在壓裂過程中，根據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，還可以降低測試大幅簡化配方與更復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)塊在壓裂過程中混合了減摩劑。資料來源:Hibernia Resources III。
DCS技術副總裁Mark Van Domelen表示，對于井下化學解決方案(DCS)來說，通過現場攪拌，減少了起鉆次數和生成穩(wěn)定液體所需的化學物質量，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)定價上競爭非常激烈，我們可以進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鍵成分。供應商還會添加一些成分來創(chuàng)造一種穩(wěn)定的液體，以及其他被認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提供的水。
范多梅倫說：“這是一家私營公司的制勝戰(zhàn)略轉變，即使在去年的經濟衰退期間也迅速增長。DCS將混合裝置的數量從1個增加到16個，干聚合物的銷量也從10%增加到90%。”
約翰布萊文是該公司的客戶之一，他是休斯頓Hibernia Resources III公司的首席運營官，也是該公司的早期采用者之一，他撰寫了一篇關于在壓裂過程中現場制造減摩擦劑的論文的主要作者。
聚合物是聚丙烯酰胺。當布萊文與DCS合作開發(fā)一口井時，他直接從少數幾家根據他的規(guī)格生產聚合物的化學公司之一購買。DCS發(fā)票上的價格將是每磅的價格，包括聚合物和服務的成本。
該論文在非常規(guī)資源技術大會(URTeC)上發(fā)表，其中包括一個圖表，顯示了各個階段的成本，與使用液體壓裂的類似階段相比，干壓裂階段的平均成本要低27%至31%。
對于Blevins公司來說，這種混合物的簡單性是一個優(yōu)勢，因為該公司特別關注化學物質在井下可能發(fā)生的反應。
他說:“在向地下泵入任何東西之前，我們進行了6個月的研究，以確保我們擁有正確的壓裂添加劑組合。”“我們確實研究了幾乎每口井和每一個著陸點，以確保使用的化學品兼容。”
混合的結果
干粉只占減速器市場的一小部分，但它正在增長。
那些銷售干粉混合劑的公司必須回應基于早期失敗的擔憂。該行業(yè)的先驅者證明，簡單地將減摩劑和水混合在一起，就會使設備產生粘性，迫使壓裂作業(yè)停止。范·多梅倫稱：“你不能把它像瓜爾一樣扔進水里，把聚丙烯酰胺和水放在一起可能會導致“聚合物團塊，會堵塞泵和攪拌機。”
URTeC的論文描述了DCS設計的粉末輸送和混合裝置，這些裝置安裝在卡車拖車中。對DCS所做的工作的描述說明了很難可靠地交付一個平滑的混合。
范多梅倫表示，這需要一個高能混合過程。DCS的方法依靠一個利用伯努利效應的噴嘴來產生真空，將粉末吸入，并將其與一定量的水結合，形成濃縮液體。在壓力泵送過程中，濃縮液根據需要流入壓裂混合器。
裝干聚合物的拖車包括一個濕度控制單元，以確保聚合物不會結塊。水的攝入可以提供實時的化學分析，因為水的組成可能會改變，從而影響性能。
到目前為止，DCS已經混合了3500萬磅聚合物，每磅聚合物可以產生2.5加侖的濃縮減摩劑。范多梅倫表示，他們已經完成了Permian、Haynesville、Oklahoma和Eagle Ford的作業(yè)，幾乎沒有停工期。
雖然該公司沒有報告其作業(yè)的停機時間，但Blevins表示，在Hibernia進行的110天壓裂作業(yè)中，只有2小時的停機時間是由于該系統造成的。
圖2 井下化學解決方案設計的裝置可以輸送干聚合物，并在現場進行混合，從而在壓裂過程中持續(xù)提供減摩劑。來源:井下化學溶液。
在壓裂過程中生產流體，使得Hibernia壓裂團隊可以在泵送過程中調整減摩劑的性能，即使裂縫中的數據沒有達到預期。在一個PAD上，Blevins說性能非常差，hibernate停止了工作，用一種不同的聚丙烯酰胺粉末來完成工作。
“我們的水域發(fā)生了變化。結果表明，我們的減摩劑并沒有產生與之前階段相同的減摩效果，從那兒開始，工作按計劃進行。”Blevins并補充道。
Blevins公司在現場混合聚合物時，為減少摩擦，每加侖的聚合物用量大大減少。他認為，這可能是因為液體混合物中的液體會在軟管上形成殘留物，留下一些聚合物。他擔心液體減摩劑的某些成份是否有缺點。
不間斷運行中
Van Domelen認為將聚合物與由礦物油和水制成的乳化液混合液體沒有問題，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?？紤]到其中一些稱份可能會對地層造成損害，減摩劑可能造成的產量損失遠小于瓜爾，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化了采購。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)點和缺點，陽離子和陰離子電荷可以影響破壞性反應的風險，每一個變量都是價格的因素。
與添加劑制造商提供的配方范圍相比，這些變量是有限的。這些制造商銷售定制的(通常是專利的)混合物，其中含有承諾能提高性能的成分。
Rockwater Energy Solutions公司是添加劑生產商之一，該公司技術副總裁Brian Price表示，需要權衡成本節(jié)約對壓裂井性能的影響。他說:“這又回到了特定領域的適用性上。”
對于作業(yè)者來說，衡量油井效果的唯一方法就是進行現場測試。就連喜歡使用聚合物粉末的布萊文也毫不掩飾。Hibernia最近一直在測試一種液體摩擦減速器。布萊文斯沒有談論結果，但他表示，他希望今年晚些時候回到干摩擦減速器。
他想知道在二疊紀Midland盆地現場混合干粉壓裂的井是否比使用液體壓裂的井表現更好。到目前為止，這只是一種直覺。
布萊文稱，有些東西與生產有關，我們還沒有得到分析。我認為我們正在看到產量更好的油井，但現在下結論還為時過早。
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