页岩气井返排液离子来源分析及启示

发布时间：2021-04-14 03:19

　　大多数页岩气井返排液离子及矿化度随返排时间增加而增加,页岩与压裂液作用存在离子交换现象,但对于页岩与压裂液间离子交换的原因以及离子来源研究较少。通过对某区块页岩与压裂液作用后离子类型及含量变化的量化分析,计算出了各种物质对溶液矿化度的贡献率,探索了页岩气井返排液离子来源及离子交换机理,并通过离子强度、总硬度计算,分析了页岩与压裂液作用后胶液的稳定性与二者之间的关系。研究结果表明,页岩与压裂液作用后会发生离子交换,储层中各类可溶无机盐的溶解及黏土矿物是返排液中离子的重要来源;页岩天然裂缝或孔隙中充填有大量的可溶盐,页岩中水溶性可溶盐含量在页岩中占到了较大的比例;页岩与压裂液作用后胶液的稳定性由表面电荷控制,液体离子强度越大,胶液就越不稳定,矿物质越倾向于聚集进而导致裂缝张度或者孔的堵塞,影响气井产能;在页岩气井优化设计中,要根据页岩与压裂液作用后离子类型、浓度以及胶液稳定性结果对压裂液配方进行优化,尽可能防止液体絮凝沉淀的产生。 

【文章来源】：钻采工艺. 2020,43(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

页岩与压裂液作用后电导率随时间变化结果

溶液的离子强度与溶液胶液的稳定性有非常大的关系，Maaz Ali等人在2016年的研究中得到溶液的离子强度与电动电位绝对值成反比，电动电位绝对值较高的胶液会有较低的集聚趋势，稳定性更强。采用某平台A井和B井现场返排液，取上层清液，测定不同返排时间所取返排液的离子组成，计算返排液离子强度，计算结果见图2，现场该平台采用地层水混配作为压裂液，矿化度非常高，两口井计算的离子强度高达0.7，溶液中的粒子非常倾向于絮凝。把这2口井的返排液静置在90℃的烘箱中，发现返排液絮凝状沉淀越来越多，见图3，与未进入地层的滑溜水相比，液体不稳定，絮凝趋势越来越强。室内页岩与水浸泡后测试计算的离子强度最高也只有0.007，液体稳定，整个实验过程中未见絮凝沉淀产生。在页岩气井中，常常多次重复利用其它井返排液配制压裂液，由于页岩与压裂液作用会造成返排液矿化度越来越高，在地层可能会絮凝造成堵塞孔隙吼道及裂缝。因此，为了避免或者减少絮凝沉淀的发生，在重复利用返排液时要检测离子类型及矿化度，控制离子含量，优化压裂液配方。图3 返排液絮凝状物

返排液絮凝状物

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3136551