压裂返排液回用减阻剂

『壹』 增产措施

酸化主要是人工向地层注入酸液,依靠其化学溶蚀作用提高储层渗透性能的一项增产措施,主要用于石油井开采和地热资源开发中。酸化有两种类型:一类是注酸压力低于地层破裂压力的常规酸化或孔隙酸化,这时酸液主要发挥其化学溶蚀作用,扩大与之接触岩石的孔、缝、洞;另一类是注酸压力高于储层破裂压力的酸化压裂,这时酸液将发挥化学作用和水力作用来扩大、延伸、压开和沟通主裂缝,形成延伸远、流动能力强的渗流通道。

以下为酸化作业常用术语。

前置液:在酸化压裂中有3个重要的作用:①注入非活性流体前置液,可保证后续的泵注在可接受的排量和压力下进行;②可去除近井区域的油,并使矿物和伤害物表现为水润湿性,这可增加酸的溶解速度;③增加酸化的有效性,减少酸化后产物对储层引起的新伤害。在试验室配方且注入状况为地层可接受的条件下,即可注入压裂液。

压裂液:即酸化主体酸液。一般碳酸盐岩储层压裂液以盐酸为主;砂岩压裂液以氢氟酸为主,主体酸液由后置液驱入地层。

后置液:主要作用是从管柱中去除活性和腐蚀性流体并使压裂液与近井筒区域的接触程度达到最大。是否注入后置液决定于增产措施类型。如果被溶解或分散的伤害物被径向替入地层后可能会对地层造成伤害,则一般不采用后置液。如果是砂岩氢氟酸酸化,此时必须注入后置液。目的是减少二次沉淀或使二次沉淀发生在储层的深部,因为深处产生的沉淀对产能的影响较小。

缓蚀剂:主要是减少金属被腐蚀的化学物质,机理是缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附而吸附在金属表面,从而把金属表面覆盖,使其腐蚀得到抑制。常用的缓蚀剂中,有机缓蚀剂效能高于无机缓蚀剂。

稳定剂:是一种配合剂,能与酸液中的离子结合成能溶于水的六乙酸铁络离子,减少Fe(OH)3沉淀,避免堵塞地层现象发生。

助排剂:是一种降低表面张力的活性剂,改变地层湿润性,加速返排,防止残渣形成。根据其作用,主要成分有减阻剂、破乳剂、缓速剂、悬乳剂等。

防膨剂:主要成分有羟基铝、氢氧化锆、阳离子有机聚合物、聚胺、聚季胺等,添加在酸液中,防止粘土膨胀。

本节主要介绍在地热资源开发中应用最广的碳酸盐储层酸化压裂技术。它的基本原理是:地面用高压压裂泵车,以高于储层吸收的速度,从井的套管或油管向井下注入液体,使井筒内压力增高,一直达到克服地层的地应力和岩石张力强度,使处理层段岩石开始出现破裂形成裂缝;而后泵入酸液,在处理层段将裂隙酸蚀成沟槽。压裂酸化后,这些沟槽仍然保持张开具有足够的导流能力及足够长度的裂缝,扩大有效影响半径,减小地热流体汇入井底的阻力,从而达到增产目的。

地热井碳酸盐岩储层的主要矿物成分为方解石(CaCO₃)、白云石[(CaMgCO₃)₂],采用以盐酸为压裂液进行酸化压裂时,酸岩化学反应方程式为

CaCO₃+2HCl=CaCl2+CO₂↑+H₂O

CaMgCO₆+4HCl=MgCl2+CaCl2+2CO₂↑+2H₂O

下面以天津地区 WR95井实例介绍压裂酸化技术在地热井中的应用。

(一)基本数据

WR95地热井位于天津市河西区,为地热开采井,完井目的层位为古生界奥陶系,设计井深2250m。该井基本数据见表4-7。

表4-7 WR95井基本数据

WR95井完井后对产层裸眼井段(1745.6～2101.04m)进行了地球物理测井,测得主要产层情况见表4-8。

表4-8 WR59地热井产层基本数据表

(二)试采情况及结论

WR95井采用空气压缩机先后两次进行气举洗井,总洗井时间60h,水清砂净后进行了抽水试验,井口水温53℃,水量10.38m³/h。试采结果表明,WR95井产水量较小,分析是由于该井地层受到污染及储层物性较差造成的。为了解决堵塞,改善储层渗流能力,提高该井产能,决定采用盐酸酸压工艺技术对该井实施压裂酸化增产措施。

(三)室内实验数据及结论

在进行压裂酸化之前,对处理层的录井岩屑进行了室内物化性质实验分析,根据分析结果模拟井下压力、温度来选择与之相容性(又称配伍性)好的压裂酸化措施,对产层进行有效的改造,从而达到对产层伤害小,增加产量。WR95井室内实验数据见表4-9。由表4-9数据可知,15%HCl和20%HCl溶液,在70℃下岩石的溶蚀率都比较高,但考虑到为了在地层深处形成一条较长的酸蚀裂缝,加强地层裂隙间的连通性,需要较高的酸液浓度,因此选用20%HCl溶液作为处理液。

表4-9 岩石溶蚀实验结果

注:试验温度为70℃。

(四)酸压模拟实验

图4-19和图4-20为酸液有效距离模拟和总表皮系数变化模拟,根据模拟结果,泵入酸量达到110m³以后,随着酸量的增大,裂隙总表皮溶蚀趋向零。因此选用110m³,20%HCL用于本次压裂酸化作业。

图4-19 酸液有效距离模拟结果

图4-20 总表皮系数变化模拟结果

(五)主要施工工艺及参数

1)酸化工艺:盐酸酸压工艺;

2)挤注方式:正挤;

3)挤注压力:≤20MPa;

4)排酸方式:汽化水排酸。

(六)施工用料

施工液配置及材料用量见表4-10和表4-11。

表4-10 施工液量配置表

表4-11 备料名称及数量

(七)施工结果

本次酸化作业,井口安装250型采油树(图4-21),2台700型压裂泵车(施工用),1台300型泵车(配液、打平衡),注酸管道使用89mm油管,封隔器座封深度1642.70m,油管排酸出口深度1654.21m, S-10/150型空气压缩机(排酸用),目的酸化井段1776.9～1976.7m共6组碳酸盐裂隙带。待井口采油树装置正确安装后,打入平衡压力3MPa,地面管线试验压力28.6MPa,打入前置液15m³。然后采用双泵车打酸,打入20%HCl120 m³,最高泵压21.51 MPa,排量 1.36m³/min。压酸过程中,泵压表由平均20MPa瞬间降为9.53MPa,现场分析认为碳酸岩裂隙经过酸化溶蚀和压裂,周围裂隙产生了良好的沟通。上提风管至深度800m,连接空气压缩机气举引喷,连续气举18h至基本水清砂净。经抽水试验,该地热井产能由酸化前的 10.38m³/h、53℃ 激增到水量95.67m³/h、水温78℃,表明压裂酸化措施在 WR95地热井中起到了很好的增产效果。

图4-21 250型采油树常用组合结构图

『贰』 什么是油井压裂液

油井压裂液是指在采油过程中，随着自流井油层的油逐渐采尽，在岩层中还有部分原油无法通过自流的方式采出，需要给岩层通过一定的介质注入地层中，将原油挤出，这种注入的介质统称为油井压裂液，最初的压裂液主要由支撑剂、携带剂、返排液等构成，但随着施工要求的提高，对压裂液的要求也越来越高，特别是现场需要对反排液进行二次使用，减少污水排放。
面对水力压裂使用大量的水资源和压裂返排液污染严重的问题，无论从成本还是从环保考虑，返排液的重复利用都是油气田工业发展的未来趋势。
在返排处理液的再次使用过程中，因为反排液中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+等二价离子的存在：
1、对稠化剂的起黏和抗温性能产生较大影响。
2、因为反排处理液中含有的大量钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子，在一定浓度和温度下，极易垢状沉淀，所以直接使用反排液制成压裂液再次注入地下过程时，容易结垢堵塞支撑裂缝导流通道，很大程度降低压裂增产效果，造成减产甚至停产的情况。
针对以上问题，我司13370990396与西南石油大学、中国石油大学、西安石油大学等院校，针对国内长庆油田、大庆油田、西南油气田、克拉玛依油田等多个油田区块，不同反排处理液的复杂情况，经过多年深入分析、实验模拟、现场应用，开发了应用于不同反派处理液环境、不同压裂液配方的螯合添加剂，不仅有效的降低了反排液中的Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子对压裂液起黏、抗温的影响，并解决了回注通道的腐蚀、结垢问题，特别133我们7099公司0396开发的QH-7510产品，经油气院剂多家油田单位评测，在有效提高压裂液性能的基础上，已达到阻垢率：碳酸钙＞95%、硫酸钙＞95%、硫酸钡＞95%的优良效果，可以省去回注水、集输管道的缓蚀剂、阻垢剂的二次添加，减少现场人工的加药劳动强度，切合油田添加剂综合性发展的方向。
作者威信：cq17311

『叁』 什么是压裂液返排

压裂油田或者气田的一种增产措施。压裂结束后注入地层的压裂液返回地面叫做压裂液返排。反出来的经过与地层的作用后的压裂液叫做压裂返排液。

『肆』 油田注水的水质现在越来越差，输油管道结垢严重，有什么新技术可以解决吗

一、目前最有效防止油田管道结垢的方式，仍然是加入油田专用阻垢剂。
二、在添加阻垢剂的基础上，目前有些辅助配套除垢设备，例如楼上介绍的电子除垢设备，可作为辅助措施使用，效果更佳。

三、同时更应该重视对现场情况的管理，按时按量加药，定期分析水质，查看挂片清洁情况。

随着环保要求和用水条件尤其是近些年大量使用压裂采出液进行二次甚至是多次回注，加剧了结垢倾向，也对常规阻垢剂是个极大的挑战。
目前油田开采过程中，面对水力压裂使用大量的水资源和压裂返排液污染严重的问题，无论从成本还是从环保考虑，返排液的重复利用都是油气田工业发展的未来趋势。
在返排处理液的再次使用过程中，因为反排液中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+等二价离子的存在：

1、对稠化剂的起黏和抗温性能产生较大影响。

2、因为反排处理液中含有的大量钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子，在一定浓度和温度下，极易垢状沉淀，所以直接使用反排液制成压裂液再次注入地下过程时，容易结垢堵塞支撑裂缝导流通道，很大程度降低压裂增产效果，造成减产甚至停产的情况。

针对以上问题，我们经过多年努力，与西安石油大学、西南石油大学等院校合作，并结合油气院多年研究经验，在长庆油田、大庆油田、克拉玛依油田等现场实验，特别133709我们公司新型90396阻垢剂QH-7510油田专用阻垢剂，碳酸钙＞95%，硫酸钙＞95%，硫酸钡＞95%的优异效果，并出口中东、北欧等地，获得国内国外油田、油服公司的一致好评。作者魏信：cq17311。

『伍』 海相油气储层酸化及酸压技术原理

3.6.1.1 酸化工艺简介

酸化是以酸作为工作液对油气（水）层进行增产（注）措施的总称。是通过井眼向地层注入一种或几种酸液（或酸性混合液）以溶解地层中的矿物质，从而恢复或增加井筒附近的渗透率，从而使油气井增产（或注水井增注）的一种工艺措施。

酸化作为一种增产措施始于1895年。目前，酸化技术成功地应用于常规油气层增产改造，并可以对高温深井、低压低渗油井、高含硫井、高孔低渗储层及复杂结构井等进行有效作业，在油气田的勘探开发中起着重要作用。

（1）酸化工艺分类

酸化按不同工艺可分为：酸洗、基质酸化及压裂酸化（李颖川，2002）。

1）酸洗：酸洗是清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。它是将少量酸定点注入预定井段，溶解井壁结垢物或射孔眼堵塞物。也可通过正反循环使酸不断沿井壁和孔眼流动，以此增大活性酸到井壁面的传递速度，加速溶解过程。

2）基质酸化：基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层中，使酸基本沿径向渗入储层，溶解孔隙空间内的颗粒及堵塞物，从而消除井筒附近储层污染，恢复和提高储层渗透率，达到恢复油气井产能和增产的目的。

3）压裂酸化：压裂酸化（酸压）是将酸液在高于储层破裂压力或天然裂缝的闭合压力下挤入储层，从而形成裂缝。酸液会与裂缝壁面岩石发生反应，由于酸液非均匀的刻蚀缝壁，会形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀裂缝，施工结束裂缝不能完全闭合，从而形成具有一定几何尺寸和导流能力的裂缝，达到改善油气井的渗流状况而增产的目的，该工艺一般只用于碳酸盐岩油气层。

（2）增产原理

1）基质酸化增产原理。基质酸化增产作用主要表现在：

A.酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应，溶蚀孔壁或裂缝壁面，增大孔径或扩大裂缝，提高储层的渗流能力。

B.溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质，破坏泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构，疏通流动通道，解除堵塞物对储层的污染。

2）压裂酸化增产原理。压裂酸化是碳酸盐岩储层增产措施中应用最广的工艺。压裂酸化的增产原理主要表现在：

A.消除井壁附近的储层污染。

B.压裂酸化溶蚀裂缝增大油气沿井内渗流的渗流面积，改善油气的流动方式，增大井附近油气层的渗流能力。

C.沟通远离井筒的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区。

无论是在近井污染带内形成通道，或改变储层中的流型都可获得增产效果。小酸量处理可消除井筒污染，恢复油气井天然产量，大规模深部酸压处理可使油气井大幅度增产。

3.6.1.2 酸岩反应动力学原理

（1）酸与碳酸盐岩的化学反应

在酸压过程中，主要化学反应是盐酸与石灰岩以及白云岩间的反应。

（2）基质酸化中的蚓孔效应及控制

1）基质酸化中的酸蚀蚓孔。基质酸化施工时，酸液按径向流入目的层，形成的酸蚀蚓孔也沿井筒发散分布，2000年Fred研究表明，不同注酸条件下将产生不同的酸蚀形态。低排量下产生均匀溶蚀对酸化施工没有效果，而高排量下形成的高度分枝结构将浪费大量酸液且不能产生高导流能力的大孔径酸蚀蚓孔，只有在合适的注酸条件下才会形成理想的酸蚀主蚓孔。

2）基质酸化中蚓孔效应的控制。对于碳酸盐岩基质酸化而言，主要的目标是有效促进酸岩反应形成单一主蚓孔。从而实现少酸量、深穿透。可以在室内实验基础上优化注酸条件组合，设计最优的施工排量，选择合适酸液类型、酸液浓度和注酸方式。对于温度较高的碳酸盐岩地层着重应考虑缓速和降滤失。

图3-171 蚓孔铸体模型

（3）酸压中的蚓孔效应及控制

1）酸压中的蚓孔效应。酸压中由于形成酸蚀蚓孔，酸液滤失表现为裂缝壁面向基质的滤失和酸蚀蚓孔引起的滤失。在两者的共同作用下产生大量不稳定的酸液滤失，从而使得酸液的有效穿透举例大大减小。酸蚀蚓孔滤失是主控因素，它不仅是在原有的微裂缝和原生孔洞的基础上进一步增大主干蚓孔的孔隙空间，同时还包括向蚓孔岩石壁面的对流而产生次生蚓孔和多分支小蚓孔。然而，酸液滤失量主要受酸液的黏度和酸蚀蚓孔扩展速度的影响，其中酸液的黏度又受到微裂缝和蚓孔中温度以及剪切效应的影响。

2）酸压中蚓孔效应的控制。酸压中施工排量较高、施工压力较大，因此蚓孔的形成是不可避免的，且蚓孔的扩展比基质酸化加剧。同时为了取得较长的裂缝和沟通远井地带的油气，必须提高排量。这样使得蚓孔的控制更为复杂。国内外主要从液体体系和施工工艺两个方面来控制酸压中的蚓孔效应，采用非常规液体体系代替常规酸液体系。如缓速酸、稠化酸等，主要机理是通过降低酸岩反应速率来降低蚓孔的扩展速度，从而增加酸蚀有效作用距离。同时也采用多级交替注入和闭合裂缝酸化等工艺来降低蚓孔效应的影响。

3.6.1.5 酸化施工设计

（1）选井选层

酸化处理效果虽然与施工工艺、施工参数有一定的关系，但是起决定作用的还是地质因素。选井选层的总目的是改造中低渗层、提高产能；对于勘探而言，还可以起到正确认识和评价油气层的作用。

为了取得较好的增产效果和提高措施的成功率，选井选层方面应该遵循以下一些原则：①应优先选油气显示好，而试油效果差的层。如果不能投产的原因是泥浆堵塞，应进行解堵酸化；堵塞严重者可考虑进行中小型酸压；②邻近井产量高而本井的产量低或无产量的井应该优选；③井低产的原因如果为井底附近缝洞不发育，可以进行大中型酸压，特别应该选择高产井旁边的低产井进行酸压；④对于油水（气）边界的井，或存在气水夹层的井应该慎重对待，可进行常规酸化，不宜进行酸压；⑤对于有多产层的井而言，一般应首先要处理低渗透层。

（2）酸化施工设计

1）解堵酸化设计。对于裂缝性碳酸盐岩油气层，如果近井地带存在堵塞，且堵塞范围不大时可采用解堵酸化来处理。酸液可以破坏泥浆的胶体结构，从而使泥浆变稀排出地层。一般有一定生产能力的油气层，遭受泥浆侵害后产量低或不能投产，经过小酸量处理后，产量可以成几倍或几十倍的增加。

解堵酸化设计主要要确定酸液用量及浓度、挤酸压力和排量及返排时间3个工艺参数。

A.用酸量及酸液浓度。实践表明，以微裂缝为主的产层，解堵实际挤入地层的酸量10m³以下为宜，变化范围为3～10m³。构造裂缝为主的产层，用酸量宜大一些，一般6～40m³，由于裂缝性地层缝洞发育的不均一性，按打开井段长度考虑用酸量没有意义，宜根据地层吸收能力、油（气）层裸露或射开的厚度、钻井用泥浆比重及其在地层中浸泡的时间并结合经验数字来确定。酸浓度以10%～15%为宜，如果岩性较致密可用更高的浓度，反之可以适当的降低浓度。

B.挤酸压力和排量。为了解除整个油气层段上的堵塞，必须使酸液能够均匀的进入到地层纵向各个井段，避免酸液单点突入。应控制泵压高于地层初始吸收压力，但低于地层破裂压力及管套容许压力。排量应在保证酸液均匀进入地层各井段的条件下尽快地挤入地层，以扩大处理范围，应根据地层的吸收能力而变化。

C.返排时间。为了避免残酸反应产生二次沉淀及防止残酸中不溶物质的微粒重新堵塞地层孔道，挤酸完毕后，应立即开井排液。白云岩地层反应速度较灰岩慢，可以根据具体实验情况，适当关井一段时间后开井排液。

2）压裂酸化设计（据李颖川，2002）。压裂酸化工艺很多，设计的步骤和方法大致一样。这里简单介绍酸压设计方法和步骤。

A.酸化处理设计应收集的资料。完善的酸化处理设计应收集下列数据项；井的数据、储层参数、岩石力学数据、压裂液、酸液数据、岩心分析数据及泵注数据等。

B.酸化处理设计包括的内容。酸化处理设计应包括下列内容：井的基本数据，钻井、试油、采油简史，综合分析施工目的及效果预测，主要施工参数及泵注程序，施工准备，施工步骤，施工质量要求及安全注意事项，施工后井的管理，施工劳动组织及环境保护，施工所需设备、材料及费用预算等。

根据施工目的、井及储层条件、室内岩心数据等选择适合的酸化工艺，确定酸化工作液（前置液、酸液、顶替液）的类型、配方、用量及施工压力、排量等参数。

碳酸盐岩储层的酸化处理常采用盐酸体系，主要有常规盐酸体系、稠化酸体系、泡沫酸体系、乳化酸体系、化学缓速酸体系，在设计时可根据实际情况进行选择。

酸浓度可由溶蚀试验确定。国内酸化处理盐酸浓度多介于15%～20%。酸液用量则据酸化改造的范围和力度来确定。酸液用量一般为动态裂缝体积的1.5～5倍，也可根据优化设计的要求由计算机模拟确定。

压裂酸化处理时要求施工排量大于储层的吸收能力，以保证裂缝的形成及延伸。如井身质量合格，应充分发挥设备能力，高排量注入，有利于造宽缝、长缝，也可使酸液快速向储层深部推进，提高有效作用距离。

C.酸化施工设计计算。主要包括两方面：一是施工参数确定，包括：储层最大吸入能力、破裂压力、液柱压力、摩阻计算，井口极限施工排量、井口施工泵压和入井液量等。这些参数的确定应结合室内试验研究和模拟计算。二是酸化过程的模拟计算及效果预测，主要是综合应用动态裂缝尺寸、酸液浓度分布规律及有效作用距离、酸蚀裂缝导流能力及增产倍比等进行酸化设计模拟，分析不同施工参数对酸化效果的影响，指导酸化设计，优选施工方案，减少施工盲目性。

『陆』 石油勘探中的压裂是什么原理

压裂 就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

『柒』 氯根10000说明什么

如果是钻井液助剂中没有添加过含氯材料，那么氯根不会无故增加，最大的可能就是地下水中的

『捌』 有关油田助剂

主要有钻井液乳化剂、油田发泡剂、清洁压裂液增稠剂、酸化用化学剂、驱油活性剂、助排活性剂（助排剂）、粘土稳定剂、低界面张力化学剂、油田润湿剂等。

『玖』 压裂返排液处理后的水再次压裂回注，怎么处理主要防止结垢，腐蚀

一、目前最有效防止油田管道结垢的方式，仍然是加入油田专用阻垢剂。

二、在添加阻垢剂的基础上，目前有些辅助配套除垢设备，例如楼上介绍的电子除垢设备，可作为辅助措施使用，效果更佳。

三、同时更应该重视对现场情况的管理，按时按量加药，定期分析水质，查看挂片清洁情况。

随着环保要求和用水条件尤其是近些年大量使用压裂采出液进行二次甚至是多次回注，加剧了结垢倾向，也对常规阻垢剂是个极大的挑战。
目前油田开采过程中，面对水力压裂使用大量的水资源和压裂返排液污染严重的问题，无论从成本还是从环保考虑，返排液的重复利用都是油气田工业发展的未来趋势。
在返排处理液的再次使用过程中，因为反排液中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+等二价离子的存在：
1、对稠化剂的起黏和抗温性能产生较大影响。
2、因为反排处理液中含有的大量钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子，在一定浓度和温度下，极易垢状沉淀，所以直接使用反排液制成压裂液再次注入地下过程时，容易结垢堵塞支撑裂缝导流通道，很大程度降低压裂增产效果，造成减产甚至停产的情况。

我们经过多年努力，与西安石油大学、西南石油大学等院校合作，并节后油气院多年研究经验，在长庆油田、大庆油田、克拉玛依油田等现场实验，特别133我们7099开创0396新型阻垢剂QH-7510油田专用阻垢剂，碳酸钙＞95%，硫酸钙＞95%，硫酸钡＞95%的优异效果，并出口中东、北欧等地，获得国内国外油田、油服公司的一致好评。作者魏信：cq17311。

『拾』 二乙烯三胺用在水处理中起什么作用

二乙烯来三胺五甲叉磷源酸钠--DTPMP.NAX
DTPMP·Nax由DTPMP的不同形式钠盐组成，DTPMP·Nax可用作阻垢剂、高效螯合剂、优良的BaSO4阻垢剂，广泛用于冷却水处理、过氧化物漂白的稳定剂、洗涤助剂、市政工业清洁用水、地热水处理、油田阻垢