 该溶液是一种可逆结构流体, 具有很好的剪切稀释 特性, 对于降低摩阻具有重要意义。是解决压裂液 降低摩阻问题的一条新的有效途径 [ 1] 。
A bs tract: Th e b enton ite has m any advan tages, such as good adsorbab ility, n ice cation comm utativity, large specific surface area, cheap p rice, abundan t resources and so on. Th erefore, th e developm en t and app lication of the ben tonite in env ironm en tal protection are very im portan .t Th e article in trodu ced the m echan ism and th e m ethod s of the ( C a) b enton ite mod ified by th e sod ium sal.t By tak ing the ben ton ite from W e ifang C ity as m ateria,l the ( Na ) ben ton ite has been synthes ized in d ifferen t cond ition s, and th en th e best mod ified cond itions h ave b een found by s tudying on the influen cing factors of th e p reparation by sod ium sal.t The resu lt of the experim en t ind icated tha,t th e cation exchange capacity and the expan sion capacity of (N a) ben ton ite w ere more than those o f ( Ca) ben ton ite. On the basis of the research, th e organ ic mod ify of the ( Na) ben ton ite cou ld be carried ou .t A t the sam e tim e, th e research on d eve-l opm en t of th e organoben ton ite and treating the oil con tain ing w astew ater by organ ic ben ton ite cou ld also b e carried th rough.