LPG壓裂工藝評價

LPG壓裂工藝評價LPG（液化石油氣）作為一種特殊壓裂介質(zhì)，成分組成相對簡單，主要由丙烷組成，還有少量的乙烷、丙烯、丁烷和添加劑成分。添加劑成分主要是由磷酸鹽酸脂與硫酸鋁反應(yīng)生成的稠化劑，由于該稠化劑的碳鏈長度與儲層流體相近，通過調(diào)節(jié)稠化劑的濃度可以獲得理想的壓裂液黏度，從而獲得較好的攜砂效果。與常規(guī)油基壓裂液不同，LPG壓裂液所用的液化天然氣為純度達到90%的經(jīng)過分餾的HD-5丙烷和丁烷。在儲層溫度@96°C時可以選擇100%的HD-5丙烷作為壓裂液，而當溫度＞96C時則需要加入一定比例的丁烷以保證施工過程中壓裂液處于液體狀態(tài)，若選用100%的丁烷作為壓裂液則體系可以運用于150C的高溫儲層。1LPG壓裂技術(shù)特點LPG壓裂液的使用完全避免了壓裂施工過程中水的使用，與水基壓裂液相關(guān)的水敏、鹽敏、潤濕性反轉(zhuǎn)等儲層傷害可以完全消除。同時，LPG壓裂還避免了施工結(jié)束后返排水基壓裂液的處理工作，消除了壓裂液對于環(huán)境的影響，具有較好的環(huán)境效益。與常規(guī)水力壓裂技術(shù)相比，LPG壓裂技術(shù)的壓裂液返排率高、有效裂縫長度長，且壓裂液可以和儲層流體混相，提高原油的最終采收率。1.1壓裂液返排率高現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明：水基壓裂液的返排率一般都較低，壓裂施工結(jié)束后，將有會30%?80%的壓裂液滯留在儲層中，對儲層造成巨大的傷害。而LPG壓裂液由于其相對密度低、表面張力低，破膠降黏快，再加上獨特的氣化膨脹特性，返排阻力很小，施工結(jié)束后可以完全依靠自身能量在1?2d內(nèi)實現(xiàn)徹底返排，且經(jīng)過適當處理，可重復使用。LPG壓裂液的返排率為80%?100%，且大多都在90%以上。1.2有效裂縫長度長LPG壓裂介質(zhì)經(jīng)過稠化劑處理，黏度可以控制為100?1000mPa?s,具有較好的攜砂能力，并能夠均勻地鋪砂，鋪砂結(jié)束后，壓裂液氣化破膠，破膠時間可以控制在0.5?4.0h之間。因此，LPG壓裂可以獲得較長的支撐裂縫，考慮到LPG壓裂液較高的返排率，LPG獲得的支撐裂縫長度幾乎等于有效裂縫長度。1.3與油氣的混相作用LPG壓裂液與儲層流體具有較好的兼容性，尤其在油藏開發(fā)過程中，LPG可以與原油發(fā)生一次混相，界面張力為零，LPG可以和原油以任意比例互溶混合，從而獲得較高的洗油效率。另外，LPG壓裂液破膠后，黏度較低，與原油混相后可以降低原油的黏度，提高原油的流度，從而獲得較高的波及系數(shù)。原油采收率為洗油效率與波及系數(shù)的乘積，因此，經(jīng)過LPG壓裂，不僅可以獲得較高的采油速度，還能夠獲得較高的原油采收率。2LPG壓裂應(yīng)用情況目前，GasFrac能源服務(wù)公司（該公司位于加拿大的卡爾加里，成立于2006年），已經(jīng)在俄亥俄州的兩口尤蒂卡頁巖氣井上試驗使用LPG進行壓裂。2008年LPG壓裂技術(shù)在加拿大McCully致密氣藏首次投入使用，開展了100%LPG壓裂施工的先導性實驗，施工設(shè)備包括8臺LPG拖車、2臺LPG混砂車、10臺LPG泵車、2臺液氮泵車、2臺液氮車、2臺添加劑車以及1臺指揮車。壓裂施工非常順利，壓裂改造效果很好，測試有效裂縫長度達到100m以上，遠高于常規(guī)水基壓裂液獲得的有效裂縫長度。已實施約1200次作業(yè)，主要集中在加拿大西部，和美國的得克薩斯州和科羅拉多州等地區(qū)。同時，LPG壓裂液在美國、加拿大交界的Bakken頁巖油層分段改造中也得到了廣泛的應(yīng)用。eCORPInternational,LLC（簡稱eCORP）旗下全資子公司eCORPStimulationTechnologies,LLC(簡稱ecorpStim)近日宣布將推出一項能使丙烷壓裂液不可燃的丙烷相關(guān)技術(shù)。ecorpStim已經(jīng)成功證明純液態(tài)丙烷可用于碳氫化合物儲集巖壓裂。ecorpStim裝置設(shè)計提供避免使用丙烷和開采天然氣帶來的可燃性危險的多層隔絕與保護，并且壓裂過程完全自動化，遠程控制，而且無人曝露在這樣的危險過程中。ecorpStim的最新創(chuàng)新將進一步確保液態(tài)丙烷壓裂過程的自身安全操作。目前，這項技術(shù)已經(jīng)提交了專利申請，并啟動了進一步的測試和實驗，以證明其環(huán)境安全性和商業(yè)可行性。尚無現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)歷。3LPG壓裂存在的問題首先是LPG比水的成本要高，而且美國工業(yè)界已經(jīng)建立了較為完善的水力壓裂作業(yè)體系，生產(chǎn)商缺乏技術(shù)替換的動力。特里恩格爾德，賓夕法尼亞州立大學的地質(zhì)學家，因其準確計算出馬塞勒斯頁巖的潛在頁巖氣產(chǎn)能，而被稱為馬塞勒斯頁巖的“教父”。他認為，“水是能夠機械地破開巖石的最有效的流體”。其次是該技術(shù)尚不成熟，其安全性還有待檢驗。由于LPG常溫常壓下屬于易燃易爆氣體，因此施工過程中的壓裂液儲罐、管線、閥門、泵等都需要適應(yīng)LPG的特性而特殊設(shè)計。整個壓裂過程是一個閉環(huán)系統(tǒng)，在施工過程的各個階段，儲罐與管線中都有很高的壓力，施工的各個流程都需要嚴謹?shù)姆阑鸱辣踩O(shè)計。2011年1月，在加拿大阿爾伯塔省一個采用LPG壓裂技術(shù)的開采現(xiàn)場發(fā)生了一起火災，三名工人被燒傷。GasFrac公司表示未被檢測到的LPG泄漏是該起事故的罪魁禍首?，F(xiàn)在，GasFrac公司正不斷改進技術(shù)并完善安全標準，同時也希望到那些對環(huán)境和水資源要求高的頁巖氣產(chǎn)地進行作業(yè)。4結(jié)論與認識LPG壓裂液具有黏度低、表面張力低，與儲層流體完全兼容的特點。有效地克服了常規(guī)水基壓裂液儲層污染嚴重、返排率低等缺點。與常規(guī)水力壓裂技術(shù)相比，LPG壓裂技術(shù)的壓裂液返排率高、有效裂縫長度長，且壓裂液可以和儲層流體混相，提高原油的最終采收率。數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)都表明，LPG壓裂技術(shù)