盘锦市科技技术计划项目

盘锦市科技技术计划项目可行性报告项目名称:新型清洁压裂液的研制与应用承担单位:盘锦恒益化工有限公司协作单位:天津科技大学长城钻探煤层气公司项目负责人:叶伟填报日期：2010年3月6日1一、申报单位基本情况盘锦恒益化工有限公司成立于1999年6月，注册资本300万元人民币，属于民营有限责任公司，公司办公地点坐落在兴隆台区渤海街，生产车间在曙光街，主要生产油田化工助剂：净水剂系列产品、提高原油采收率系列产品、清洁压裂液系列产品、表面活性剂系列产品等，本单位产品产值规模3000-5000万元/年，公司在册员工20人，外聘人员10人，其中具有中高级职称技术12人，本公司长期与天津科技大学技术合作，与长城钻探煤层气公司和钻井液公司业务合作，使公司有坚实的技术和市场后盾。公司具有生产和检测油田化工助剂的车间和实验室，保证项目实施和产品生产的顺利进行，公司每年提取100万元资金进行科技投入，研发新产品和提高产品技术。二、项目基本情况1、项目主要研究内容（项目的主要技术指标）；从油藏可持续开采的角度考虑，开发的产品具有以下优点：降低开采过程中对油层的伤害，保护储层，稳定产能；降低作业成本；为当前国内开展的端部脱砂压裂技术提供可靠的压裂液。关键技术：（1）设计合成新型表面活性剂，研究形成粘弹性体系大工艺。（2）对该体系粘弹性、流变性、破胶液黏度、破胶液表面张力、残渣含量等指标进行评价。（3）对清洁压裂液粘弹性机理进行探讨，以期可以建立一套以粘弹性性质为依据的标准和定量表征。解决方案：（1）清洁压裂液基液的研制，包括成胶体系的确定，破胶剂的筛选等。（2）成胶，破胶，携砂等机理研究。（3）清洁压裂液基液性能测定，包括临界胶束浓度、表面张力以及黏度。（4）清洁压裂液体系性能研究：低粘度特性、耐高温、耐剪切性能、流变性能。（5）清洁压裂液破胶性能。（6）清洁压裂液携沙表征方法的研究，即采用动态携沙法表征清洁压裂液携沙性能。（7）清洁压裂液对煤层的伤害研究。2、项目主要技术难点和创新点；设计合适的分子结构，寻找理想的破胶剂。建立清洁压裂液携砂性能表征方法。提出用模量表征具有粘弹性的清洁压裂液性能。3、相关领域国内外技术、产业现状和发展趋势；国外压裂液有着体系配套、种类齐全、针对性强等特点。我国压裂液体系的研究与开发因起步较晚，与国外相比尚有一定的差距。国外对清洁压裂液的研究和应用表明：高效、低伤害、低成本是压裂液发展的主题。VES压裂液提供了很多的优点并且能改善裂缝的导流能力。由于VES压裂液的独特性能，使其具有比传统聚合物压裂体系更加广阔的发展前景。根据目前对水基压裂液研究和应用的情况以及水力压裂技术的发展实际，从油藏可持续开采的角度考虑，在我国开展清洁压裂液的研究是十分必要的。一是可以2降低开采过程中对油层的伤害，保护储层，稳定产能；二是降低作业成本；三是为当前国内开展的端部脱砂压裂技术提供可靠的压裂液。近几年随着压裂技术的广泛应用和研究的不断深入，我国对压裂液体系的研究与开发也取得了很大的进展。目前，国内对清洁压裂液的研究已经起步，在室内做了许多基础性研究工作并已取得了较好的结果，但还有大量的研究工作尚待开展，在清洁压裂液的配方开发上，尤其是用于清洁压裂液的主剂——粘弹性表面活性剂的种类还比较单一，生产成本还相对较高，应用现场的选择面还比较窄，故而限制了这种压裂液的大规模推广应用。国外的斯伦贝谢公司及Dowell公司对该产品的开发较好，国内有几家，但规模不大。从应用上看，长庆油田、大庆油田、四川气田等分别引进Dowell公司的清洁压裂液。现场试验，均取得良好的施工效果。清洁型水基压裂液在现场的应用已达到一定效果，特别对低渗透油藏具有良好的效果，我国长庆油田的清洁压裂增产效果显著。4、项目的基础条件（与项目相关的现有技术、设备基础和工作基础）；从2007年起公司开始关注清洁压裂液国内外研究和使用情况，经过调研，看准新型表面活性剂作为清洁压裂液的市场，但当时公司技术实力不够，与天津科技大学合作研制能作为清洁压裂液的表面活性剂，经过几年的研发，找到了可以作为压裂液的表面活性剂，完成了实验室合成，建立了性能评价体系。2008年在天津科技大学进行了初步放大实验，取得了阶段性成绩，与长城钻探煤层气公司联合在阜新进行了现场初步应用试验，效果比较好，但有一定的缺欠，2009年针对现场试验的问题进行研究，主要集中在破胶剂筛选上，经过一年的研究，初步解决的这个问题。2010年准备进行产品中试研究，在现场进行试验。5、现有技术的知识产权情况及自主知识产权的拥有设想；依据使用目的设计了表面活性剂分子结构并合成了产品，申请了2项国家发明专利，其中“双生阴离子表面活性剂及其制备方法”得到的授权，专利号：ZL200510013560.1，“一种孪连季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法”专利号：200610129453，在实审中，2项专利产权归属天津科技大学。关于破胶剂方面尽快形成专利，公司作为专利产权人。三、项目可行性分析1、资金筹措方案和预算安排；公司对本项目已投入资金120万元，以研发双生阴离子表面活性剂及其制备方法和孪连季铵盐阳离子表面活性剂及其制备方法，2010年计划在投入60万元，申请科技三项费用80万元，完善新型清洁压裂液的研制与应用。2、项目完成后应用可行性分析；项目的室内研发依托天津科技大学，现场应用依托煤层气公司和钻井液公司，所以项目的各个阶段达到预期目标是有保障的。项目完成后，煤层气公司至少有3口井可以进行现场应用试验，公司负责供应压裂液，其他配套设备及技术由煤层气公司保障。如果现场试验成功，产品以后的应用仅煤层气公司每年可以应用几十吨，如果可达到油气田压裂，前景十分可观。3、项目实施及预期成果的经济、社会、环境效益分析；3项目中试设备及原料投资约120万元人民币，厂房可以利用本公司现有厂地和车间。该技术目前计划主要用于煤层气压裂，由于与煤层气公司合作，可以有3口井试验井，如果效果理想，用户满意，大规模推广20口井次，就煤层气开发每年可以为企业带来产值1000万元、利税200万元以上的经济效益，以后可以推广到油气的开发，经济效益更加显著。可以安排50人左右就业，有较好的社会效益。由于该技术的使用，可以减少对地层的伤害，最大限度开采煤层气，减少煤层气井的作业周期，20口井次节约作业资金2000万元，同时对不可再生资源的开发及保护，对地下环境的保护具有重要意义。4、项目的风险分析（含技术、资金、管理的风险分析等）；项目风险主要由技术开发风险，现场应用效果风险。由于项目前期开发已经成功，中试生产风险不会很大，公司储备有足够的资金面对中试风险。现场应用风险基本不在我们这里，由于长城钻探煤层气公司也在寻找新型高效压裂液，具有丰富的现场施工经验，保证现场施工顺利进行。四、项目实施计划1、项目实施年限及年度计划安排；项目预计1年完成。详细计划如下：2010.3-5放大研究产品工艺，调整工艺参数，为中式做准备2010.6-7筹备设计生产车间和或联系租用厂房，考察设备2010.8-9调试设备，进行中式生产试车2010.10生产出合格产品，联系、准备现场应用2010.11-12月进行现场应用试验，取得用户使用意见，总结中式经验，结题。2、项目的研究技术路线；表面活性剂合成放大工艺研究原料配比参数的确定清洁压裂液性能研究成胶剂的筛选破胶剂的筛选耐温耐剪切性能流变性能及粘弹性破胶性能助排性能及残渣性能设备调试生产工艺设计车间布局设计中试试车参数调整中试参数确定生产出合格产品4（1）清洁压裂液基液的研制，包括成胶体系的确定，破胶剂的筛选等。（2）成胶，破胶，携砂等机理研究。（3）清洁压裂液基液性能测定，包括临界胶束浓度、表面张力以及黏度。（4）清洁压裂液体系性能研究：低粘度特性、耐高温、耐剪切性能、流变性能。（5）清洁压裂液破胶性能。（6）清洁压裂液携沙表征方法的研究，即采用动态携沙法表征清洁压裂液携沙性能。（7）清洁压裂液对煤层的伤害研究。3、项目实施过程中需要解决的几项关键问题（含技术问题、资金筹措等）；关键技术：（1）工业原料的适应性，（2）设备与工艺的协调性，（3）中试工艺参数的确定4、项目预期总体目标和阶段目标，具体的考核指标（含主要技术经济指标），包括总体考核指标和各单位考核指标；项目整体指标为生产出合格的产品，现场试验成功。分几个阶段进行：（1）放大研究产品工艺，调整工艺参数，为中式做准备，经过多次试验验证参数的合理性，成本控制在合理范围内，由天津科技大学负责。（2）配合放大研究进程设计生产车间，考察设备，投资控制在预算范围内，由恒益公司负责。（3）现场应用试验，由煤层气公司负责。