天然气对清洁压裂液的破胶实验

黏弹性表面活性剂(VES）清洁压裂液由于低伤害等特点已广泛应用于压裂与防砂等作业。原油和地层水对VES破胶机理与实验研究已相当充分，但天然气对VES的破胶作用至今无公开的实验数据，影响了清洁压裂液在气井改造中的推广应用。为此设计了一套实验流程，通过流变仪测量VES内充入天然气后的黏度变化，评价了天然气和套管伴生气对３种VES压裂液的影响。实验证明，不同类型的VES被天然气降黏幅度存在较大差别，降黏幅度随天然气的压力升高而提高，随天然气中Ｃ₂以上成分含量的提高而增高。实验评价的阳离子型和两性离子型的VES可在低压下大幅度被天然气降黏，而阴离子型降黏需要较高压力。二氧化碳对降黏阴离子型的VES有一定影响，而对阳离子型和两性离子型的VES没有影响。被天然气降黏后的VES经过真空脱气后，黏度不能恢复，说明真空条件不能破坏天然气与VES的胶束结构，经天然气破胶的VES重复利用还存在技术困难。     

射孔对破裂压力及裂缝形态影响数值模拟研究

针对射孔对水力压裂过程中的破裂压力以及裂缝形态的问题,通过建立不同射孔方位和不同远场主应力条件下裂缝扩展模型,将位移不连续方法(DDM)应用于水力压裂过程中的力学分析研究,同时在裂缝扩展准则上运用修正了的G准则-F准则并进行裂缝扩展规律研究.根据不同射孔方位和不同远场主应力条件下裂缝扩展的模拟计算,在地应力大小和方位确定的情况下,破裂压力随着射孔方位的增大而升高,并且随着方位角的增大,裂缝形态会发生转向,而且裂缝壁面粗糙,会增大压裂液摩阻.对于实际的射孔参数优化设计和压裂施工具有参考意义.     

新型阴离子表活剂压裂液性能评价及现场应用

阴离子表活剂压裂液是新型清洁压裂液,为了深入了解其特性,更好地指导现场施工作业,室内进行了多项实验研究.结果证明,压裂液黏度可调性强,可实现分批配制后混合或即配即用;在100℃条件下,压裂液黏度保持在72 mPa·s以上,悬砂性能满足现场施工要求;压裂液遇到原油破胶,随着原油含量增加,交联液体破胶程度增大,破胶受温度影响较大,温度越高破胶越彻底,破胶后无残渣,对储层伤害小.现场试验证明,该类压裂液摩阻低,沿程损耗小,控缝高,破胶彻底,返排效果好,开发效果显著.     

一种伤害率极低的阴离子型VES压裂液的研制及其应用

以代号D3F-AS05的阴离子型黏弹性表面活性剂(VES)为基础,通过组分用量筛选,制备了阴离子型VES压裂液,其配方如下:3.0?F-AS05 0.3%防垢剂EDTA 6.0%反离子供体/防膨剂KCI 0.5%KOH.该压裂液室温、170 1/s下表现黏度40 mPa·s;黏温曲线100～115℃段黏度上升,最佳使用温度为100～120℃;在90℃抗剪切测试中,剪切20 min后黏度大体保持稳定;原油、淡水、盐水均可使该压裂液破胶;静态下密度3.31 g/cm3的陶粒在该压裂液中可保持悬浮状态16 h以上,悬砂性良好.该压裂液对冀东大牛地低渗气藏岩心的伤害率仅为1.6%,而阳离子型VES压裂液、非交联HPG压裂液、有机硼交联HPG压裂液的伤害率分别为14.6%、33.9%、35.1%.该压裂液的弹性好于阳离子VES和有机硼交联HPG压裂液,这3种压裂液9012下的G'/G"值分别为39.2、30.4和2.0.该压裂液已在大庆、河南油田和冀东大牛地气田成功应用.图4表3参5.     

中高温低浓度压裂液研究与应用

简介了国外近期降低水基压裂液中植物胶类增稠剂浓度的三种技术：Nimerick等人的pH缓冲体系；锆交联羧甲基瓜尔胶压裂液；更高分子量的精加工瓜尔胶PEG硼交联压裂液。针对中原油田研发了90～140℃中高温低浓度HPG硼交联压裂液。在压裂液设计中采用浓度优化和泵注浓度由高到低变化两条原理，黏度低限为：在地层温度和1701／s连续剪切90min后前置液黏度≥150mPa·s。携砂液黏度≥100mPa·s。用0．45～0．90mm的陶粒和压裂液破胶液测试，HPG浓度由0．5％减至0．4％时，15h后的导流能力提高11．3％。得到了如下基本配方（HPG/有机硼交联剂／NaOH）。用于90～120℃的前置液：0．35％／10．35％／10．08％，携砂液：0．25％～0．30％／0．30％／0．08％；用于120～140℃的前置液：0．40％／0．45％／10．10％。携砂液：0．30％～0．35％／10．35％／10．10％。2002-2005年，该低浓度压裂液在中原油田应用于超过40井次的压裂，仅4井次未完成顶替。介绍了地温92℃和134．8℃的各一口油井的压裂工艺和良好效果。图6表1参6。     

可降解纤维压裂液的破胶性能实验研究

所报道的可降解纤维为一种有机酸酯聚合物,可在高温下水解降解而释出酸,在压裂液中既具有降阻、防止支撑剂回流、降滤等纤维功能,又能促进破胶。加入该种纤维的模拟压裂液(不含增稠剂和破胶剂),在80℃和120℃下的pH值随时间延长而降低,降低幅度随温度升高和纤维加量增大(0～2.7g/L)而增大,纤维加量1.8g/L时,在80℃经过100h或在120℃经过30h,pH可降至5.5。有机硼交联0.45%HPG压裂液,加入过硫酸铵100或300mg/L并在100℃放置24h后,破胶残渣量为428或315mg/L,破胶液pH值为9.2或8.5,而加入可降解纤维1.8g/L的压裂液,破胶残渣量减至203或112mg/L,破胶液pH值降至4.5或3.7。以抗氧化剂稳定的有机硼交联0.45%HPG压裂液,120℃、1701/s黏度随剪切时间延长而下降,但剪切70min的黏度高于200mPa.s,可满足中等规模的加砂压裂,剪切105min后降低温度,则黏度迅速回升,出现返胶现象。只加入该种纤维而未加破胶剂的压裂液,破胶返排后可再利用。图1表2参4     

宝浪油田无伤害压裂液研究

宝浪油田低渗透地层存在钙镁离子含量高、水敏易水锁等问题,压裂开发对液体有一定要求,研究发现常用压裂液在适应性方面有一些不足.为了提高区块的压裂效果,选择无伤害压裂液压裂,并对影响压裂液成胶性能的因素进行分析,对稳定剂EDTA(乙二胺四乙酸二钠盐)、KCl、阴离子表面活性剂等主要添加剂用量进行优化,得出压裂液基本配方并进行实验研究,主要包括压裂液对储层和支撑裂缝的伤害性、悬砂性能、流变性及抗剪切性、破胶性能、稳定性等方面进行了室内评价.实验结果证明,该压裂液耐温性能、悬砂性能、流变性能符合要求,抗剪切,对支撑剂及岩心伤害小,且破胶彻底,在地层水矿化度高的情况成胶稳定,适合宝浪油田压裂开发.     

高温井酸压技术研究与应用

碳酸盐岩储层酸化压裂成功与否，主要取决于两个因素，一是获得一定的导流能力，二是获得一定的有效缝长。对高温储层，由于酸岩反应速率快，需要酸液体系具有优良的缓速性能，同时应选择合适的酸压工艺，这是低渗高温深井酸化改造成功的关键。文古2井是东濮凹陷的一口重点探井，完钻井深4750．18m，属超深井范畴，酸压改造层段-4480．1～-4495.5m．储层温度高达160℃，施工难度大。通过优选酸液配方和施工工艺，现场应用获得成功。裂缝监测结果表明，酸蚀有效缝长达到58m，达到国内较高水平。     

抗菌素瓶用作高温高压反应容器

带橡胶塞抗菌素玻璃瓶配上专门的夹持器，可用作水体系的高温静态反应容器。此种容器密封性好，反应体系升温快，反应温度最高可达１５０℃，在反应条件下可直接观察器内反应物料的状况，特别适用于实验工作量很大的化学剂的配方筛选和品种筛选     

中高温清洁压裂液在卫11-53井应用研究

对适用井温80~120 ℃的中高温清洁压裂液体系进行了室内实验研究和现场施工技术研究，并成功地进行了现场施工。该体系在80~120 ℃温度区间具有较高的黏度，其流变性仅受温度的影响，对剪切历程不敏感。与水或油接触可自动破胶，不需要额外的破胶剂。该体系在卫11-53井应用获得成功，是国内第１口中高温清洁压裂液现场施工井。卫11-53井成功施工说明中高温清洁压裂液已达现场应用的水平。对实验井采用合压的施工方式，用120 m³清洁压裂液加0.09~0.25 mm陶粒3 m³、0.45~0.90 mm陶粒9.4 m³，平均砂比21%。在排量为4.71 m³/min时，施工摩阻仅3.6 MPa/km。压裂施工顺利，压后效果较好，说明该体系摩阻低，携砂能力强，对地层伤害小。