[发明专利]利用液态瓜胶实现连续混配系统及其混配工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油气井压裂施工配液工艺技术领域，特别涉及一种利用液态瓜胶实现连续混配系统及其混配工艺。

背景技术

水力压裂技术是一项有广泛应用前景的油气井增产措施。在施工过程中，压裂液的质量对压裂作业的成功与否起了至关重要的作用。压裂液由瓜胶粉和水按一定的比例配制成基液，并根据地层不同情况的需要添加了一定量的交联剂、破胶剂、助排剂和防膨剂等，最终形成具有一定粘度从而将陶粒带到地层中去的液体。使用瓜胶粉末配制压裂液时，有两个方面的问题，一方面是容易出现“鱼眼”，影响压裂液的性能；另一方面，瓜胶粉末与水混合后，溶胀需要一定的时间，从而使循环时间加长，影响施工质量和进度。

随着水平井技术的日益成熟，目前水平井所占比例逐年增大，压裂施工规模也逐年增大，压裂液由开始的几百方液到目前的一万多方液，配制如此大量的压裂液需要几天的时间，放置长时间的压裂液容易腐坏变质从而影响压裂液的性能，同时受施工现场场地的制约，边配液边施工的连续式混配压裂工艺不断发展并日益成熟。这样可以大大节约大量压裂液，因为施工结束后罐底总残留一定量基液，不但节约成本还减少了对环境的污染。

在已公开专利CN101434836公开了一种压裂液连续混配方法，其利用速溶瓜胶进行连续混配，若利用普通瓜胶将无法进行连续混配。同时速溶瓜胶分子量相对较小，配制的压裂液对于地层温度较高的特殊地层及砂比较高时无法满足施工要求。由于普通瓜胶粉的水化溶胀时间较长，为解决这一问题，我们将普通瓜胶先配成液态瓜胶，从而有效缩短了普通瓜胶的水化溶胀时间，可以利用这种液态瓜胶进行连续混配。因液态瓜胶粘度非常大，普通混砂车液体添加剂泵无法将液态瓜胶抽吸到搅拌槽内进行配液，同时国内也未见有利用液态瓜胶进行连续配液的工艺及配套设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种以生产油气井压裂液，通过计算机参数设定及控制实现压裂液连续混配，提高混配效率，降低工人劳动强度，节约成本支出的利用液态瓜胶实现连续混配系统。

本发明的另一目的是基于一种利用液态瓜胶实现连续混配系统提供一种满足压裂施工的边配边注的连续式压裂施工工艺的要求的混配工艺。

为此，本发明技术方案如下：

一种利用液态瓜胶实现连续混配系统，包括混合液配制系统、压裂液配制系统、压裂液输送系统和计算机控制系统，其中：

所述混合液配制系统包括清水罐、液态瓜胶罐、清水输送系统、液态瓜胶输送系统、混合罐和混合液输送系统，所述清水输送系统包括连通所述清水罐和所述混合罐之间的连接管道以及设置在所述连接管道上的第一大排量液体泵和第一流量计量器；所述液态瓜胶输送系统包括连通所述液态瓜胶罐和所述混合罐之间的连接管道及安装在所述连接管道上的高粘度液体泵和第二流量计量器；所述混合液输送系统包括连通所述混合罐和混砂罐之间的连接管道及安装在所述连接管道上的第二大排量液体泵和第三流量计量器；

所述压裂液配制系统包括混砂罐、胶囊破胶剂罐、陶粒砂罐、胶囊破胶剂输送系统、陶粒砂输送系统、第一类液体添加剂输送系统和第二类液体添加剂输送系统，所述胶囊破胶剂输送系统包括连通所述胶囊破胶剂罐和所述混砂罐的连接管道及安装在所述连接管道上的颗粒输送泵；所述陶粒砂输送系统包括连通所述陶粒砂罐和所述混砂罐的连接管道及安装在所述连接管道上的绞龙；所述第一类液体添加剂输送系统包括第一类液体添加剂罐、连通所述第一类液体添加剂罐和所述混砂器的连接管道及安装在所述连接管道上的第一小流量液体计量泵和第四流量计量器；所述第二类液体添加剂输送系统包括第二类液体添加剂罐、连通所述第二类液体添加剂罐和所述压裂液液输送系统管道的连接管道及安装在所述连接管道上的第二小流量液体计量泵和第五流量计量器；

所述压裂液输送系统包括与所述混砂罐连通的出液管道及安装在所述出液管道上的第三大排量液体泵和第六流量计量器，所述第二类液体添加剂罐与所述压裂液输送系统之间的连接管道连接至靠近所述出液管道的出液端口处；

具体地，所述第一类液体添加剂罐及其第一类液体添加剂输送系统，所述第二类液体添加剂罐及其第二类液体添加剂输送系统中由于添加剂的种类不唯一，因此添加剂罐的数量均为多个，同时，每个添加剂罐与混砂器或出液管道之间均设置有连接管道和设置在连接管道上的计量泵和计量器。其中，在配液过程中液体添加剂分两部分注入，所述第一类液体添加剂如防膨剂、交联剂、杀菌剂和发泡剂等在配置基液的混砂罐中加入，所述第二类液体添加剂如液氮则在压裂液注入地层前加入。每一类液体添加剂在加入过程中可根据实际情况微调液体添加剂的加入顺序。