用气田产出地层水配制水基压裂液的研究.pdf

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石油与天然气化工
CHEMICAL ENGINEERING OF OIL GAS
用气田产出地层水配制水基压裂液的研究
谭佳陈智哞李洪波李莎莎杨丽牛静
中石化西南油气分公詞工程技术研究院油化研究所)
摘要为了解决川西气田产出的大量地层水,缓解因压裂施工力度加大带来的现场找水用
水紧张问题,本试验对应用地层水配制压裂液进行了研究。在分析川西气田地层水水质的基础上,
完成了地层水水质对压裂液性能的影响实验、地层水与压烈液添加剂的配伍性实验及用地层水所
配制压裂液性能的评价实验。实验结果表明,地层水与压裂液添加剂配伍性较好;配制的地层水压
裂液在65℃、170s条件下剪切120min,粘度保持在257mPa?s左右;滤失性能满足水基冻肢
压裂液滤失系数指标;携砂性能良好,能彻底破胶,对储层伤害小、满足施工要求。
关键词川画气田地层水压裂液性能
D(I:10.3969/j.issn.1007-3426.2009.06.016
前川西气H压製施1.存在的间题主要有两个
悬漻固相粒径分布
方面:一方面足随着压裂施力度的増加,现场找水
采激光粒度仪 Mastersizer201(测定过滤前
用水紧张;另ー方面是气田产出大最的地层水,水质后地层水中悬浮間相粒径分布,结果见图1、图2
复杂(含多种金属阳离子、氯化物、悬浮物等,矿化度
高),直接外排会造成环境污染。为∫解决压裂施
6
用水不足,保护坏境,维持气田的可持续发,开
4
了用气出产出地层水配制水基压裂液的研究
101001000300
1川西气田地层水水质分析
ー新2井地层水(平均),208年3月26日16:05:17
地层水分离站地层水(平均),208年3月26E16:43:20
根燸川西气出地层水相关资料调研,对产水量
图1过滤前新2井(左)、新3并(中)
较大的新2井、新3井和各气井输气站的混合地层
分离站地层水(右)粒径分布
水即分离站地层水的pH值、Cl~含量、悬浮個相粒
径分布和焫蚀性能进行了分析。
1.1pH值
2
采用SG2型pH计,对地层水的pH值进行测
1010010003000
粒径,μm
定:新2井的为6.9,新3并的为6.1?分离站地层水
进法
地层水(平均),2008年3月26日16:05:1
后新2井地层水(平均),2008年3月26日16:11:56
的为6.7,地层水偏弱酸性
图2过滤前后新2井地层水粒径分布
2氯离子含量
根据SY/T5523一2006《油田水分析方法》标
由图1图2可知悬浮固相粒径人小顺序为:
,测定地层水中的CL含量:新2井的为327mg/新2井べ新3井べ分离站地层水。山上述实验结果
新3井的为5210mg/L,分离站地层水的为可知,过港前后新2井地层水悬浮固相粒径分布几
15453mg/L。
求没有发生变化,滤液澤浊,与过滤前一样。新3
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第38卷第6期
用气田产出地层水配制水基压裂液的研究
井、分离站地层水滤液中悬浮固相粒径分布与背景
山表2可知,山于分离站地层水压裂液基液的
值蒸馏水中悬浮固相粒径分布一样,实验尢法测出pH值偏低,交联效果差,故需要先州Na()调
数据曲线。
pH值,Na()H加量为0.12%时pH值为9,达到常
1腐蚀性能
规压裂液基液pHI值为8~9的要求。
根据SY/T5273-2000《油田采出水用缓蚀剂
调节pl值后的分离站地层水压裂液配方基
性能评价方法标准,采用“挂片重法”测定地层性能如表3
水和自米水在常正静态条件下对N80钢片的腐
寢3:分地水液配方啦
速率,实验鉗果见表
基液応方2KCL+0.12%瓜胶0.3%FK210.5TK5
0.5%FK-120.12%NaO)H十50mg/!过硫酸铵
表]自来水地廖水对钢片的蚀速率对比
基液pH
林度,mPa:s
验温度,で
实验にガ,MIa常压
交联体系
退交联K4B:FK
实:验时间
片类型
N
交联时间
起,3'40"交联
蚀速率,/(e?b)(来水
分离站地层水
采用M5500型高温高压流变仪测定配方流变
由表1可知,C含量最扁的分离站地层水性能实验结果如图3。
钢片的腐蚀速率略小于自来水对钢片的腐蚀速率。
因此,可忽略地层水对的腐蚀
一粘度,mPas60
温度,℃
地层水与压袈液漆加剂的配位性
00
200
地尽水与裂液各种添加剂是否配伍影响倒压
80100120
裂液的质量和压裂效果。地层水山于本身水质的特
殊性,在吒制压裂液时,必须考察它与压裂液各种添
图3分离站地层水压製液65℃、170S“流变曲线
加剂的配伍性。结合川西现场压裂液添加剂使用情
况,选用胍胶作为稠化剂,父交联体系和其它添加剂选
由上述实验结果可知,分离站地层水压裂液在
5℃、170s条件下剪切120min,粘度还保持在
择FK系列,65℃配方为:2%KCl-(.42%胍胶
0.3%FK-2+0.5%FK-5+0.5%FK12+0.3%257mPa?s左右,远远大j80mPa?s,满足施
?压裂液沇变性能的要求
Na2CO)3+50mg/I-过硫酸铵;交联剂:FK-4B
10:3,0.4%、采用该配方配制的地层水3.2失性能
压裂液泺胶均匀,粘弹性好,可挑挂,放罾24h无沉
采用(FI170-50-1高温高压动态失水仪测定
淀和分层现象,说明添加剂与地层水配伍性良好
地层水压裂液在65℃、3.5MPa条件下的动态累积
滤失量,实验结果如图4
3地层水压裂液性能
3.1流变性能
20y=3.9886x-1.0267
采用分离站地层水配制压裂液?配方基本性能
R2-0.9969
如表
10
2分高革地水压裂液配方性能
基液配方2%KCァ0.42%腿胶1の.3FK2+0.5%FK-5ー
时间平方根,min
为FK1210.3%NaC(2:15Umg/1.过硫酸铵
图4累计失量与时间平方棖关系曲线
棊液p值
基液粘度,mPa?s
联体系
延迟交联FK-4B:FK-4A=10:3,0.4
由图4可知,紫计滤失量与时间平方根成线性
联性能
成的冻胶稀,可以挑
关系,受滤饼控制的滤尖系数C、滤失速度和初