盡管 PGA 可降解壓裂球具有較高的可靠性,但在實(shí)際施工過程中,仍可能出現(xiàn)一些異常情況,為此制定了完善的應(yīng)急處理措施。若出現(xiàn)壓裂球未按預(yù)設(shè)時(shí)間降解的情況,例如超過 15 天仍未完全降解,可通過注入堿性溶液(pH 值控制在 10 - 12 之間)來加速其水解反應(yīng),通常在 24 小時(shí)內(nèi)可使降解率提升 50%。若遇到壓裂球入座失敗,導(dǎo)致壓力無法建立的情況,可采用連續(xù)油管下入微型磨銑工具,對壓裂球進(jìn)行局部破碎處理。由于 PGA 材料具有適中的脆性,其磨銑效率比鋼球高 3 倍,能夠快速解決入座失敗問題,避免對整個(gè)壓裂作業(yè)造成嚴(yán)重影響。在華北油田某井的應(yīng)急處理中,通過注入堿性溶液加速降解,成功解決了因井溫偏低導(dǎo)致的降解延遲問題,保障了壓裂作業(yè)的順利進(jìn)行。工作溫度≥80℃,適用于中高溫油氣藏,高溫下仍保持降解可靠性。鎮(zhèn)江高溫耐受PGA可降解壓裂球作用
隨著復(fù)合壓裂工藝(如水力 - 二氧化碳混合壓裂)的廣泛應(yīng)用,對壓裂球的性能提出更高要求。PGA 可降解壓裂球通過材料配方調(diào)整,增強(qiáng)對多種壓裂介質(zhì)的耐受性。在二氧化碳 - 水基混合壓裂液環(huán)境中(CO?分壓 15MPa),經(jīng)特殊處理的 PGA 壓裂球仍能保持穩(wěn)定的密封性能,且降解過程不受 CO?酸性影響。在四川某頁巖氣田的復(fù)合壓裂作業(yè)中,PGA 壓裂球與復(fù)合壓裂工藝完美適配,實(shí)現(xiàn)了各層段的高效改造,單井產(chǎn)量較常規(guī)水力壓裂提升 22%。該研究成果表明,PGA 壓裂球在復(fù)雜壓裂工藝中具有良好的適應(yīng)性,為新型壓裂技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力支撐 。上??焖俳到釶GA可降解壓裂球生產(chǎn)廠家表面硬化處理增強(qiáng)耐沖蝕性,適用于高砂比、大排量致密油藏壓裂。
PGA 可降解壓裂球的溶解周期可通過材料配方精確調(diào)控,5 - 15 天的靈活范圍滿足不同壓裂工藝需求。這種可控性源于 PGA 的分子量設(shè)計(jì),高分子量材料降解慢,低分子量材料降解快,研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過聚合度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)精確控制,誤差范圍≤±1 天。例如,對于需要快速返排的頁巖氣壓裂井,可定制 5 天降解的產(chǎn)品,確保壓裂后立即投產(chǎn);而對于多層段壓裂井,可采用 15 天降解的球,分步完成各層段改造。在實(shí)際應(yīng)用中,通過建立基于 Arrhenius 方程的動(dòng)力學(xué)模型:lnk = lnA - Ea/RT,其中 k 為降解速率常數(shù),A 為指前因子,Ea 為活化能(45 - 55kJ/mol),R 為氣體常數(shù),T 為對應(yīng)溫度。通過該模型,可根據(jù)井溫預(yù)測降解周期,誤差≤5% 。如井溫 80℃時(shí)預(yù)測 10 天降解,實(shí)際測試結(jié)果為 9.8 天;井溫 100℃時(shí)預(yù)測 6 天降解,實(shí)測 5.9 天。這種精確的控制和預(yù)測能力,為現(xiàn)場施工提供了科學(xué)依據(jù),使施工人員能夠根據(jù)不同井況,合理安排施工進(jìn)度和后續(xù)生產(chǎn)計(jì)劃 。
蘇州市煥彤科技與國內(nèi)多所高校(如四川大學(xué)、中國石油大學(xué))建立產(chǎn)學(xué)研合作,共建 “可降解石油工程材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。合作內(nèi)容包括:PGA 材料的分子設(shè)計(jì)、降解動(dòng)力學(xué)研究、井下工況模擬測試等。這種模式加速了技術(shù)轉(zhuǎn)化:高校負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究(如 PGA 的開環(huán)聚合機(jī)理),企業(yè)負(fù)責(zé)工程化應(yīng)用(如注塑成型工藝優(yōu)化)。近三年來,合作團(tuán)隊(duì)發(fā)表 SCI 論文 15 篇,申請發(fā)明專利 8 項(xiàng),其中 3 項(xiàng)已轉(zhuǎn)化為 PGA 壓裂球的主要技術(shù),形成了 “基礎(chǔ)研究 - 應(yīng)用開發(fā) - 產(chǎn)業(yè)落地” 的良性創(chuàng)新生態(tài)。極地應(yīng)用改良品拓寬作業(yè)范圍,突破低溫環(huán)境工具使用限制。
70MPa 的工作壓差能力使 PGA 可降解壓裂球適用于超高壓壓裂作業(yè),如四川盆地龍馬溪組頁巖氣井,其破裂壓力≥60MPa。產(chǎn)品在壓差循環(huán)測試中,即在 0 - 70MPa 反復(fù)加載的情況下,密封面無塑性變形,滿足 API 11D1 標(biāo)準(zhǔn)對井下工具的耐壓要求?,F(xiàn)場應(yīng)用時(shí),該參數(shù)確保壓裂過程中球座密封的可靠性,避免層間竄流,提升壓裂效果。同時(shí),高壓差下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也保障了多段壓裂時(shí)的分段隔離精度,尤其適合需要大排量、高砂比的壓裂工藝。在超高壓壓裂作業(yè)中,壓裂球需要承受巨大的壓力差,一旦密封失效,就會(huì)導(dǎo)致壓裂液無法按照預(yù)定的層段進(jìn)行注入,影響壓裂效果,甚至可能導(dǎo)致整個(gè)壓裂作業(yè)失敗。PGA 可降解壓裂球憑借其優(yōu)異的耐壓性能和密封性能,能夠在超高壓環(huán)境下穩(wěn)定工作,確保壓裂作業(yè)的順利進(jìn)行,提高油氣開采效率 。老井重復(fù)壓裂避開原有工具,降解后不影響生產(chǎn)通道,助力挖潛。浙江定制化PGA可降解壓裂球廠商
壓差循環(huán)測試無塑性變形,保障壓裂時(shí)球座密封可靠不竄流。鎮(zhèn)江高溫耐受PGA可降解壓裂球作用
煥彤科技的PGA可降解壓裂球研發(fā)遵循“需求驅(qū)動(dòng)-材料創(chuàng)新-工程驗(yàn)證”的技術(shù)路線:針對油田高溫、高壓、高礦化度的需求,持續(xù)改進(jìn)材料配方:初代產(chǎn)品(2018):解決基本降解性,適用于80℃、50MPa井況;第二代產(chǎn)品(2020):提升強(qiáng)度至80MPa,適應(yīng)70MPa壓差;第三代產(chǎn)品(2022):實(shí)現(xiàn)降解速率精確控制(誤差±1天),耐礦化度300000ppm;第四代產(chǎn)品(2024):開發(fā)智能型球,集成傳感功能。這種持續(xù)創(chuàng)新使產(chǎn)品技術(shù)始終保持行業(yè)前沿,2023年該技術(shù)獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。鎮(zhèn)江高溫耐受PGA可降解壓裂球作用