石油压裂液高效配制技术研究

吴刚（中石化江汉油田分公司井下作业处特车大队， 湖北 潜江 433100）

石油压裂液高效配制技术研究

吴刚（中石化江汉油田分公司井下作业处特车大队， 湖北 潜江 433100）

目前，在各国得到大范围使用的压裂液体一般有四种：水基压裂液、泡沫压裂液、油基压裂液和乳化压裂液。伴随着石油产业研究人员的深入研制，压裂液化学正逐渐成为油井开发中的重要增产方法。为此，本文对高效配液技术进行了相关研究，以期在业内进行推广。

石油压裂液；高效配制技术；研究

0 引言

压裂液对于原油开发非常重要，在油井增产过程中，压裂技术逐渐被大范围使用，然而，压裂液也有一些劣势，如破胶存在较大的难度，容易对环境造成污染，抗温抗盐的效果较差等。所以，针对以上问题以及压裂地层深度和温度的增加，压裂液配制逐渐得到越来越多的人的关注。因此，高效压裂液配置技术应运而生。

1 高效配液技术

高效配液技术有两个特征，一个是压裂液质量要足够好，另一个是配液速度要有保障。配液效率的提高一般有两种方法，一种是提高基液黏度释放速度，另一种是提高发液速度。在我国，如果还是依旧从配液站向施工现场运送压裂基液，远不能跟上时代的步伐。因此，高效率配液技术是大势所趋。

1.1 清水与稠化剂均匀混合技术

压裂液的主要组成物是工艺上稠化剂、水等。“鱼眼”，是悬浮在基液中的水包粉团，它不但可以减小基液的黏度，还能达到地层之后防止压裂裂缝的导流。所以，基液的质量评判的一个标准就是：“有无鱼眼”。对于压裂液稠剂的选择，一般来讲可选瓜尔胶粉和衍生瓜尔胶粉，这些稠剂的化学成分是半乳甘露聚糖，它的特性是可以在水里溶解，并最后得到高黏度胶液。通过分析稠化剂的特点，一般可从两个角度来考虑水粉混合形式和胶粉输送流态。

目前，一般可使用负压抽吸方式对水粉混合结构中的清水和稠化剂粉进行混合。通过分析混合结构，可发现，它们的原理差不多是一样的。一旦清水由进水管到达混合区，过流截面积的减小和混合区内的水流速度的增加，都会使本区域压力水头降低，从而使压力能转变成动能。如果水流速度达到一定程度，环境大气压高于混合区压力，进而形成真空。通过负压作用，胶粉通过进粉管被抽吸到混合区与清水混合。两种混合机构的不同之处是中央进粉型结构通道阻力小。进粉管与混合区之间的环向间隙一般较小，进水管终端如果沾水，侧面进粉型结构形成粉团的几率大大增加，环向进粉间隙很有可能会被堵塞。中央进粉型结构受到进粉管前端锥角的作用，水流流向混合区，胶粉是沿着粉管轴线直接到达混合区，胶粉进粉通道阻力较小，形成胶粉团堵塞的几率大大减小。因此，新型水粉混合器通常使用中央进粉型结构。如果能对中央进粉型混合器进行一定的改进，就能得到效果更佳的水粉混合器结构，这种结构不仅容易调节，而且清理便捷，最重要的是不容易堵塞。

2 自动配液技术

2.1 自动配液技术中的工艺流程

由高效配液技术特点可知，在进行自动配液时，水与胶粉配制而成的基液通过增黏装置达到一定的要求，然后才到达特定的配液池。在基液中添加固体添加剂，并经由计量泵把液体添加剂投入到配液池中。在配液池中，通过搅拌装置将材料做成混合液，最终经由发液泵朝外发出。配制过程中，添加剂通过计量装置添加进去。这样才能保障原材料添加精度以及压裂液的质量。

2.2 自动配液系统设计

在自动配液系统中，其核心控制单元是可编程控制器PLC，使用者可以借助触摸屏来对水粉比和配液量等参数进行控制，最后得到各原料的理论添加量。与此同时，通过一些计量仪器可以将添加量的实际值返回PLC，通过PLC，可对误差作进一步核对和计算，最后得到配液的正确指令。通过这个系统，不但可以实现配液，还能对流程和环境进行监测。而且，在配液时，PLC对各个配液设备的开始和启动状态进行控制，进而确保配液作业按照预定流程进行。借助该系统可对配液站内的各个设备运行状态进行监测，并且掌握站外罐车和发液情况。

3 结语

随着科学技术和石油产业的迅猛发展，我国相关研究人员针对压裂液配置技术的研究也推进到了一个更高的层次，研究成果颇多。当前，压裂液的主要研究方向是残余压裂液对地层伤害最小化，油井污染最小化，原油增产最大化。现在，各类压裂液门类齐全，并且在各种环境中得到了大范围推广。然而，由于没有对环境保护引起重视，只顾追求经济效益的现象频发。所以，我们对于压裂液体系的研究还应进一步加强。

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