新型酸性粘多糖--磺化羧甲基香豆胶的研制

以香豆胶为原料,分别引入羧甲基和磺酸基因,首次获得水溶性良好的新型香豆胶磺化衍生物。红外光谱分析表明,该衍生物为新型酸性粘多糖,具有类肝素特性,硫质量分数为14.4%。     

羧甲基香豆胶的制备与表征

通过加入NaOH与一氯乙酸钠(SMCA)固体进行香豆胶(FG)的碱化和醚化,制备了不同取代度的羧甲基香豆胶(CMFG)。研究了不同分散介质、反应温度与时间、NaOH与SMCA用量等因素对取代度与反应效率的影响。以异丙醇/水为分散介质,产物取代度与反应效率最大,优化的反应温度为50℃、反应时间5h、醇水体积比52.5∶7.5。醇水体积比为50∶10、n(SMCA)∶n(NaOH)∶n(FG)=1∶1∶1时取代度为0.75,反应效率达75%。NaOH对取代度的影响大于SMCA。采用一步羧甲基化反应制备取代度1.05的CMFG,反应效率可达到70%。CMFG溶液黏度随取代度增大而增大,w(CMFG)=2%时,取代度为0.78,溶液黏度为116mPa.s。CMFG水溶液黏度4d降低8.6%～28.0%,黏度稳定性高于在w(NaCl)=1%的盐水溶液中的稳定性。     

阳离子香豆胶的合成及结构表征

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(HAT)为阳离子醚化剂,天然香豆胶为原料,异丙醇为分散剂制得季铵盐型阳离子香豆胶。研究了HAT、催化剂NaOH、反应温度和反应时间对合成阳离子香豆胶(CFG)的影响,用凯氏定氮法测定了CFG的取代度。合成CFG的优化实验条件为:m(香豆胶)∶m(异丙醇)∶m(HAT)∶m(NaOH)=1∶(1.6~2)∶(0.15~0.3)(∶4~8),反应温度40~50℃,反应时间2~3 h,制得的产品能满足工业应用要求的黏度及取代度范围(500~800 mPa.s,DS=0.86~1.32)。用FTIR和13CNMR对CFG的结构进行了表征。     

低浓度胍胶压裂液体系的室内研究

采用水溶性好、残渣少的超级胍胶GHPG作低浓度胍胶压裂液的稠化剂,选用自制的有机硼交联剂SQ,低浓度胍胶压裂液体系配方为0.20%GHPG+0.08%有机硼交联剂SQ+0.1%Na2CO3+0.15%助排剂+0.05%破乳剂+0.1%杀菌剂+0.025%破胶剂+1.0%粘土稳定剂。体系在60℃下连续剪切120 min后,黏度仍保持在240 mPa·s以上,单粒石英砂静态悬砂速度<0.25 cm/min,30%砂比的静态悬砂速度<0.51 cm/min,压裂液2 h内彻底破胶,破胶液表面张力29.4 mN/m,静态滤失系数为5.27×10-4m/min1/2,岩心伤害率17.51%。其稠化剂的质量分数仅为0.2%,有效降低对地层伤害及原材料成本,其有机硼交联剂SQ具有一定的自动破胶特性,80℃时36 h彻底破胶,40℃时48 h彻底破胶,与常规破胶剂配合使用,可缩短破胶时间,实现2 h彻底破胶。     

胍胶压裂液高效破胶降解剂体系研究

胍胶压裂液是低渗透油藏水力压裂应用最广泛的压裂液体系,针对其破胶不彻底,残渣、残胶易造成压后储层伤害的问题,通过耐温耐剪切性、破胶液黏度、破胶液残渣含量测试实验,从10种破胶剂、9种降解剂中筛选、优化了胍胶压裂液复合破胶降解剂.并利用凝胶渗透色谱仪和激光粒度仪对胍胶压裂液破胶液中聚合物分子量和残渣粒径进行了测试.结果表...     

胍胶压裂液高效破胶降解剂体系研究

胍胶压裂液是低渗透油藏水力压裂应用最广泛的压裂液体系,针对其破胶不彻底,残渣、残胶易造成压后储层伤害的问题,通过耐温耐剪切性、破胶液黏度、破胶液残渣含量测试实验,从10种破胶剂、9种降解剂中筛选、优化了胍胶压裂液复合破胶降解剂。并利用凝胶渗透色谱仪和激光粒度仪对胍胶压裂液破胶液中聚合物分子量和残渣粒径进行了测试。结果表明,0.06%(质量浓度)破胶剂P4(过硫酸铵∶亚硫酸钠=9∶1,质量比)+0.009%降解剂M2(BAT-2)为最佳复合破胶降解剂体系,其对应胍胶压裂液耐温耐剪切性测试稳定黏度、破胶液黏度、破胶液中残渣含量分别为103 mPa·s, 1.5 mPa·s和202 mg/L。相对于现用过硫酸铵破胶剂,优化的破胶降解剂体系可降低破胶液中聚合物平均分子量16.0%;减小破胶液中残渣粒径中值21.5%。     

基于香豆胶的疏水改性阴离子聚电解质溶液性能

将十二烷基（Dod）与十六烷基（Cet）以酯键方式分别引入经羧甲基化改性的香豆胶大分子骨架上,制备了基于香豆胶的疏水改性阴离子聚电解质衍生物（HmCmFG）。通过荧光探针芘的激发光谱、发射光谱以及紫外光谱研究了HmCmFG溶液中的疏水缔合行为,研究发现,此疏水缔合行为受到HmCmFG大分子上烷基链长与取代度以及溶液中小分子电解质NaCl的显著影响,增加烷基链长、提高烷基取代度或增大NaCl浓度均有利于溶液中疏水缔合微区的形成。采用黏度法研究了溶液中HmCmFG大分子与NaCl、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）及十二烷基硫酸钠（SDS）的相互作用。结果表明,Dod取代度小于5.7时,NaCl的加入以增强HmCmFG分子间缔合为主,溶液黏度增加,加入CTAB对于Dod取代度小于5.7时的溶液黏度值的影响高于SDS;Dod取代度为10.2或Cet取代度为6.3时,加入NaCl、CTAB或SDS后使HmCmFG分子内缔合占优势,溶液黏度降低。     

低温低伤害瓜胶压裂液破胶技术研究

研究了不同还原剂、活化剂、表面活性剂对瓜胶压裂液破胶的影响。实验表明,稠化剂加量与破胶时间呈正相关,低温交联剂配制的压裂液添加0.2%的稠化剂满足施工要求。还原剂、活化剂和部分非离子表面活性剂均能提高压裂液破胶性能,促进APS低温分解,优化筛选出破胶效果较好的复合破胶剂包括过APS/RA,APS/Fe(II)/SAC、APS/Fe(II)/EDTA,上述复合破胶剂均能在30℃下使压裂液2 h内破胶,残渣含量低于150 mg/L。具有使用浓度低、破胶返排速度快、低残渣的优点,适应低温压裂施工的需求。     

低温低伤害瓜胶压裂液破胶技术研究

研究了不同还原剂、活化剂、表面活性剂对瓜胶压裂液破胶的影响。实验表明,稠化剂加量与破胶时间呈正相关,低温交联剂配制的压裂液添加0.2%的稠化剂满足施工要求。还原剂、活化剂和部分非离子表面活性剂均能提高压裂液破胶性能,促进APS低温分解,优化筛选出破胶效果较好的复合破胶剂包括过APS/RA,APS/Fe(II)/SAC、APS/Fe(II)/EDTA,上述复合破胶剂均能在30℃下使压裂液2 h内破胶,残渣含量低于150 mg/L。具有使用浓度低、破胶返排速度快、低残渣的优点,适应低温压裂施工的需求。     

低渗储层改造低伤害压裂液体系研究

为了有效控制和降低压裂液对储层的伤害,提高压裂液体系的增油效果,降低压裂成本,在玛湖凹陷风城组低孔、低渗及非均质储层的压裂改造中,针对胍胶类压裂液残渣含量较多,容易对储层造成伤害,同时胍胶压裂液在碱性条件下交联,高矿化度对压裂液性能影响较大等原因,开展了低伤害压裂液体系改性黄原胶的研究。通过现场研究结果表明,改性黄原胶可以克服碱性环境、高矿化度以及硼离子的影响,破胶后残渣含量为90 mg/L,比HPG的残渣含量少56.5%,有效的减少了破胶液残渣对地层的伤害。在玛湖凹陷斜坡区进行了13井次的储层改造,10口井次获得工业油流,获油率55.6%,取得了较好的改造效果。     

微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用

常规的瓜胶压裂液体系对油藏伤害的主要因素是残渣大、伤害率高以及由体系配伍性不好造成的伤害。采用低用量瓜胶多核交联剂、多功能阻垢剂、选择性高分子断裂催化剂三种技术集成了微弱伤害瓜胶清洁压裂液体系,对其耐温耐剪切性能、破胶性能、岩心伤害及配伍性进行了研究。结果表明,该体系耐温耐剪切性能良好,破胶残渣为72 mg/L,对岩心的伤害率<10%,破胶液与地层水配伍性良好,并在陕北地区进行了现场应用。     

微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用

常规的瓜胶压裂液体系对油藏伤害的主要因素是残渣大、伤害率高以及由体系配伍性不好造成的伤害。采用低用量瓜胶多核交联剂、多功能阻垢剂、选择性高分子断裂催化剂三种技术集成了微弱伤害瓜胶清洁压裂液体系,对其耐温耐剪切性能、破胶性能、岩心伤害及配伍性进行了研究。结果表明,该体系耐温耐剪切性能良好,破胶残渣为72 mg/L,对岩心的伤害率10%,破胶液与地层水配伍性良好,并在陕北地区进行了现场应用。     

无破胶剂聚合物压裂液的研究

在合成了由短链分子聚合和交联的新型无破胶剂压裂液的基础上,考察了增稠剂浓度、交联剂用量对压裂液性能的影响,评价了新型无破胶剂压裂液的综合性能。结果表明,当增稠剂浓度在2.0%以上,交联剂浓度增加,液体的粘度迅速增大;无破胶剂压裂液在170 s-1的剪切速率下120 min后仍具有较好的剪切稀释性;新型无破胶剂压裂液与常规的胍胶相比,同样具有滤失量低的特点,在90℃下,压裂液仍有较好的携砂能力;其还具有表面活性剂清洁压裂液无残渣、易返排的特点。此外,该压裂使用方便,还可再生重复使用。     

生物酶破胶压裂液破胶速度控制方法研究

针对压裂液采用生物酶破胶时存在的破胶速度快的问题,以羟丙基瓜胶冻胶压裂液为研究对象,通过压裂液成胶及破胶特性测定实验,优化了生物酶的浓度,筛选了生物酶反应的金属离子抑制剂类型,并优化了抑制剂浓度。研究表明,生物酶的最佳浓度为0.01%,抑制生物酶破胶速度的最佳离子为锰离子,浓度为0.5%~1.0%,对应的破胶时间为4~8 h,可以选择不同的生物酶浓度和抑制剂浓度来满足现场施工对压裂液破胶速度的要求。     

低浓度胍胶压裂液体系室内研究

目前全球瓜尔胶原材料紧缺,导致胍胶价格飙升,压裂成本攀升。因此,研究优选满足携砂要求的低浓度胍胶压裂液体系具有重大意义。通过实验,对低浓度胍胶压裂液体系的配方进行了研究,评价了低浓度胍胶压裂液体系的耐温耐剪切性能、流变性能、滤失性能、破胶性能、静态伤害和残渣伤害。实验结果表明,低浓度胍胶压裂液可满足压裂施工时的携砂要求,并且破胶后的残渣含量明显减少,降低了对储层的伤害,是一种低成本、低伤害压裂液体系。     

一种低分子压裂液体系制备及性能评价

以含有磺酸基、酰氨基、羧基等多种功能性单体的低分子聚合物为稠化剂,有机锆为交联剂,制备了低分子聚合物冻胶,考察了相关因素对形成冻胶性能的影响,得到了以其作为稠化剂的压裂液配方。结果表明,在稠化剂用量为0.3%,交联比为100∶0.5,粘土稳定剂用量为0.5%,助排剂用量为1.0%时,配制的压裂液在温度为90℃,剪切速率为170 s-1的条件下,其粘度保持在60 mPa.s以上;在DC-04破胶剂用量为0.1%,温度为90℃时,2 h破胶液粘度为3.6 mPa.s。     

清洁压裂液用破胶剂的研究

对于常规的清洁压裂液体系1.5%～2%VES+0.4%～0.5%NaSal,KCl的加入可降低压裂液的流变性;而原油几乎无破胶作用,淡水及盐水的破胶能力也十分有限;松油醇和油酸均具有一定的破胶作用,但加量均较大,且破胶不彻底;0.2%的正辛醇、0.1%的十二烷基硫酸钠、0.1%十二烷基苯磺酸钠均可迅速破胶,且破胶后粘度低于5 mPa.s。     

一种低伤害水基压裂液用改性瓜尔胶的性能评价

目前中国常规的水基压裂液体系用稠化剂羟丙基瓜尔胶水不溶物含量高,对地层伤害大,迫切需要开发一种低残渣含量的新型低伤害压裂液用稠化剂。实验室对压裂液用增稠剂进行了改性,考察了改性稠化剂的耐盐性能、耐酸碱性等特点。该压裂体系与常规压裂体系相比粘度较高、破胶后残渣含量少,对地层伤害小,本研究对低渗透油层的压裂开采具有重要的意义。     

粘弹性清洁压裂液室内性能研究

聚合物压裂液会在压开裂缝的表面形成滤饼,产生部分残渣留在地层和支撑裂缝中,造成二次污染,影响压裂效果。研制出了清洁压裂液配方,即:将水、高分子量表面活性剂D-1、E-2,胶束促进剂YZ-1等按一定比例混合,搅拌形成粘弹性胶体。该压裂液配制简单,不需要杀菌剂和破胶剂,具有流变性能好、造缝与携砂能力强、对地层伤害小、使用方便等优点。     

低浓度低伤害胍胶压裂液室内实验评价

压裂工艺是低渗油藏的开发的必要手段,压裂液在压裂工艺中起着非常重要的作用,为进一步提高压裂效果,新型的压裂液也被不断的研发出来,对压裂液性能的分析评价,是实践应用的前提。介绍了低浓度胍胶压裂液,并通过室内实验分析该压裂的性能,研究表明:该压裂液耐温耐剪切能力强,高温下仍能保持120 mPa·s以上的黏度;悬砂能力强;破胶效果优于普通胍胶压裂液;具有较低的表面张力和界面张力。适用于低渗储层压裂工艺,能起到更加良好的压裂效果。