纳米二氧化硅交联剂的合成及其交联形成羟丙基胍胶压裂液的性能研究

利用Stber法制备了单分散二氧化硅颗粒,对纳米二氧化硅表面进行化学修饰,合成了新型纳米二氧化硅有机硼交联剂。对合成的纳米交联剂的性能进行了评价,并对其交联的低浓度羟丙基胍胶压裂液的延迟交联性能、耐温耐剪切性能、破胶性能、滤失性能等进行了研究。纳米二氧化硅交联剂交联的0.25%羟丙基胍胶压裂液,随着交联比变化,延迟交联时间在80~130s可调,并且耐温性能最高可达120℃。证明通过简单方法合成的纳米二氧化硅交联剂具有优良的性能,可有效交联低浓度羟丙基胍胶压裂液。     

有机硼锆交联剂的制备与延缓交联效果

为获得耐高温、抗剪切性和延缓交联效果良好的交联剂,在80℃下,以柠檬酸、丙三醇、甲醛、三乙醇胺为配位体,氯氧化锆与硼砂为主要成分,合成了红棕色黏稠状的有机硼锆交联剂。优选了制备交联剂的最佳条件,研究了交联剂和调节剂加量对交联时间的影响,评价了冻胶的破胶性和耐温抗剪切性。结果表明,制备交联剂时,氯氧化锆与硼砂的最佳质量比为0.9~1.5;调节剂、交联剂与压裂液基液的最佳体积比为0.4∶0.5∶100,此条件下的交联挑挂时间为64 s;在瓜尔胶压裂液基液中加入0.001%~0.003%过硫酸铵,破胶时间为6~12 h,破胶液黏度与表面张力均符合行业标准要求;冻胶在140℃、170 s-1下经连续剪切90 min的黏度约100 m Pa·s。该交联剂耐温抗剪切性和延缓交联效果较好,可满足大部分油气井压裂施工需要。     

工业氯化钙加重胍胶压裂液体系研究与现场试验

为了解决现有加重压裂液体系成本高及加重密度低等问题,采用工业氯化钙作为加重剂,研发了一种低成本加重压裂液技术。在分析硼交联剂在氯化钙胍胶基液中交联受阻机理的基础上,制备了耐高浓度氯化钙溶液的交联剂,可在低pH值环境下使高浓度氯化钙溶液和胍胶基液形成交联冻胶。工业氯化钙加重胍胶压裂液具有加重密度高、基液黏度低和耐温耐剪切性能良好等特点,在温度140 ℃、剪切速率100 s–1条件下剪切2 h后,冻胶黏度大于100 mPa·s。现场试验表明,超深井采用氯化钙加重胍胶压裂液进行压裂施工,施工压力可降低10～15 MPa。研究表明,氯化钙加重胍胶压裂液性能可靠,能够降低超深高应力储层改造施工压力,提高压裂效果,具有现场推广应用价值。      

硼-羟丙基瓜胶交联体系高温压裂液配方的室内研究

介绍了高温硼交联剂和用高温硼交联剂交联羟丙基瓜胶体系的压裂液配方，以及该体系压裂液的室内性能评价。该压裂液具有伤害率低、破胶化水彻底等特点，适用于深层低渗油气藏，可以满足小于150℃油气层压裂施工的需要。     

返排水配制压裂液用交联剂的研制及应用

为实现油气井压裂施工过程中压裂返排水的重复利用,用多羟基氨基酸,三乙醇胺,α-羟基羧酸作为有机配体合成了一种有机硼锆交联剂,该交联剂可在弱碱性环境下用于返排液配液。考察了该交联剂对返排水基压裂液耐温耐剪切性能的影响。当胍胶溶液质量分数为0.6%,该有机硼锆交联剂交联比为100:0.6时,基液p H值控制在8左右,交联形成的交联冻胶在剪切速率100 s-1条件下剪切2 h,最后黏度保持在80 m Pa·s以上,并且该有机硼锆交联剂交联的返排水基冻胶破胶彻底,对储层伤害小。该交联剂在苏格里气田进行了现场应用,取得良好的压裂效果。     

SB—1有机硼交联剂研究及应用

根据压裂液交联剂的发展趋势，本文讨论了有机硼交联剂的合成及与植物胶交联机理，通过与无机硼，有机钛，有机锆等交联剂的对比，说明了有机硼所具有的特点，并对有机硼与羟丙基瓜尔胶交联的压裂液进行了性能评价，该有机硼交联剂在现场得到了广泛应用，取得了良好的增油效果。     

新型酸性交联压裂液的研制与应用

压裂液是水力压裂改造的关键,其主要功能是张开裂缝并沿缝输送支撑剂.目前被广泛应用的压裂液体系为水基植物胶压裂液,具有价廉、优良而且易于处理等优点.它们是以植物胶中的胍胶(香豆胶)及衍生物羟丙基瓜尔胶为稠化剂,以硼酸盐或有机硼(有机锆)为交联剂的体系.体系的交联条件为碱性(pH 7.5～12),酸性(pH 4～5)条件下无法形成可挑挂的交联冻胶.随着勘探深入,对于一些碱敏性地层的压裂改造,需要考虑碱性液体侵入对地层的伤害问题以及二氧化碳泡沫压裂液体系均需要在酸性条件下交联.通过室内实验,研制出了AC-m酸性交联剂,详细阐述了AC-m酸性交联剂的交联机理,形成了以羟丙基瓜尔胶为增稠剂的酸性冻胶压裂液配方体系,并对配方性能进行了室内评价实验,具有快速交联、耐温能力达110℃、流变性好、酸化和防膨性能好等优点.现场进行了4口井应用试验,在进入地层总液量不变的前提下,比以往提高携砂量20%～30%,扩大了施工规模,并且可满足较高砂比的施工需求.     

柳杨堡气田高温有机硼交联剂的优选与评价

柳杨堡气田地层温度高、气藏埋藏深,具有低孔特低渗微细孔喉特点,对于压裂液耐温耐剪切。为此,优选了一种高温有机硼交联剂。分析了基液pH值、交联温度、交联比对交联时间的影响,为该交联剂应用提供了数据支持。利用优选的高温有机硼交联剂配制成压裂液具有耐温耐剪切性好(130℃,170 s~(-1)剪切120 min后黏度仍可达到160 mPa·s)、延迟交联时间可调(交联时间150～180 s)、破胶彻底、残渣少、对储层伤害小的优点,可以满足深层高温储层压裂施工需要。该交联剂用于柳杨堡气田现场试验3井次11段,成功率100%,取得了良好的压裂效果。     

深部调剖驱油交联剂的研究

为提高非均质性严重的地层原油采出率 ,合成了用于聚合物驱油的 4种交联剂 ,并对聚合物种类、用量和其与交联剂组成的体系进行了评价。 4 0℃下铝交联剂凝胶粘度低 ,酚醛树脂交联剂低温下不成胶 ,而有机铬交联剂 (J2 )和有机复合胺 (J3)交联效果好。当选用HPAM/有机铬交联剂 /有机酸交联体系时 ,其中HPAM相对分子质量为 2 1× 10 7,可通过改变体系pH值调节成胶速度 ,pH值 6 5时 ,14 0 0mg/LHPAM和 4 0 0mg/LJ2组成的体系在 4 0℃、30d可形成粘度为12 0mPa·s以上的凝胶 ,且热稳定性好 ,成胶时间能满足现场施工需要。 14 0 0mg/LHPAM和10 0 0mg/LJ3交联剂组成的体系 ,成胶时间长 ,有利于油田深部调剖驱油     

XGM压裂液改善注水量的研究

针对塔里木超深油藏和压裂增注施工的特点,研究和选定了以香豆胶XD稠化剂、GCL锆硼复合交联剂、MS-5降滤失剂为主要添加剂的XGM压裂液。室内试验结果表明,XGM压裂液具有摩阻低、延迟交联、易破胶、热稳定性及耐剪切性强等特点。超深注水井压裂施工表明,该压裂液改善了注水量,且成本低,便于推广。