一种清洁压裂液的制备与性能评价

针对目前粘弹性表面活性剂压裂液耐温性不足、成本高的缺点,研制了一种双子表面活性剂清洁压裂液。以芥酸和乙醇胺为原料合成压裂液稠化剂,优选出了3%双子表面活性剂+0.25%的水杨酸钠作为主要配方;粘弹性实验表明,VES-G型压裂液体系具有很好的粘弹性,在140℃剪切1 h的条件下保持155 m Pa·s,在50℃,70℃的实验条件下,压裂液均能在4 h之内彻底破胶。VES-G压裂液成本较低且携砂、耐温性、破胶效果均能满足现场压裂施工要求。     

CTJ清洁压裂液室内性能评价

以自制阴离子双子表面活性剂与阳离子双子表面活性剂按一定比例混合,制备了清洁压裂液。对该压裂液的耐温耐剪切性、粘弹性及破胶性进行室内评价,结果表明,该压裂液的粘弹性好,无需破胶剂可自动破胶,配置简单,易于现场使用。     

阳离子型双子高粘弹压裂液体系开发

进行了常规植物胶压裂液残渣含量高、地层伤害大/对改造效果产生巨大影响等调查。对表面活性剂压裂液体系、蠕变原理、粘弹性、抗剪切性、破胶性、助排性、岩心伤害等进行了研究,开发了一种低伤害、粘弹性良好的清洁压裂液。结果表明,当清洁压裂液配方为2.5%DS+1.0%NaBr+0.6%YFZ-1时,在90℃、170 s^(-1)条件下剪切1 h时压裂液粘度稳定在80 mPa·s以上;在f<10 rad/s时,G'>G″,且G'>0.1 Pa,压裂液粘弹性较佳。压裂液与原油或凝析油反应时,破胶液粘度均小于3.274 mPa·s,破胶液表面张力、界面张力分别小于24.916,1.904 mN/m,破胶、助排较好。0.35%胍胶压裂液破胶液岩心伤害率为32.85%,而2.5%双子表面活性剂清洁压裂液破胶液岩心伤害率为7.79%,较之胍胶压裂液对储层伤害率小,有益于保持增产改造的效果。     

阳离子型双子高粘弹压裂液体系开发

进行了常规植物胶压裂液残渣含量高、地层伤害大/对改造效果产生巨大影响等调查。对表面活性剂压裂液体系、蠕变原理、粘弹性、抗剪切性、破胶性、助排性、岩心伤害等进行了研究,开发了一种低伤害、粘弹性良好的清洁压裂液。结果表明,当清洁压裂液配方为2.5%DS+1.0%NaBr+0.6%YFZ-1时,在90℃、170 s~(-1)条件下剪切1 h时压裂液粘度稳定在80 mPa·s以上;在f<10 rad/s时,G'>G″,且G'>0.1 Pa,压裂液粘弹性较佳。压裂液与原油或凝析油反应时,破胶液粘度均小于3.274 mPa·s,破胶液表面张力、界面张力分别小于24.916,1.904 mN/m,破胶、助排较好。0.35%胍胶压裂液破胶液岩心伤害率为32.85%,而2.5%双子表面活性剂清洁压裂液破胶液岩心伤害率为7.79%,较之胍胶压裂液对储层伤害率小,有益于保持增产改造的效果。     

黏弹性双子表面活性剂压裂液的制备及性能评价

考察了阴离子双子表面活性剂SA系列及水杨酸钠对阳离子双子表面活性剂SC-18溶液黏弹性的影响。黏弹性表面活性剂的基础配方为:1%SA-12+1%SC-18+0.5%水杨酸钠。该压裂液体系可满足井温小于100℃的低渗透油藏的压裂改造。该压裂液具有较好的抗剪切能力,170s~(-1)下剪切2h后,黏度保留率大于80%;破胶后黏度小于5 mPa·s,表明该配方具备优异的破胶性能;破胶后均无残渣;石英砂在压裂液的沉降速度满足压裂液性能要求。     

双子表面活性剂类清洁压裂液的研究进展

压裂技术是提高低渗透油气藏生产能力和油气井采收率的重要手段,而压裂液是影响压裂效果的关键因素。相较于水基植物胶压裂液和以单链表面活性剂为稠化剂的传统清洁压裂液,双子表面活性剂类清洁压裂液在耐温、携砂和保护油气层等使用性能上更具优势,是新一代清洁压裂液发展重点。本文综述了双子表面活性剂类清洁压裂液制备、性能及应用的研究进展,分析比较了阳离子双子表面活性剂类清洁压裂液、阴离子双子表面活性剂类清洁压裂液、两性双子表面活性剂类清洁压裂液等的优缺点,讨论了双子表面活性剂类清洁压裂液在油田领域的应用现状：阳离子双子表面活性剂类清洁压裂液的制备方法成熟,耐温性能较好,可以应用于中高温油田,但是其生产成本较高;阴离子双子表面活性剂类清洁压裂液能有效减少表面活性剂在地层的吸附损失,降低储层渗透率伤害,但是其合成条件苛刻,耐温性不高,适用于中低温油田;两性双子表面活性剂类清洁压裂溶液的耐温性好,但是其制备过程繁琐、成本高,难以大规模推广应用。对双子表面活性剂类清洁压裂液的研究前景进行了展望：发展低成本的合成方法及耐高温双子表面活性剂类清洁压裂液的制备及应用。     

CTAB/SSS粘弹性表面活性剂压裂液的研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和有机盐苯乙烯磺酸钠复配制备了粘弹性表面活性剂压裂液,对其流变性、抗温抗剪切性,携砂性能和破胶性能等进行了评价,并采用AFM对其形貌进行了表征,结果表明制备的粘弹性表面活性剂压裂液具有优良的抗温抗剪切性,携砂性能和破胶性能,AFM表明CTAB3%/SSS2%体系压裂液形成了三维网络结构,表现出一定的剪切增稠现象,表观粘度在30～70℃变化不大,80℃表观粘度仍高达202 mPa.s,玻璃珠沉降速度0.026 mm/s,油破胶时间低于15 min,水破胶时间小于4 h。     

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。     

粘弹性表面活性剂压裂液在低渗油田的应用现状

结合粘弹性表面活性剂压裂液作用机理,介绍了3种典型的粘弹性表面活性剂压裂液体系(无聚合物型、抗温型、双子表面活性剂型),并综述了粘弹性表面活性剂压裂液国内外应用现状,指出研制合成工艺简单且成本较低的阴离子双子表面活性剂,开发疏水缔合聚合物/双子表面活性剂压裂液体系,提高抗温性,采用纳米技术是未来压裂液发展趋势。