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国内外压裂液体系研究与应用调研报告
发布时间：
2021-03-16
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二、混合压裂液与交联冻胶液压裂
进行压裂时,长而窄的裂缝比起短而宽的裂缝更适合Anadarko盆地的致密气层。在使用混合压裂液作业时,伴随降水阻前置液产生的初始裂缝为一条长而窄的裂缝。交联冻胶液将沿着最小阻力方向流动。裂缝的宽度和高度随交联冻胶液不断进入地层而不断增长,但是这个增长同常规交联冻胶液压裂作业时产生的宽度和高度增长并不一致。为了说明在裂缝几何尺寸上的不同,选用Meyers三维裂缝模型来模拟位于俄克拉荷马州Roger Mills镇3.66m Red Fork地层中的两条裂缝。 首先模拟的是使用151.4 m3液量, 4108×104kg支撑剂和排量为5.56 m3/min的常规交联冻胶液的压裂作业。使用的液体是3.59 kg/m3的交联冻胶瓜胶水。
基于裂缝每单位截止面积上2.44kg/m2的铺砂浓度,可以发现裂缝单翼几何尺寸理论上长213.1 m,高35.1 m,平均缝宽2.17 mm。 另外,也模拟了混合压裂液作业,它使用151.4 m3降阻水前置液代替前面使用的22.7 m3, 其余的液体及泵注程序同以前的一样。使用同上面相同的截止原则,裂缝几何尺寸理论上长 238.7 m,高30.8 m,平均缝宽2.02 mm。 经过比较,混合压裂液设计产生的支撑裂缝缝长要比交联冻胶液设计长25.6 m,这对采用小井距的低渗透地层是合适的。混合压裂液的支撑缝高要比交联冻胶液小4.27 m,这将有助于减少压裂液和支撑剂在非生产层的浪费。根据裂缝内平均支撑宽度,交联冻胶液设计比混合液压裂要宽0.13mm或者高6.9%。但是产层外的支撑缝宽是不需要的。对比产层内的平均支撑宽度,可以发现混合压裂液比交联冻胶设计要宽0.52 mm或高3.6%。 相对于常规交联冻胶瓜胶液设计,混合液压裂的另一个优点涉及到交联冻胶液组成。
稠化水压裂前置液产生的冷却效应考虑了更低的化学剂用量,包括聚合物基液、pH调节剂和交联剂,减少这些化学品可以使交联冻胶液破胶更有效。该地区通常的做法就是使用一种称为“强制闭合”的技术,它指在压裂增产作业后几乎立刻返排,允许地层更快地在支撑剂上闭合。泵入的液体迅速破胶可以避免支撑剂回流。进一步说,改进的液体破胶和更低的聚合物用量结合在一起有助于降低聚合物对地层的潜在伤害。 化学剂用量的减少可以节省相当大的费用。在Roger Mills镇的一次作业中节省化学药品费用38.8%。如果可以降低破胶剂的使用量,那么将节省更大的费用。
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