适用于页岩的低分子烷烃无水压裂液性能研究

页岩气等非常规油气藏在压裂改造中面临着耗水量巨大、返排废液处理困难及储层伤害严重等诸多问题,因此探索新型无水压裂技术来替代传统的水力压裂,对实现非常规油气藏的高效开发具有现实意义。利用五氧化二磷、磷酸三乙酯和混合醇合成了二烷基磷酸酯胶凝剂,将其与新型络合铁交联剂在低碳烷烃中成胶制备出低分子烷烃无水压裂液,并对其基本性能以及流变特性进行了研究。研究结果表明,在交联比为100.0:3.5和胶凝剂质量分数为1.5%的最优条件下制备的压裂液冻胶,具有良好的耐温抗剪切性和携砂性,能完全满足储层压裂施工的各项要求;交联冻胶的黏弹性、剪切稀释性能随胶凝剂质量分数的变化而变化,且具有明显的变化规律;非线性共转Jeffreys本构方程可很好地表征低分子烷烃无水压裂液的流变曲线,为其应用提供了理论依据。      

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。     

压裂返排液取水应用技术

为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题,研究了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例,分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发了通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联的处理剂TR-3。应用该方法,2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段,回收处理液量14 000 m3,占施工液量的23%,达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。     

碳烃无水压裂液研究进展

为解决页岩气等非常规油气藏压裂改造中耗水量巨大、返排废液处理困难以及储层伤害等问题,探索适宜的新型无水压裂技术,实现页岩气绿色、高效开发,显得十分重要而紧迫。通过系统调研发现,作为当前先进科技的石油液化气(LPG)无水压裂液,实际上是在汽油凝胶压裂液基础上发展起来的低碳烃无水压裂液。文中先后分析了这2种碳烃无水压裂液技术的现状,重点探讨了目前LPG压裂液的形成机理和增产特色,指出了该技术存在的问题;同时认为,LPG凝胶压裂液技术是一种绿色环保型页岩储层改造技术,具有广阔的应用前景。     

国内烃基无水压裂液技术研究与应用进展

压裂是油气增产的主要措施之一,常规水基压裂对环境和水资源带来前所未有的威胁,低伤害和环境友好型无水压裂液将成为今后压裂技术研究与应用的热点。介绍了烃基无水压裂液的组成、技术优势和存在的问题。通过文献调研发现,以二烷基磷酸酯及其盐作为胶凝剂、三价金属离子作交联剂、醋酸钠和碳酸钠作破胶剂制备的烃基无水压裂液技术,能满足130℃以内油气储层压裂施工需求,可解决页岩油气等非常规油气藏在压裂改造中遇到的水资源消耗大、返排废液难处理、储层伤害大等技术难题。烃基无水压裂液在实现油气田绿色高效开发过程中,具有广阔的技术优势和应用前景,但是,施工安全和价格仍然是制约无水压裂液规模化现场应用的最大障碍。      

压裂返排液循环再利用影响因素

压裂返排液为油田主要污染物之一,将压裂返排液处理后再用于配制压裂液,对油田环境保护和节约成本都具有重要意义。以长庆油田某水平井现场压裂返排液为研究对象,分析了不同时段压裂返排液的组成性质,研究了压裂返排液中无机离子、固体颗粒和残余添加剂对循环利用的影响,并提出了相应的消除方法。研究结果表明:长庆油田某水平井现场压裂返排液中Ca2+、Mg2+含量低,不影响重复配液;Fe2+、Fe3+和固相颗粒含量高,通过"氧化-絮凝沉降-过滤"可有效降低;残余交联剂使得重复配制压裂液基液黏度过高,可通过三乙醇胺与葡萄糖按1∶9比例复配进行有效掩蔽;残余破胶剂影响重复配制的压裂液耐温性能,建议现场适量使用破胶剂。因此,压裂返排液通过除铁、除固相颗粒、掩蔽残余交联剂处理后可实现循环再利用。     

碳中和愿景下页岩气压裂返排液处理技术思考

随着中国碳中和目标的推进,石油领域作为碳排放大户,面临着较大的碳减排压力。以页岩气压裂返排液低碳处理为目标,分析了页岩气压裂返排液水质特点及潜在影响,介绍了现有处理技术及原理,指出页岩气压裂返排液处理应从减少污染物排放总量、能源回收与利用、节能降耗3个方面着手,应大力发展和推广少水或无水压裂技术、清洁压裂液工艺技术、新型微生物处理技术、压裂返排液节能处理技术、新能源替代技术、智能设备节能技术在油气田开发过程中的应用,以确保页岩气的合理开发与可持续发展。     

胍胶压裂返排液循环配制过程中残余硼控制技术研究

胍胶压裂液是目前油气田开发应用最为广泛的压裂液体系之一，返排液中存在一定量的残余交联剂，在重复配液过程中会出现提前交联的问题，因此开展了丙三醇、乙二醇、甘露醇、木糖醇等多羟基化合物对返排液中残余硼的掩蔽实验。实验结果表明：采用与硼摩尔比为2∶1的甘露醇作为掩蔽剂，可降低提前交联的不良影响。针对压裂返排液的水质特点和回用指标，采用“絮凝沉淀+离子控制+两级过滤”为主的胍胶压裂返排液处理工艺，处理后悬浮物去除率95.6%、钙镁离子去除率72.6%、硼去除率71.5%，压裂返排液处理后直接配制胍胶压裂液，未出现提前交联的情况，与清水配制的胍胶压裂液相比，耐温、耐剪切性能满足现场施工的要求。     

松辽盆地北部中浅层压裂返排液示踪监测技术

准确监测压裂液返排率和压裂改造后地层的产液状况,是得到压裂后油井实际产能的关键技术.研究了地层水和压裂液组分差异,优选出地层水微量物质溴离子和碘离子,将2种离子作为定性判别地层水存在的指标;探讨了在压裂液中定量加入硫氰酸钠示踪剂,用硫氰酸钠作为定量区分压裂液与地层水的指标;根据示踪监测结果,计算了压裂液返排量和返排率.在松辽盆地北部中浅层3口探井应用该技术,获得了比常规试油试采更为准确的压裂液返排率和压裂改造后地层产液的油水比,解决了压裂返排液地层水与压裂液定性、定量判别难题.     

压裂液添加剂对压裂液性能及效果的影响分析(I)--稠化剂和交联剂的影响

压裂液稠化剂、交联剂、破胶剂、防乳化剂和降滤失剂等添加剂的性质决定了压裂液的性能,对压裂处理的效果影响较大.本文分析讨论了压裂液稠化剂和交联剂对压裂液性能及压裂效果的影响.     

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低渗透气藏储层一般具有渗透率低、泥质含量高的特征。不经过水力压裂，该类气藏就不能有效地投入开发。而水基压裂液对泥质含量高的水敏性低渗透地层伤害极大，故研究油基压裂液在我国具有重大的现实意义。介绍了一种新型的油基压裂液，该压裂液是用磷酸酯铝稠化剂和一种油溶性活化剂配置而成，克服了现有油基压裂液的一系列缺点；提出了活化剂用量、凝胶表观粘度、抗剪切能力、破胶剂破胶能力、滤失性能、岩心伤害率等实验数据，这些数据指标均在优质油基压裂液性能范围之内；说明该压裂液具有流动性能好、凝固点低、易溶化、不易老化、对地层伤害少、易返排、配置及施工方便等特点。     

APV缔合型清洁压裂液室内评价

清洁压裂液作为一类新型的低伤害压裂液,因其优良的特性在储层压裂改造中有良好的发展应用前景。为了对压裂施工设计提供必要的参数,通过室内试验的方法对APV缔合型清洁压裂液体系中温区配方进行了评价。结果表明:APV具有很好的耐温耐剪切特性和时间稳定性,在中温地层中能很好地满足施工的粘度要求。通过粘弹性测试得出该流体为强冻胶,在整个扫描过程中损耗模量低于储能模量,表现出以弹性行为为主,在相对低粘度时仍具有良好携砂性能。少量的破胶剂即可使此压裂液在4 h后完全破胶,随着破胶剂份量的增加,在一定程度上可以提高破胶速度,破胶液粘度小于3 mPa.s,具有很好的破胶性能,与地层配伍性良好。在实际使用中,可以采用改变破胶剂浓度来控制此清洁压裂液的破胶速度,更好地满足压裂施工的要求。     

羧甲基酸性压裂液在安塞油田的应用

普通胍胶压裂液,由于它低廉的价格和较好的流变控制特性,多年来一直用于油气井的储层改造,尤其是羟丙基瓜尔胶-硼所形成的水基冻胶压裂液携砂性能较好、具有抗剪切性好、热稳定性好、控制滤失能力强,成本低等诸多优点,是长庆油田低渗透储层压裂改造较为成熟的压裂液体系。然而,安塞油田长_(10)储层绝大部分粘土矿物均能与碱发生反应,致使粘土水化,膨胀,运移,生产沉淀而堵塞地层,所以各类粘土矿物都存在碱敏损害问题,而普通胍胶压裂液利用的是有机硼交联,交联的环境要求为弱碱性。羧甲基酸性压裂液是在酸性条件下交联的冻胶压裂液体系,避免常规水基压裂液的以上不足,从而更加有效地改造储层特别是碱敏地层,该压裂液体系在长_(10)储层的现场应用中,压裂施工过程平稳,增产效果明显。     

地下自动发泡的新型类泡沫压裂液研究及现场应用

随着川西新场气田中浅层低渗透气藏采出程度的增加,地层压力越来越低,采用常规压裂液施工滤失伤害严重,返排困难,压裂增产效果变差。为了解决上述难题,开发出了一种地下自动发泡的新型类泡沫压裂液。这种新型压裂液自动升温增压、地下自动泡沫化形成类似"泡沫压裂液"的混合物,具有优良的携砂性能、降滤失性能、破胶性能,自动增压助排,用于低压气井自喷返排率高,伤害率低。它兼具泡沫压裂液的优点和常规水基压裂液的经济性,腐蚀性低,施工方便,在8口井中获得成功应用,自喷返排率高,增产效果好,为川西中浅层剩余难动用储量的压裂开发提供了一种新的技术手段,在低压低渗油气田具有广阔的推广应用前景。     

适用于强水敏性地层的柴油冻胶压裂液

介绍了一种适用于强水敏性地层的新型柴油冻胶压裂液体系。该体系以新合成的磷酸酯作稠化剂、含活性剂的铝盐作交联剂,以醋酸钠作破胶剂,分析了该柴油冻胶压裂液砷交联机理。研究了柴油冻胶压裂液的交联能力、耐温能力、耐温耐剪切性、破胶性、滤失性等性能。实验结果表明,该柴油冻胶压裂液适用于强水敏油气层、低压低渗透油气藏。     

抗高温高密度低伤害压裂液体系

深井高温高压地层进行压裂作业时对压裂液提出了更高的要求,为此,通过抗高温稠化剂、抗高温剪切交联剂的合成以及其他主要处理剂的优选,研制出了一种新型抗高温高密度低伤害压裂液体系。室内对压裂液体系进行了性能评价。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐高温剪切性能,在180℃,170 s~(-1)条件下剪切140 min后黏度仍可维持在140m Pa·s左右;该体系在加入0.02%破胶剂后,黏度降低至1.3 m Pa·s,说明破胶彻底,有利于压裂后的返排;压裂液体系对储层岩心的伤害率低,具有低伤害特性。现场应用结果显示,压裂后油井产量提高明显,进一步证明了该压裂液体系能够满足深井地层压裂的要求。     

自升温升压新型压裂液在洛带气田浅层气藏的应用研究

洛带气田浅层气藏属常压、低温，低渗透砂岩储层，储层物性差，敏感性强。为了提高压裂液的破胶性能、降低侵入损害和提高返排效果，进行了新型压裂液—延迟生热压裂液的研究。这种压裂液自动升温增压、自动泡沫化降低密度，具有优良的携砂性能、破胶性能、降滤失性能、助排性能、自喷返排性能和低伤害性能。它兼具泡沫压裂液的技术优点和常规水基压裂液的经济性，在龙72井现场试验中取得显著增产效果，表明它具有广阔的推广应用前景。     

高温低伤害低摩阻压裂液体系研究与应用

中原油田油井压裂层位较深,地层温度高,压裂液耐温需高达170℃以上。针对此油藏条件进行室内研究,配制出适于中原油田开发的新型压裂液体系。实验结果表明,该新型压裂液体系在深层高温井压裂改造中不但能保持良好的携砂性且具有低摩阻性,投入产出比大于5。同时发现,高温压裂液体系中,新型交联剂是影响压裂液耐温性能的主要因素。该体系的研制为深层高温井压裂技术的应用提供了良好的技术支撑。