(配液車的原理)壓裂酸化現(xiàn)場配液技術研究與應用

1、收稿日期:2005203224專利技術:專利號632365作者簡介:王樹龍(19632 , 男, 天津人, 高級工程師, 副總工程師, 在讀博士,1985年畢業(yè)于西南石油學院礦機專業(yè), 現(xiàn)從事技術研究和管理工作。文章編號:100123482(2005 0420067203壓裂酸化現(xiàn)場配液技術研究與應用王樹龍1, 鄒旭東1, 王榮業(yè)1, 肖平2(1. 大港油田集團井下作業(yè)公司, 天津大港300280;2. 蘭州礦場機械有限公司, 甘肅蘭州730050摘要:壓裂、酸化施工液的質(zhì)量是影響施工效果的關鍵因素, 難以保證液體質(zhì)量。研制的采用混合射流技術、配液速度為m 3/h 用。文章介紹了現(xiàn)場配液配酸車

2、的原理、關鍵詞:射流酸化; 離心泵; 配方; 中圖分類號:TE925. :R esearch and of fracturing and acidizing operation site mixing liquid technologyWAN G Shu 2long 1,ZOU Xu 2dong 1,WAN G Rong 2ye 1,XIAO Ping 2(1. Dow nhole O peration Com pmany , Dagang Oil f iel d Group , Dagang 300280, China;2. L anz hou Oil f iel d M achinery

3、Co. L t d. , L anz hou 730050, China Abstract :Quality of operation liquid is essential for t he success of t he f ract uring and acidizing operation. If t he real sit uation cantmeet t he requirement of muster mixing operation , t he t raditional mixing met hod can t assure t he liquid quality. In

4、t his case , we develop blend jet technology ; t he site mixing capacity can achieve 150m 3/h wit h mixing acid vehicle , which has got big success on site. This article introduces t he p rinciple of mixing acid vehicle , essential technology and operation effect in detail. K ey w ords :jet acidizin

5、g ;cent rif ugal p ump ;p reparation ;adjust ment壓裂和酸化是目前油、氣井增產(chǎn)和注水井增注的最有效措施。壓裂過程是利用高壓液體(壓裂液 在井底生產(chǎn)層造成裂縫或擴展原始裂紋, 再用支撐劑充填, 以形成高滲透率區(qū)域。酸化過程則是向井底注入酸液, 以解除井底堵塞或溶去一部分地層巖石顆粒, 從而提高油層滲透率。近年來, 在裂縫性灰?guī)r中發(fā)展了一種酸化-壓裂聯(lián)合處理的有效方法, 即酸壓技術。經(jīng)酸壓處理后, 可得到導流能力強、裂縫長的通道, 增產(chǎn)效果好1。為了確保壓裂、酸化或酸壓施工成功, 事先配置的施工液質(zhì)量是影響施工成敗的關鍵因素。針對工藝特點和施工要求研

6、制成功了現(xiàn)場配液、配酸、混酸專用設備, 并與其他設備配套, 形成了現(xiàn)場配液、配酸、混酸、輸供酸技術, 并已應用于生產(chǎn)中。1工藝原理現(xiàn)場配液技術應用于不滿足集中配液的場合,現(xiàn)場利用配液配酸車完成配液, 其流程如圖1 。圖1配液配酸車流程該設備具備配置壓裂液和酸化液、輸送壓裂液2005年第34卷石油礦場機械第4期第67頁OI L FIE LD EQUIPMENT 2005, 34(4 :6769 和酸化液、代替供酸泵車的功能。配液系統(tǒng)采用了混合射流原理, 離心泵輸出的液體經(jīng)射流器后, 在射流器噴嘴喉管處形成局部負壓, 調(diào)節(jié)射流器喉管尺寸, 使該處負壓值足以吸入田青粉或瓜膠儲罐中的粉劑, 控制該處負

7、壓值使單位時間吸入的粉劑量達到設計要求。吸入喉管的粉劑與流經(jīng)喉管的高速液體迅速溶合、破解, 形成符合要求的壓裂液, 并輸送到混合罐內(nèi)達到配液的目的。根據(jù)所配壓裂液濃度要求, 可以采用一次配液方式或兩次配液方式完成。一次配液方式即離心泵直接在清水罐中抽吸液體, 吸液體, , 壓裂液或酸化液中添加所需的添加劑。該系統(tǒng)還具備配酸和混酸功能, 清水和儲備在儲酸罐內(nèi)的酸液經(jīng)離心泵通過排出管匯到達酸化施工泵車的吸入罐, 同時利用設備的添加劑系統(tǒng)對母酸液添加所要求的添加劑, 實現(xiàn)配酸作業(yè)。利用該系統(tǒng)還可以實現(xiàn)配酸輸酸作業(yè), 代替供酸泵車。儲備在儲液罐的母酸經(jīng)離心泵通過旋轉(zhuǎn)伸縮系統(tǒng)輸送到酸化施工泵車的吸入罐體

8、, 利用添加劑系統(tǒng)對母酸添加所要求的添加劑。旋轉(zhuǎn)伸縮機構可以使輸液管線旋轉(zhuǎn)、伸縮、舉升, 具有高度靈活性, 可以實現(xiàn)在線配酸、混酸功能。2關鍵技術2. 1混合射流器部分混合射流器是利用液體經(jīng)射流器形成的負壓實現(xiàn)對粉劑的吸入, 粉劑與紊流狀態(tài)下的液體充分混合實現(xiàn)配液, 配液工藝要求喉管處的負壓值對每一種液體其值應維持不變, 使所配壓裂液濃度符合施工要求。a 喉管處所需的負壓值。b 由于離心泵排出管匯突然擴大所造成的揚程損失。c 管路閥件的阻力損失主要受管路布置、液體粘度、系統(tǒng)泵閥開啟狀態(tài)等影響。d 離心泵出口與進口的液面差以及離心泵出口處所必需的能量。根據(jù)水力學基本原理, 喉管處所需的負壓值為p

9、 =K 222g,式中, K 為修正系數(shù), 與管路結(jié)構、喉管進出口壓力等參數(shù)有關; v 1為喉管處液體的流速,m/s ; v 2為下游液體流速,m/s 。所選用的供液泵為離心泵, 由于離心泵排出管匯突然擴大所造成的揚程損失2為h =KD 12-1222g, 式中, K 為阻力系數(shù), K =0. 21. 2, 受結(jié)構、流速、粘度等因素影響; D 1、D 2分別為擴張管進出口的直徑,mm 。, , 。離、系統(tǒng)阻力等本身又受多種因素的影響, 對于某一種配劑Q =f (p , h , D 1, D 2, , F , , 式中, Q 為離心泵排量,m 3; 為液體粘度; F 為系統(tǒng)阻力kN ; 為液體密

10、度。根據(jù)水力學、流體力學理論, 此方程為復雜的微分方程, 對于不同配劑可以寫出相應的微分方程組。根據(jù)數(shù)學理論, 求解該微分方程組得出的排量Q 是一個區(qū)域值, 因此要求喉管處幾何尺寸也應為一個區(qū)域值, 不是一個定值?；旌仙淞髌鞯募夹g關鍵為在線調(diào)整技術, 在線調(diào)整喉管處的結(jié)構尺寸, 使喉管處真空表的讀數(shù)保持一定值, 完成配液。2. 2離心泵選型離心泵選型主要考慮泵的技術參數(shù)、特性曲線、結(jié)構特點、材質(zhì)等因素。離心泵的揚程要滿足立式罐配液、供酸、混酸的要求, 且不應小于40m 。工藝要求離心泵在一定揚程下排量調(diào)節(jié)范圍要大, 且特性曲線不應有明顯的駝峰陡降, 結(jié)合離心泵特性曲線與比轉(zhuǎn)速的關系, 要求離心

11、泵為中低比轉(zhuǎn)速離心泵, 由此決定了離心泵葉輪的主要尺寸2。除此之外, 還要求離心泵的液體流量范圍盡可能寬。為了確保密封部位密封可靠, 要求離心泵帶有副葉輪, 采用多級密封, 即密封采用副葉輪密封+端面機械密封+軟填料函密封技術。所輸送的介質(zhì)為酸類腐蝕性液體, 要求泵體、葉輪等部位具有很強的耐腐蝕性。為此, 設備配備了以不銹鋼材質(zhì)為主的耐酸、耐腐蝕泵。2. 3設備整體匹配設備整體匹配的原則是滿足工藝性、靈活性、動力匹配性、設施完整性的需要, 應配備齊全添加劑系統(tǒng), 混酸輸酸系統(tǒng), 數(shù)據(jù)計量、儲存系統(tǒng), 并以工藝要求完成性能、功能配套, 合理選擇執(zhí)行機構的材質(zhì),86OI L FIE LD EQUI

12、PMENT 2005Vol. 344以滿足使用要求。3使用效果2000年, 大港油田集團井下作業(yè)公司與蘭州礦場機械有限公司聯(lián)合研制成功了現(xiàn)場配液配酸車,并獲國家專利(專利號632365 , 已現(xiàn)場配液200余井次, 為進一步完善配液技術開辟了新途徑。4結(jié)論1 提高了壓裂酸化設備的配套水平, 設備作為HQ2000型壓裂車組的主要配套設備, 與HQ2000型壓裂設備配套使用, 實現(xiàn)了在線連續(xù)加砂、連續(xù)配液、連續(xù)施工, 提高了壓裂技術水平。2 配液配酸車具有配粉配液比例范圍大、操作簡便、計量準確、加粉均勻等優(yōu)點; 在確保配液質(zhì)量的前提下, 配液速度達到150m 3/h , 縮短了整個壓裂施工周期。3

13、 配液配酸車具備混酸、輸供酸功能, 并且可以實現(xiàn)在線添加某種添加劑, 較以往技術有所突破。參考文獻:1華東石油學院礦機教研室. 石油鉆采機械(下冊 M .北京:石油工業(yè)出版社,1978. 3482369.2泵手冊編委會. 泵手冊M .北京:機械工業(yè)出版社.492125,4612531.收稿日期:2005202222作者簡介:徐廣利(19752 , 男, 吉林長春人, 工程師, 經(jīng)理,1999年畢業(yè)于石油大學(華東 機械系, 現(xiàn)從事管理工作。文章編號:100123482(2005 0420069204ZJ40JD /2250JD 鉆機的研制與應用徐廣利(遼河石油勘探局鉆井一公司, 遼寧盤錦121

14、400摘要:介紹了一種機電復合驅(qū)動石油鉆機。鉆機絞車、泥漿泵采用機械驅(qū)動方式, 。文章分析了鉆機的系統(tǒng)配置與特點。關鍵詞:鉆機; 機電復合驅(qū)動; 特點中圖分類號:TE922. 03:Bapplication of mode ZJ40/2250JD drill rigXU Guang 2li(. 1D rilling Com pany , L iaohe Pet roleum Ex ploration B ureau , Panj in 121400, China Abstract :This article introduce a kind of mechanical and electric

15、 combined drive drill rig. It describes con 2figuration of t he drill rig , and analyzes it s main feat ures. Drawworks and drilling p ump adopt mechanical drive , and rotary table adopt s AC frequency combinel elect ric drive. K ey w ords :drill rig ; mechanical and elect ric combine drive ; feat ure遼河油田的油氣產(chǎn)層較淺(15004000m , 且礦區(qū)多處在稻田、葦田、油田三田交匯地區(qū), 井場面積受到限制、土地使用費用較高, 限制了大型鉆機的使用, 因此, 研制的新型鉆機需要滿足