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在壓裂過(guò)程中，根據(jù)需要將干聚合物粉末和水混合制成減摩劑，不僅可以降低添加劑的成本，還可以降低測(cè)試大幅簡(jiǎn)化配方與更復(fù)雜混合配方是否有效的成本。
 
 
圖1 Hibernia Resources公司的Boss Hogg區(qū)塊位于Permian區(qū)塊，該區(qū)塊在壓裂過(guò)程中混合了減摩劑。資料來(lái)源:Hibernia Resources III。
 
DCS技術(shù)副總裁Mark Van Domelen表示，對(duì)于井下化學(xué)解決方案(DCS)來(lái)說(shuō)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攪拌，減少了起鉆次數(shù)和生成穩(wěn)定液體所需的化學(xué)物質(zhì)量，每加侖減阻劑的平均成本可降低約30%。
聚丙烯酰胺在行業(yè)定價(jià)上競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，我們可以進(jìn)一步降低摩擦減速器的成本。
 
聚丙烯酰胺通常被描述為摩擦減速器的關(guān)鍵成分。供應(yīng)商還會(huì)添加一些成分來(lái)創(chuàng)造一種穩(wěn)定的液體，以及其他被認(rèn)為可以提高性能的成分。DCS將干聚合物送到井架上就地混合，唯一的其他成分是客戶(hù)提供的水。
 
范多梅倫說(shuō)：“這是一家私營(yíng)公司的制勝戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，即使在去年的經(jīng)濟(jì)衰退期間也迅速增長(zhǎng)。DCS將混合裝置的數(shù)量從1個(gè)增加到16個(gè)，干聚合物的銷(xiāo)量也從10%增加到90%。”
 
約翰布萊文是該公司的客戶(hù)之一，他是休斯頓Hibernia Resources III公司的首席運(yùn)營(yíng)官，也是該公司的早期采用者之一，他撰寫(xiě)了一篇關(guān)于在壓裂過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)制造減摩擦劑的論文的主要作者。
 
聚合物是聚丙烯酰胺。當(dāng)布萊文與DCS合作開(kāi)發(fā)一口井時(shí)，他直接從少數(shù)幾家根據(jù)他的規(guī)格生產(chǎn)聚合物的化學(xué)公司之一購(gòu)買(mǎi)。DCS發(fā)票上的價(jià)格將是每磅的價(jià)格，包括聚合物和服務(wù)的成本。
 
該論文在非常規(guī)資源技術(shù)大會(huì)(URTeC)上發(fā)表，其中包括一個(gè)圖表，顯示了各個(gè)階段的成本，與使用液體壓裂的類(lèi)似階段相比，干壓裂階段的平均成本要低27%至31%。
 
對(duì)于Blevins公司來(lái)說(shuō)，這種混合物的簡(jiǎn)單性是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵摴咎貏e關(guān)注化學(xué)物質(zhì)在井下可能發(fā)生的反應(yīng)。
 
他說(shuō):“在向地下泵入任何東西之前，我們進(jìn)行了6個(gè)月的研究，以確保我們擁有正確的壓裂添加劑組合。”“我們確實(shí)研究了幾乎每口井和每一個(gè)著陸點(diǎn)，以確保使用的化學(xué)品兼容。”
 
混合的結(jié)果
 
干粉只占減速器市場(chǎng)的一小部分，但它正在增長(zhǎng)。
 
那些銷(xiāo)售干粉混合劑的公司必須回應(yīng)基于早期失敗的擔(dān)憂(yōu)。該行業(yè)的先驅(qū)者證明，簡(jiǎn)單地將減摩劑和水混合在一起，就會(huì)使設(shè)備產(chǎn)生粘性，迫使壓裂作業(yè)停止。范·多梅倫稱(chēng)：“你不能把它像瓜爾一樣扔進(jìn)水里，把聚丙烯酰胺和水放在一起可能會(huì)導(dǎo)致“聚合物團(tuán)塊，會(huì)堵塞泵和攪拌機(jī)。”
 
URTeC的論文描述了DCS設(shè)計(jì)的粉末輸送和混合裝置，這些裝置安裝在卡車(chē)拖車(chē)中。對(duì)DCS所做的工作的描述說(shuō)明了很難可靠地交付一個(gè)平滑的混合。
 
范多梅倫表示，這需要一個(gè)高能混合過(guò)程。DCS的方法依靠一個(gè)利用伯努利效應(yīng)的噴嘴來(lái)產(chǎn)生真空，將粉末吸入，并將其與一定量的水結(jié)合，形成濃縮液體。在壓力泵送過(guò)程中，濃縮液根據(jù)需要流入壓裂混合器。
 
裝干聚合物的拖車(chē)包括一個(gè)濕度控制單元，以確保聚合物不會(huì)結(jié)塊。水的攝入可以提供實(shí)時(shí)的化學(xué)分析，因?yàn)樗慕M成可能會(huì)改變，從而影響性能。
 
到目前為止，DCS已經(jīng)混合了3500萬(wàn)磅聚合物，每磅聚合物可以產(chǎn)生2.5加侖的濃縮減摩劑。范多梅倫表示，他們已經(jīng)完成了Permian、Haynesville、Oklahoma和Eagle Ford的作業(yè)，幾乎沒(méi)有停工期。
 
雖然該公司沒(méi)有報(bào)告其作業(yè)的停機(jī)時(shí)間，但Blevins表示，在Hibernia進(jìn)行的110天壓裂作業(yè)中，只有2小時(shí)的停機(jī)時(shí)間是由于該系統(tǒng)造成的。
 
 
圖2 井下化學(xué)解決方案設(shè)計(jì)的裝置可以輸送干聚合物，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混合，從而在壓裂過(guò)程中持續(xù)提供減摩劑。來(lái)源:井下化學(xué)溶液。
 
 
在壓裂過(guò)程中生產(chǎn)流體，使得Hibernia壓裂團(tuán)隊(duì)可以在泵送過(guò)程中調(diào)整減摩劑的性能，即使裂縫中的數(shù)據(jù)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。在一個(gè)PAD上，Blevins說(shuō)性能非常差，hibernate停止了工作，用一種不同的聚丙烯酰胺粉末來(lái)完成工作。
 
“我們的水域發(fā)生了變化。結(jié)果表明，我們的減摩劑并沒(méi)有產(chǎn)生與之前階段相同的減摩效果，從那兒開(kāi)始，工作按計(jì)劃進(jìn)行。”Blevins并補(bǔ)充道。
 
Blevins公司在現(xiàn)場(chǎng)混合聚合物時(shí)，為減少摩擦，每加侖的聚合物用量大大減少。他認(rèn)為，這可能是因?yàn)橐后w混合物中的液體會(huì)在軟管上形成殘留物，留下一些聚合物。他擔(dān)心液體減摩劑的某些成份是否有缺點(diǎn)。
 
不間斷運(yùn)行中
 
Van Domelen認(rèn)為將聚合物與由礦物油和水制成的乳化液混合液體沒(méi)有問(wèn)題，而DCS出售這種乳化液。他表示，有些液體是懸浮液——聚合物在一種包括懸浮劑、表面活性劑和分散劑的液體中傳遞。考慮到其中一些稱(chēng)份可能會(huì)對(duì)地層造成損害，減摩劑可能造成的產(chǎn)量損失遠(yuǎn)小于瓜爾，而瓜爾已被該公司大量取代。
 
改用干聚合物在一定程度上簡(jiǎn)化了采購(gòu)。DCS提供的選擇是基于化工公司提供的聚丙烯酰胺的范圍，選擇是多種多樣的。聚合物分子有不同的尺寸，這有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，陽(yáng)離子和陰離子電荷可以影響破壞性反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，每一個(gè)變量都是價(jià)格的因素。
 
與添加劑制造商提供的配方范圍相比，這些變量是有限的。這些制造商銷(xiāo)售定制的(通常是專(zhuān)利的)混合物，其中含有承諾能提高性能的成分。
 
 
 
 
 
Rockwater Energy Solutions公司是添加劑生產(chǎn)商之一，該公司技術(shù)副總裁Brian Price表示，需要權(quán)衡成本節(jié)約對(duì)壓裂井性能的影響。他說(shuō):“這又回到了特定領(lǐng)域的適用性上。”
 
對(duì)于作業(yè)者來(lái)說(shuō)，衡量油井效果的唯一方法就是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。就連喜歡使用聚合物粉末的布萊文也毫不掩飾。Hibernia最近一直在測(cè)試一種液體摩擦減速器。布萊文斯沒(méi)有談?wù)摻Y(jié)果，但他表示，他希望今年晚些時(shí)候回到干摩擦減速器。
 
他想知道在二疊紀(jì)Midland盆地現(xiàn)場(chǎng)混合干粉壓裂的井是否比使用液體壓裂的井表現(xiàn)更好。到目前為止，這只是一種直覺(jué)。
 
布萊文稱(chēng)，有些東西與生產(chǎn)有關(guān)，我們還沒(méi)有得到分析。我認(rèn)為我們正在看到產(chǎn)量更好的油井，但現(xiàn)在下結(jié)論還為時(shí)過(guò)早。