压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统及方法技术方案

本发明专利技术属于压裂液添加技术领域，公开了一种压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统及方法，包括中央控制单元以及分别与中央控制单元连接的水质监测单元、粘度监测单元和液添控制单元；水质监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的水质情况，并将检测到水质检测数据实时发送给中央控制单元；粘度监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的粘度情况，并将检测到粘度数据实时发送给中央控制单元；液添控制单元，包括连通在药剂箱和混砂车搅拌罐之间的传送机构；中央控制单元根据接收到的水质检测数据和粘度数据，中央控制单元通过液添控制单元调节加注管向混砂车搅拌罐加注药剂的加注情况。本发明专利技术能够实时准确地调节施工液体的粘度。

【技术实现步骤摘要】
压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统及方法
本专利技术涉及压裂液添加
，具体涉及一种压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统及方法。
技术介绍
在油气藏增产领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法。压裂通过人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。压裂液是压裂过程的工作液，在压裂过程中主要起着降低摩阻、传递压力和携带支撑剂等作用。因此满足要求的压裂液性能是保证压裂工艺顺利实施的基础。混砂车，是压裂施工过程中将压裂液和支撑剂按一定比例进行混合的设备。目前压裂过程中压裂液大多需要提前通过混砂车等设备进行提前配置，将配好的压裂液存放在储液罐内。为了保证压裂液满足压裂要求，不仅需要在配置压裂液的过程中检测所配置液体能够满足压裂要求，而且在压裂液配置完成后还需要时刻监测其性能变化，以避免出现压裂液随放置时间增加而发生变质的情况。但压裂液液体性能受配液用水的矿物离子浓度、pH等数据的影响较大，在重复利用返排液的压裂过程中因为返排液的变化对压裂液的整体性能影响巨大。而如今非常规油气开发逐步形成了以大排量大液量为主的体积压裂工艺，压后返排出的液体也逐步随各区块大规模开发而增多，后续井压裂开发过程中返排液的重复利用已成为目前主要处理途径，但压后地层返排液中各类离子含量较高，且根据不同的地层环境、不同时间返排出的液体中所含离子的数量和种类都不固定，而各类离子对返排液本身的影响非常大，又因为各类离子的不确定造成对返排液影响程度的不确定。在此基础上，为了保证压裂液性能，需要准确的根据返排液水质调整液体添加剂。并且目前压裂工艺也需要及时施工过程中改变液体性能满足复杂工况。但是，目前提前配液工艺因为无法实时准确对施工液体的粘度进行调节，因此存在施工液体性能调整范围受限、调整不及时的问题。
技术实现思路
本专利技术意在解决现有压裂液在提前配置过程中，因为无法实时准确对施工液体的粘度进行调整，导致压裂液性能调整范围受限的问题。为了解决以上问题提供如下方案：本方案中的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，包括中央控制单元以及分别与中央控制单元连接的水质监测单元、粘度监测单元和液添控制单元；所述水质监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的水质情况，并将检测到水质检测数据实时发送给中央控制单元；所述粘度监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的粘度情况，并将检测到粘度数据实时发送给中央控制单元；所述液添控制单元，包括连通在药剂箱和混砂车搅拌罐之间的传送机构，所述传送机构包括用于与药剂箱连通的加注管；所述加注管连接在药剂箱和混砂车搅拌罐之间，所述加注管用于将药剂箱中的药剂加注到混砂车搅拌罐中；所述中央控制单元内预设有粘度浓度关系和设计粘度；中央控制单元根据接收到的水质检测数据和粘度数据得到理论加注浓度，中央控制单元通过液添控制单元调节加注管按照理论加注浓度向混砂车搅拌罐加注药剂。本专利技术的优点在于：通过本系统，能够实时监测混砂车搅拌罐中的液体粘度情况，保证压裂液能够满足施工需求，通过液添控制单元实现了药剂的自动加注，且通过粘度监测单元的实时反馈能够有效保证药剂自动加注的精确控制。更重要的是，通过加注管等传送结构能够直接将药剂加注到混砂车搅拌罐中，减少施工现场预先配制压裂液所需要的大型储罐、场地、人员、设备和动力，极大简便了压裂施工操作。本方案能够实时准确对施工液体的粘度进行调整，压裂液性能调整范围不再受限，能够根据更好地进行压裂液的粘度调节以便更好地满足施工需求。进一步，所述水质监测单元包括设置在混砂车搅拌罐中的离子检测探头。直接将离子检测探头安装在混砂车搅拌罐中，方便对搅拌罐内液体的水质情况进行实时检测。进一步，所述水质检测数据包括多种离子浓度和液体PH值。多种离子浓度和液体PH值是本方案用于判断水质情况的基本参数。进一步，所述粘度监测单元包括设置在混砂车搅拌罐中的粘度检测探头。通过安装在搅拌罐中的粘度检测探头来检测搅拌罐内液体的实际粘度。进一步，所述粘度数据为液体粘度值。通过实时检测传送的液体粘度值，有助于精准控制加注速率和加注时间。进一步，所述液添控制单元的传送结构还包括与加注管连通的容积泵；所述加注管上设有流量计；所述容积泵以及流量计均与中央控制单元通信连接；所述中央控制单元通过流量计反馈的当前流量判断加注管中加注药剂的加注速率和加注浓度，中央控制单元通过调节容积泵的转速调节药剂加注速率。液添控制单元中，通过容积泵来调节加注管中药剂的加注速率，通过流量计的实时反馈使中央控制单元能够通过精确调节容积泵的转速来调节药剂的加注速率，以便达到需要的加注浓度。本专利技术还提供了一种压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的方法，包括以下步骤：步骤一，通过水质监测单元检测混砂车搅拌罐内液体的水质情况，并将水质检测数据发送给中央控制单元；步骤二，中央控制单元根据接收到的水质检测数据和预设的设计粘度，从预存的多个粘度浓度关系中选择出适合当前水质情况的当前粘度浓度关系；步骤三，通过粘度监测单元检测混砂车搅拌罐内液体的粘度情况，并将粘度数据实时发送给中央控制单元；步骤四，中央控制单元将接收到的水质检测数据、粘度数据以及预存的设计粘度代入到当前粘度浓度关系计算得到理论加注浓度；步骤五，中央控制单元按照理论加注浓度控制液添控制单元向混砂车搅拌罐加注药剂。本方法的优点在于：能够利用压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，完成药剂的自动加注和精确控制，使混砂车搅拌罐中的压裂液在加注的过程中被实时监控，使整个药剂添加过程都精确可控，使形成的压裂液能够满足施工需求。此外，采用此方法，能够因为省去预先配置步骤，而极大节约人手和存储装置，使整个施工操作更加方便。进一步，液添控制单元包括容积泵和流量计，步骤五中，中央控制单元通过流量计反馈的当前流量以及实时接收到的粘度数据控制容积泵的转速。通过容积泵的转速变化控制来调节加注管乃至整个传送机构中药剂加注速率，通过流量计反馈当前流量，以便中央控制单元能够及时调整容积泵的转速，使调整的加注速率能够满足需求。进一步，步骤一中的水质检测数据包括多种离子浓度和液体的PH值。根据实际液体情况检测出多种离子的离子浓度，以及液体的PH值。进一步，在步骤二中，中央控制单元根据水质检测数据中检测到离子数量选择对应的粘度浓度关系作为当前粘度浓度关系。液体中所含离子不同，其对应的粘度浓度关系也不同。附图说明图1为本专利技术实施例一中压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统的逻辑框图。图2为本专利技术实施例一中加注管的结构示意图。图3为本专利技术实施例二中提示管的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：...

【技术保护点】
1.压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，包括中央控制单元以及分别与中央控制单元连接的水质监测单元、粘度监测单元和液添控制单元；/n所述水质监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的水质情况，并将检测到水质检测数据实时发送给中央控制单元；/n所述粘度监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的粘度情况，并将检测到粘度数据实时发送给中央控制单元；/n所述液添控制单元，包括连通在药剂箱和混砂车搅拌罐之间的传送机构，所述传送机构包括用于与药剂箱连通的加注管；所述加注管连接在药剂箱和混砂车搅拌罐之间，所述加注管用于将药剂箱中的药剂加注到混砂车搅拌罐中；/n所述中央控制单元内预设有粘度浓度关系和设计粘度；中央控制单元根据接收到的水质检测数据和粘度数据得到理论加注浓度，中央控制单元通过液添控制单元调节加注管按照理论加注浓度向混砂车搅拌罐加注药剂。/n

【技术特征摘要】
1.压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，包括中央控制单元以及分别与中央控制单元连接的水质监测单元、粘度监测单元和液添控制单元；
所述水质监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的水质情况，并将检测到水质检测数据实时发送给中央控制单元；
所述粘度监测单元，用于监测混砂车搅拌罐中液体的粘度情况，并将检测到粘度数据实时发送给中央控制单元；
所述液添控制单元，包括连通在药剂箱和混砂车搅拌罐之间的传送机构，所述传送机构包括用于与药剂箱连通的加注管；所述加注管连接在药剂箱和混砂车搅拌罐之间，所述加注管用于将药剂箱中的药剂加注到混砂车搅拌罐中；
所述中央控制单元内预设有粘度浓度关系和设计粘度；中央控制单元根据接收到的水质检测数据和粘度数据得到理论加注浓度，中央控制单元通过液添控制单元调节加注管按照理论加注浓度向混砂车搅拌罐加注药剂。


2.根据权利要求1所述的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，所述水质监测单元包括设置在混砂车搅拌罐中的离子检测探头。


3.根据权利要求2所述的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，所述水质检测数据包括多种离子浓度和液体PH值。


4.根据权利要求2所述的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，所述粘度监测单元包括设置在混砂车搅拌罐中的粘度检测探头。


5.根据权利要求4所述的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，所述粘度数据为液体粘度值。


6.根据权利要求1所述的压裂用施工实时水质自动在线调节粘度的系统，其特征在于，所述液添控...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建春，任山，李阳洋，曾韦，刘斌，王琨，朱永鑫，苟波，张文强，李刚，何攀，王璐，黄一飞，黄奇，
申请(专利权)人：成都劳恩普斯科技有限公司，西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51