摘要:連續混配技術已經被在全國各大油田廣泛應用,該項技術逐漸在長慶油田逐步得到應用,隴東區域于2009年對該項技術進行了再次應用和推廣,完善了以前的不足,本文對壓裂混配裝置的結構原理及現場應用情況進行了詳細介紹。壓裂液連續混配技術改變了傳統的壓裂生產組織形式,該裝置使用簡單、方便,尤其降低了成本,并可減排降耗,產生了不可估量的經濟效益,提高了企業市場化運作的核心競爭力。
關鍵詞: 連續混配 壓裂液 經濟效益 競爭力
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(a)-0000-00
長慶油田隴東片油區下轄七縣一區,范圍大面積廣,各地水質差異較大,一定程度上影響了壓裂施工質量,為此研制出壓裂液現場連續混配裝置,做到現場配液現場應用,有效的提高了壓裂施工質量,減少廢液回收量,降低了成本,減少了能耗 。
1 混配裝置工作原理
1.1 車載結構
壓裂液現場混配裝置的構成:底盤車、柴油機離心泵橇、吸入裝置、壓裂液混合罐、水合罐、低壓管匯、管線閥門組、液罐等,具體包括高能恒壓混合系統、粉體計量系統、液舔系統、液壓系統、動力系統、混配系統、氣路系統和自動控制系統。
1.2 工作流程
柴油機帶動離心泵運轉,打開液罐1液體(基液)經低 壓管匯1 進入吸入裝置,濃縮壓裂液罐、化工藥品罐內的化工原料通過吸入裝置進入循環管線,再經離心泵注入液罐l進行循環。當液罐1滿足技術要求后關閉,再陸續打開液罐2、液罐3、液罐4、液罐5重復配置,直到配液完成。然后調整流程閥門組使配置好的壓裂液進入低壓管匯2,進入混砂裝置,通過泵車組注入井口內,進行壓裂施工。在整個配置過程中吸入裝置是核心部件。
1.3 胍膠粉吸入裝置結構原理
理論依據:伯努力方程( )
流體在水平的流管中做穩定流動時,流管中心的那一條流線在過截面A點的壓強PA=ρgHa,過截面C點的壓強PC=ρgHC;取通過那一條流線的水平面為高度參考面,從伯努力方程中可得
ρν2a+ρgHa= ρν2C+ρgHc --------------------------(1)
由連續方程得:
νaAa=νcAc-------------------------------------------(2)
聯合(1)式和(2)式可以推導出:
= ν2a--------------------------- (3)
公式里:
Pa-----------------------A截面處的壓力Aa -----------A截面處的截面積
Pc-----------------------C截面處的壓力 AC-----------C截面處的截面積
νa ---------------A截面處流體的流速νc -----------C截面處流體的流速
ρ----------------------------壓裂液密度g ------------------------重力加速度
A處截面面積Aa大于C處截面面積Cc,即:Aa>Cc ,公式(3)左邊 >0,說明Pa>Pc,公式右邊不難看出,Ac越小,公式右邊的值越大,Pc就越小,當Pc小到比當地大氣壓Pa還要小時,假使在C處的管壁鑿一小洞,里面的液體并不會流出來,相反外面的空氣反而會被大氣壓壓到管子里去。在C處接上一根管子,另一端接在粉料計量系統上的過度斗上總成上(進胍膠粉),由于混合罐里面的液面不斷上升,當 >H時,管子里面的胍膠粉就會被C處產生的真空度吸到水平管子去,夾帶沖走,再經過混合罐里的攪拌器的攪拌,混合胍膠液可以充分溶脹,因此而達到混配目的。
2 效果分析
2.1 革命化的改變了傳統的配液模式
目前在我國各大油田中,壓裂液配制采用用人工不斷的將胍膠粉加入到料斗中,胍膠粉靠文丘里管產生的負壓和重力進入清水泵的排線中與清水進行混合,混合后被泵入到混合罐中。混合罐滿罐后,啟動循環泵將混合液進行循環。在循環過程中,液體的粘度不斷上升,2小時左右后,液體粘度達到了施工設計要求,水合成了合乎粘度要求的壓裂液。
連續混配裝置流程簡單,操作方便,自動化程度高,混合罐和水合罐總體積12.5方,工作流量1.5-3.5 m3/