压裂用减阻剂的作用是减少压裂液流动时的摩擦系数,从而减少泵功,降低施工压力。为了达到现场大排量条件下即配即用的目的,压裂用减阻剂不仅需要较高的减阻性能,还需具有较好的溶解分散性能。
1、分散性能:减阻剂的分散性能可以用分散时间来表征,分散时间是指减阻剂聚合物完成溶解、破乳并且聚合物分子完全展开达到黏度所需要的时间,我公司生产的乳液减阻剂,分散快且无需破乳,分散性能好。
2、减阻性能:减阻剂的减阻性能具体表现为减阻剂溶液流速加快和摩阻压降减少:当输送压力一定时,减阻效果表现为流速的增加当流量一定时,减阻效果则表现为摩阻压降的减少。我公司生产的乳液减阻剂,价格低、用量少,且减阻效果可达60%以上。
3、压裂用减阻剂具体指标如下:
序号
项目
指标
1
特性粘度
13-25
2
减阻率
≥60%
3
分子量(万)
800-1800
4
单体残留量(%)
≤0.05
5
稳定性(5000rpm/20min)
无显着分层
6
溶解时间(min)
<3
压裂用减阻剂配置滑溜水的优势:
1、传统的凝胶压裂液体系使用较高浓度的凝胶,这些凝胶的残留物以及在压裂过程中产生的滤饼会堵塞地层并降低裂缝导流能力。而滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂,并且易于返排,大大降低了地层及裂缝伤害,从而有利于提高产量。
2、滑溜水压裂液中的化学添加剂及支撑剂的用量较少,可节省施工成本40%~60%。由于成本的降低,许多原来不具商业开采价值的储层便可以得到开发。
3、压裂用减阻剂配置的滑溜水能够使岩气层产生复杂度更高体积更大的裂缝网络。这是由于减阻水具有较低的黏度以及施工时的泵入速率较高。裂缝复杂度和体积的提高增加了储层的有效增产体积, 使得产量增加。
4、由于减阻水中添加剂含量少,较为清洁,因此更易于循环利用
滑溜水压裂用减阻剂优势总结:
压裂用减阻剂配置的滑溜水优点是减阻效果好、低伤害、低成本、产生的裂缝网络复杂度高体积大、易于循环利用。
减阻剂的生产工艺
减阻剂生产的技术关键主要包括两个方面,一是超高分子量、非结晶性、烃类溶剂可溶的减阻聚合物的合成;二是减阻聚合物的后处理。
1.聚合物的合成
大量文献资料表明,目前有效的减阻聚合物是聚α阿尔法)-烯烃。早期聚α阿尔法)-烯烃的生产采用溶液聚合的方法进行,并将聚合产物直接用于输油管道,由于溶液聚合产物本身粘度大,聚合物含量低,因此给运输和使用带来极大的困难。直到20世纪90年代中期,才发展了本体聚合的方法,从而大大提高了单体转化率和减阻剂性能。实施本体聚合需要解决的关键技术是及时带走聚合过程中产生的大量反应热,方法之一是使用一种由高分子材料制成的反应容器,并将其设计成能将反应热迅速释放出来的形状。实施聚合时,先用氮气吹扫反应容器,然后按比例加入单体和催化剂,密封后放入低温介质中,使其在低温下反应3~6天的时间。一般情况下,本体聚合产物纯度高,分子量也比溶液聚合产物高得多。
另外,采取溶液聚合α阿尔法)-烯烃减阻聚合物也有了新突破,通过在α阿尔法)-烯烃聚合过程中加入粘度降低剂,可以改进成品的总体流动性能和处理特性,同时可以获得更高的聚合物分子量和更均匀的分子量分布,改进聚α阿尔法)-烯烃类减阻剂的溶解性。 2.聚合物的后处理
实际应用表明,直接将溶液聚合产物作为减阻剂使用,会给输油生产带来诸多不便,因而该方法现已被淘汰。为了改善减阻剂的使用性能,通常将聚合物和分散剂一起在其玻璃化温度的环境中磨成粉末,并加入适当的添加剂以制成不同外观形态的减阻剂产品。目前,在原油管道上广泛使用的是水基乳胶状减阻剂,它是利用稳定剂、表面活性剂等添加剂,将聚合物粉末悬浮在水或水与醇的混合物中。这种产品具有聚合物浓度高、注入方便、在原油中溶解性好等优点,但也存在储存时间短、稳定性较差等缺点。在成品油管道中主要使用低粘度胶状减阻剂,它是将聚合物粉末溶解在成品油或成品油和某些溶剂的混合物中。这种产品具有粘度低、注入方便等优点,但存在聚合物浓度低、运输工作量大等缺陷。为了克服上述两种产品的缺陷,近研制开发了一种非水基悬浮减阻剂,它是借助悬浮剂将聚合物粉末悬浮在醇类流体中。这种减阻剂的生产无需使用表面活性剂、杀菌剂和复杂的稳定剂体系,简化了生产过程,具有防冻性好、聚合物浓度高、稳定性好、能防止水等杂质进入输油管道等优点,并可同时用于原油和成品油的输送。
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