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1、盤(pán)錦市科技技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目可行性報(bào)告項(xiàng)目名稱(chēng) :新型清潔壓裂液的研制與應(yīng)用承擔(dān)單位 :盤(pán)錦恒益化工有限公司協(xié)作單位 :天津科技大學(xué)長(zhǎng)城鉆探煤層氣公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 : 葉 偉填報(bào)日期: 2010 年 3 月 6 日一、申報(bào)單位基本情況盤(pán)錦恒益化工有限公司成立于 1999年 6月,注冊(cè)資本 300萬(wàn)元人民幣, 屬于民營(yíng)有 限責(zé)任公司,公司辦公地點(diǎn)坐落在興隆臺(tái)區(qū)渤海街,生產(chǎn)車(chē)間在曙光街,主要生產(chǎn)油田化 工助劑:凈水劑系列產(chǎn)品、提高原油采收率系列產(chǎn)品、清潔壓裂液系列產(chǎn)品、表面活性劑 系列產(chǎn)品等,本單位產(chǎn)品產(chǎn)值規(guī)模 3000-5000 萬(wàn)元/年,公司在冊(cè)員工 20 人,外聘人員 10人,其中具有中高級(jí)職稱(chēng)技術(shù)
2、 12 人,本公司長(zhǎng)期與天津科技大學(xué)技術(shù)合作,與長(zhǎng)城鉆 探煤層氣公司和鉆井液公司業(yè)務(wù)合作, 使公司有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)和市場(chǎng)后盾。 公司具有生產(chǎn)和 檢測(cè)油田化工助劑的車(chē)間和實(shí)驗(yàn)室, 保證項(xiàng)目實(shí)施和產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進(jìn)行, 公司每年提取 100 萬(wàn)元資金進(jìn)行科技投入,研發(fā)新產(chǎn)品和提高產(chǎn)品技術(shù)。二、項(xiàng)目基本情況1、項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容(項(xiàng)目的主要技術(shù)指標(biāo)) ; 從油藏可持續(xù)開(kāi)采的角度考慮, 開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn): 降低開(kāi)采過(guò)程中對(duì)油層的 傷害,保護(hù)儲(chǔ)層,穩(wěn)定產(chǎn)能;降低作業(yè)成本;為當(dāng)前國(guó)內(nèi)開(kāi)展的端部脫砂壓裂技術(shù)提供可 靠的壓裂液。關(guān)鍵技術(shù):(1)設(shè)計(jì)合成新型表面活性劑,研究形成粘彈性體系大工藝。 ( 2)對(duì)該體
3、系粘彈性、流變性、破膠液黏度、破膠液表面張力、殘?jiān)康戎笜?biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 (3)對(duì)清 潔壓裂液粘彈性機(jī)理進(jìn)行探討,以期可以建立一套以粘彈性性質(zhì)為依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)和定量表 征。解決方案:(1)清潔壓裂液基液的研制, 包括成膠體系的確定, 破膠劑的篩選等。(2) 成膠,破膠,攜砂等機(jī)理研究。 (3)清潔壓裂液基液性能測(cè)定,包括臨界膠束濃度、表面 張力以及黏度。(4)清潔壓裂液體系性能研究:低粘度特性、耐高溫、耐剪切性能、流變 性能。(5)清潔壓裂液破膠性能。 ( 6)清潔壓裂液攜沙表征方法的研究,即采用動(dòng)態(tài)攜沙 法表征清潔壓裂液攜沙性能。 (7)清潔壓裂液對(duì)煤層的傷害研究。2、項(xiàng)目主要技術(shù)難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn);
4、設(shè)計(jì)合適的分子結(jié)構(gòu),尋找理想的破膠劑。建立清潔壓裂液攜砂性能表征方法。提出 用模量表征具有粘彈性的清潔壓裂液性能。3、相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì); 國(guó)外壓裂液有著體系配套、種類(lèi)齊全、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)。我國(guó)壓裂液體系的研究與開(kāi) 發(fā)因起步較晚, 與國(guó)外相比尚有一定的差距。 國(guó)外對(duì)清潔壓裂液的研究和應(yīng)用表明: 高效、 低傷害、低成本是壓裂液發(fā)展的主題。VES壓裂液提供了很多的優(yōu)點(diǎn)并且能改善裂縫的導(dǎo) 流能力。由于VES壓裂液的獨(dú)特性能,使其具有比傳統(tǒng)聚合物壓裂體系更加廣闊的發(fā)展前 景。根據(jù)目前對(duì)水基壓裂液研究和應(yīng)用的情況以及水力壓裂技術(shù)的發(fā)展實(shí)際, 從油藏可持 續(xù)開(kāi)采的角度考慮, 在我國(guó)開(kāi)展
5、清潔壓裂液的研究是十分必要的。 一是可以降低開(kāi)采過(guò)程 中對(duì)油層的傷害,保護(hù)儲(chǔ)層,穩(wěn)定產(chǎn)能;二是降低作業(yè)成本;三是為當(dāng)前國(guó)內(nèi)開(kāi)展的端部 脫砂壓裂技術(shù)提供可靠的壓裂液。 近幾年隨著壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用和研究的不斷深入, 我 國(guó)對(duì)壓裂液體系的研究與開(kāi)發(fā)也取得了很大的進(jìn)展。 目前,國(guó)內(nèi)對(duì)清潔壓裂液的研究已經(jīng) 起步,在室內(nèi)做了許多基礎(chǔ)性研究工作并已取得了較好的結(jié)果, 但還有大量的研究工作尚 待開(kāi)展, 在清潔壓裂液的配方開(kāi)發(fā)上, 尤其是用于清潔壓裂液的主劑粘彈性表面活性 劑的種類(lèi)還比較單一,生產(chǎn)成本還相對(duì)較高,應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的選擇面還比較窄,故而限制了這 種壓裂液的大規(guī)模推廣應(yīng)用。國(guó)外的斯倫貝謝公司及 Dowel
6、l 公司對(duì)該產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)較好, 國(guó)內(nèi)有幾家, 但規(guī)模不大。 從應(yīng)用上看,長(zhǎng)慶油田、大慶油田、四川氣田等分別引進(jìn) Dowell 公司的清潔壓裂液。現(xiàn) 場(chǎng)試驗(yàn),均取得良好的施工效果。清潔型水基壓裂液在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用已達(dá)到一定效果,特別 對(duì)低滲透油藏具有良好的效果,我國(guó)長(zhǎng)慶油田的清潔壓裂增產(chǎn)效果顯著。4、項(xiàng)目的基礎(chǔ)條件(與項(xiàng)目相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)、設(shè)備基礎(chǔ)和工作基礎(chǔ)) ;從 2007 年起公司開(kāi)始關(guān)注清潔壓裂液國(guó)內(nèi)外研究和使用情況,經(jīng)過(guò)調(diào)研,看準(zhǔn)新型 表面活性劑作為清潔壓裂液的市場(chǎng), 但當(dāng)時(shí)公司技術(shù)實(shí)力不夠, 與天津科技大學(xué)合作研制 能作為清潔壓裂液的表面活性劑, 經(jīng)過(guò)幾年的研發(fā), 找到了可以作為壓裂液的表面活
7、性劑, 完成了實(shí)驗(yàn)室合成,建立了性能評(píng)價(jià)體系。 2008 年在天津科技大學(xué)進(jìn)行了初步放大實(shí)驗(yàn), 取得了階段性成績(jī), 與長(zhǎng)城鉆探煤層氣公司聯(lián)合在阜新進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)初步應(yīng)用試驗(yàn), 效果比 較好,但有一定的缺欠, 2009 年針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的問(wèn)題進(jìn)行研究,主要集中在破膠劑篩選 上,經(jīng)過(guò)一年的研究,初步解決的這個(gè)問(wèn)題。 2010 年準(zhǔn)備進(jìn)行產(chǎn)品中試研究,在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn) 行試驗(yàn)。5、現(xiàn)有技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擁有設(shè)想; 依據(jù)使用目的設(shè)計(jì)了表面活性劑分子結(jié)構(gòu)并合成了產(chǎn)品,申請(qǐng)了 2 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,其中“雙生陰離子表面活性劑及其制備方法”得到的授權(quán),專(zhuān)利號(hào):ZL200510013560.1,“一種孿連季銨
8、鹽陽(yáng)離子表面活性劑及其制備方法”專(zhuān)利號(hào):200610129453,在實(shí)審中,2 項(xiàng)專(zhuān)利產(chǎn)權(quán)歸屬天津科技大學(xué)。關(guān)于破膠劑方面盡快形成專(zhuān)利,公司作為專(zhuān)利產(chǎn)權(quán)人。三、項(xiàng)目可行性分析1、資金籌措方案和預(yù)算安排;公司對(duì)本項(xiàng)目已投入資金 120 萬(wàn)元,以研發(fā)雙生陰離子表面活性劑及其制備方法和孿 連季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑及其制備方法, 2010年計(jì)劃在投入 60萬(wàn)元,申請(qǐng) 科技三項(xiàng)費(fèi) 用 80 萬(wàn)元,完善 新型清潔壓裂液的研制與應(yīng)用。2、項(xiàng)目完成后應(yīng)用可行性分析;項(xiàng)目的室內(nèi)研發(fā)依托天津科技大學(xué),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用依托煤層氣公司和鉆井液公司,所以項(xiàng)目的各個(gè)階段達(dá)到預(yù)期目標(biāo)是有保障的。項(xiàng)目完成后,煤層氣公司至少有3口井可
9、以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn),公司負(fù)責(zé)供應(yīng)壓裂液,其他配套設(shè)備及技術(shù)由煤層氣 公司保障。如果現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成功,產(chǎn)品以后的應(yīng)用僅煤層氣公司每年可以應(yīng)用幾十噸, 如果可達(dá)到油氣田壓裂,前景十分可觀。3、項(xiàng)目實(shí)施及預(yù)期成果的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益分析;項(xiàng)目中試設(shè)備及原料投資約120萬(wàn)元人民幣,廠房可以利用本公司現(xiàn)有廠地和車(chē)間。 該技術(shù)目前計(jì)劃主要用于煤層氣壓裂,由于與煤層氣公司合作,可以有3 口井試驗(yàn)井,如果效果理想,用戶(hù)滿意,大規(guī)模推廣 20 口井次,就煤層氣開(kāi)發(fā)每年可以為企業(yè)帶來(lái)產(chǎn)值 1000萬(wàn)元、利稅200萬(wàn)元以上的經(jīng)濟(jì)效益,以后可以推廣到油氣的開(kāi)發(fā),經(jīng)濟(jì)效益更加 顯著??梢园才?0人左右就業(yè),有較好的社會(huì)效
10、益。由于該技術(shù)的使用,可以減少對(duì)地 層的傷害,最大限度開(kāi)采煤層氣,減少煤層氣井的作業(yè)周期,20 口井次節(jié)約作業(yè)資金2000 萬(wàn)元,同時(shí)對(duì)不可再生資源的開(kāi)發(fā)及保護(hù),對(duì)地下環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。4、 項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分析(含技術(shù)、資金、管理的風(fēng)險(xiǎn)分析等);項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)主要由技術(shù)開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果風(fēng)險(xiǎn)。由于項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)已經(jīng)成功,中試生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)很大,公司儲(chǔ)備有足夠的資金面對(duì)中試風(fēng)險(xiǎn)?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)基本不在我們這里,由于長(zhǎng)城鉆探煤層氣公司也在尋找新型高效壓裂液,具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn),保證現(xiàn)場(chǎng)施工順利進(jìn)行。四、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃1、項(xiàng)目實(shí)施年限及年度計(jì)劃安排;項(xiàng)目預(yù)計(jì)1年完成。詳細(xì)計(jì)劃如下:2010.3-5放大研
11、究產(chǎn)品工藝,調(diào)整工藝參數(shù),為中式做準(zhǔn)備2010.6-7籌備設(shè)計(jì)生產(chǎn)車(chē)間和或聯(lián)系租用廠房,考察設(shè)備2010.8-9調(diào)試設(shè)備,進(jìn)行中式生產(chǎn)試車(chē)2010.10生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,聯(lián)系、準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2010.11-12月進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn),取得用戶(hù)使用意見(jiàn),總結(jié)中式經(jīng)驗(yàn),結(jié)題。2、項(xiàng)目的研究技術(shù)路線;表面活性劑合成放大原料配比 成膠劑的篩選清潔壓裂液性能破膠劑的篩選生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 耐溫耐剪切性能(1 )|清潔壓裂設(shè)基液的研制,包括成膠體系車(chē)間布局設(shè)膠劑的篩選等。(2)成膠,破膠,攜砂等機(jī)理研究。(3)清潔壓裂液基液性能測(cè)定,包括臨界膠束濃度、表面張力以 及黏度。(4)清潔壓裂液體系性能研究:低粘度特性、耐高溫參耐剪切性能、流變性能(5 )清潔壓裂液破膠性能。(6)清潔壓裂液攜沙表征方法的研究,即采用動(dòng)態(tài)攜沙法表 征清潔壓裂液攜沙性能。 (7)清潔壓裂液對(duì)煤層的傷害研究。3、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中需要解決的幾項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題(含技術(shù)問(wèn)題、資金籌措等);關(guān)鍵技術(shù):(1)工業(yè)原料的適應(yīng)性, ( 2)設(shè)備與工藝的協(xié)調(diào)性, (3)中試工藝參 數(shù)的確定4、項(xiàng)目預(yù)期總體目標(biāo)和階段目標(biāo),具體的考核指標(biāo)(含
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