高温低伤害的有机硼锆CZB-03交联羟丙基瓜尔胶压裂液研究

实验研究了有机硼锆交联剂CZB 0 3(有机锆交联剂OZ 1用一种复合吸附抑制剂处理后与等质量的有机硼交联剂OB 2 0 0的复配物 )与HPG的交联性能、冻胶耐温性和伤害性 ,实验体系为加有 0 .3%复合添加剂CA 0 3的0 .6 %HPG/CZB 0 3压裂液。该体系的最佳pH值为 9～ 11,适宜交联比为 10 0∶0 .3～ 0 .4 ,在温度≤ 4 0℃时延缓交联时间为 2～ 4min。该体系的耐温性高于 16 0℃ ,在 16 0℃、170s-1剪切 12 0min ,粘度保持 10 0mPa·s以上。该体系的滤失控制性能较好 ,加入 1%降滤失剂ZJ 1可使 16 0℃、3.5MPa滤失系数C3 (m/min0 .5)由 9.19× 10 -4降到6 .98× 10 -4。加入 0 .0 4 %专用破胶剂EB 0 3,在 16 0℃放置 2h后破胶液粘度为 5 .2mPa·s。CZB 0 3压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害远小于OZ 1压裂液 ,略高于OB 2 0 0压裂液 ,在室温和 4 0～ 70MPa下 ,CZB 0 3,OZ 1,OB 2 0 0交联HPG压裂液的伤害率分别在 13.8%～ 16 .1% ,4 9.8%～ 5 1.2 % ,9.1%～ 11.7% ,平均值分别为 14 .7% ,5 0 .4 % ,10 .6 %。图 3表 3参 2。     

有机钛PC-500交联羟丙基瓜尔胶压裂液

用有机钛、胺基醇和乳酸合成了有机钛交联剂ＰＣ－５００,研究了羟丙基瓜尔胶／有机钛ＰＣ－５００水基冻胶压裂液的配方,得到了可耐温１００℃以上,抗剪切,低残渣,交联时间可调的压裂液。在配方研究中特别考察了冻胶稳定剂、ｐＨ调节剂的作用。     

有机硼锆交联弱酸性压裂液回收再利用研究

本文研究了一种有机硼锆交联弱酸性压裂液的回收再利用技术。制备的新型有机硼锆交联剂YM-A₁可在弱酸性条件下与羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液（CMHPG）体系交联,用缓释型酯类破胶剂SCH-04破胶,将所得破胶液进行回收再利用。回收破胶液二次交联的最佳条件为:破胶液与新制基液体积比1:1,pH值4～6,温度60～70℃,YM-A₁质量浓度3.5 mg/mL,SCH-04质量浓度0.4～0.5 mg/mL。性能评价结果表明,有机硼锆交联弱酸性压裂液二次交联压裂液体系在170 s^-1下连续剪切60 min后的黏度约150 mPa·s,抗剪切性较好;在70℃、压差为3.5MPa的条件下,测得初滤失量为2.15×10^-3m³/m²、滤失系数为2.28×10^-4m/min^1/2、滤失速度3.79×10^-5m/min,达到行业标准的要求;对地层岩心基质渗透率损害率的平均值为25.2%,沉降速率为0.0058 cm/min,破胶液的表面张力23.5 mN/m,残渣含量390mg/L,实现了弱酸性压裂液体系的回收再利用。     

羟丙基瓜尔胶压裂液的研究及应用

羟丙基瓜尔胶压裂液是一种新型的低伤害压裂液,它适合于地层温度为30~150℃的油层进行压裂改造。该压裂液应用于低温地层(25~50℃)时,是采用氧化剂和激活剂共同作用,达到使压裂液破胶化水的目的。应用于高温地层(120~150℃)时,是采用有机硼作为交联剂,使压裂液在高温深井地层中具有较高的粘度、较好的携砂性,与有机钛交联剂相比,对地层伤害减小。该压裂液已在现场应用237井次,取得了较好的经济效益和社会效益。     

低浓度羟丙基瓜尔胶压裂液体系的研究

为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,进一步提高压裂液效果,降低压裂成本,开发了满足低渗透储层压裂需要的低质量分数、低残渣、低伤害的胍胶压裂液体系。该压裂液体系胍胶浓度为0.35%,交联剂用量为0.50%,破胶后残渣为144 mg/L,破胶剂用量为0.008%,破胶时间为3 h,与常规胍胶体系相比破胶残渣下降率为51.52%,起泡剂、黏土稳定剂、助排剂用量均为0.50%,温度稳定剂为0.10%。流变等研究分析结果表明该体系具有良好的抗温抗剪切能力,当温度达到140℃时黏度大于100 m Pa·s,在170 s~(-1)剪切90 min后黏度大于80 m Pa·s。通过对岩心伤害率与静态滤失进行研究发现伤害率下降均大于50%,静态滤失较小,有利于降低对储层的伤害。     

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液的综合性能

评价了有机硼交联的羟丙基瓜尔胶压裂液体系的延迟交联特性、耐温性、耐剪切性、流变性、粘弹性、破胶特性、滤失性能、残渣含量及对地层的伤害。该压裂液体系具有可控制的延迟交联作用、良好的耐高温和剪切恢复特性、快速破胶、助排能力和携砂能力强、储层伤害小等特点,可满足低、中、高温油气藏压裂的需要,能取得良好的施工和增产效果。     

植物胶压裂液用有机硼交联剂SD2-2

本文简介了液态有机硼交联剂ＳＤ２２的合成和物理特性，发表了用ＳＤ２２交联的４类６种植物胶（改性魔芋胶、改性田菁胶、改性龙胶、３种改性瓜尔胶）压裂液的配方和８０℃粘时数据。这些压裂液粘度适中，保持高粘度时间长，１０—１２ｈ可彻底破胶。从这些配方中推荐了ＣＴ９１／ＳＤ２２压裂液（用于７０—９０℃井温），详尽研究了推荐配方压裂液的各项性能。通过４个井例，简介了ＳＤ２２交联羟丙基瓜尔胶、羟丙基田菁胶压裂液在新疆、四川、吉林一些地区５０余井次现场应用的良好效果     

羟丙基瓜尔胶超声降解参数优化及降解机理分析

针对压裂返排液有机污染物降解难度大、处理工艺复杂等问题,采用单因素分析和正交实验研究了压裂返排液关键污染物羟丙基瓜尔胶的超声降解规律,并探讨了其降解机理。结果表明：羟丙基瓜尔胶超声降解机理主要以物理剪切断链为主,超声模式和超声功率为羟丙基瓜尔胶降解反应的主控参数,其次是浓度,超声时间、温度、pH值等因素影响较小。对于一定质量浓度（600 mg/L）的羟丙基瓜尔胶溶液,最优降解参数为：占空比为40%、超声功率为360 W、超声时间为60 min、温度为25℃。鉴于温度和pH值影响较小,超声降解技术可以应用于较宽的温度范围（5～50℃）和酸碱度范围（pH 5～11）。     

制备延迟交联耐高温硼压裂液的途径

讨论了耐高温的延迟交联硼交联半乳甘露聚糖植物胶压裂液的制备途径，研制了三大类共六种添加剂：ｐＨ控制剂ＭＯ，缓溶硼矿物交联剂ＢＣ－Ｏ和ＢＣ－Ｗ，有机络合硼交联剂ＢＸ－Ｔ、ＢＸ－Ｏ和ＢＸ－Ｃ，介绍了使用这些添加剂的植物胶硼冻胶压裂液的延迟交联特性和耐温性。     

有机硼交联胍胶压裂液体系在低渗浅层储藏加砂压裂施工中的应用

对埋藏浅、储层温度低的油气藏进行压裂改造,需要解决压裂液低温破胶、快速返排和伤害问题。本文介绍了一种有机硼交联胍胶压裂液体系,描述了该体系的破胶、返排和低伤害性能,介绍了该压裂液体系在川西白马一松华地区成功进行的4井次低渗浅层气井现场试验,取得了良好的应用效果。     

高温延缓型有机硼交联剂OB-200合成研究

从合成反应原理出发，考察了水基冻胶压裂液用的有机硼络合物交联剂的各项合成反应条件。得到了耐高温延缓型交联剂0B-200的最佳合成工艺。反应物的用量以体积计分别为：硼酸盐15％～20％，配位体(质量比1：7～10的葡萄酸钠和多元醇LB-2)35％，溶剂(体积分数0．25的丙三醇水溶液)45％～50％，催化剂为质量比10：2的稀土金属硫酸盐和Na0H，用量0．15％，反应温度60℃，反应时间3．5～4．0小时。有机硼0B-200／羟丙基瓜尔胶压裂液(5g／L HPG水溶液，交联比100：3)，交联时间在300～305s，冻胶的耐温性达143℃。图6表2参5。     

高温延缓型有机硼OB-200交联压裂液的性能与应用

报道了实验考察高温延缓型有机硼交联剂OB 200在5g/L羟丙基瓜尔胶水基压裂液中的各项性能及其影响因素的结果,简述了在7口井上应用该压裂液的情况。OB 200/HPG压裂液在pH=11.5、温度5～35(40)℃时交联时间长达4.7～5.6min;不加破胶剂的压裂液在温度115～135℃时,8h内可完全破胶液化,讨论了OB 200体系的自动破胶机制;在135℃、170s-1条件下剪切2h,压裂液粘度>120mPa·s;高速(500s-1)剪切后,在低速下(80s-1)粘度可恢复到初始值的94.5%(95℃下)或70.0%(135℃下);在95～135℃滤失小,滤失系数为6.93×10-4～9.81×10-4m/(min)1/2;残渣含量低,135℃下破胶20h后为319mg/L,而对比硼酸盐压裂液(90℃)和有机钛压裂液(135℃)分别为364和457mg/L;在人造岩心上测得渗透率伤害率在5.74%～9.66%,平均7.32%,而对比有机钛压裂液为24.07%～29.98%,平均27.09%。在中原油田桥口和户部寨地区7口井2706～3769m井段用该压裂液压裂,施工成功率100%,获得了油、气增产效果。图5表4参3。     

瓜胶压裂液体系示踪剂的筛选

在油气田开发过程中,多数油气井压裂通常是采取分段压裂,各层段一起合排,此过程目前常用总的返排量来判断整体压裂液的返排效果,而无法了解各个层段压裂液的返排情况。为了评价各层段压裂液的返排效果,可在各层段压裂过程中加入一定浓度的不同示踪剂,在返排时对压裂液返排液进行连续取样,检测返排液中各种示踪剂的浓度,从而判断各层段的返排效果,计算压裂液在地层中的残留量。而在压裂中所用示踪剂需要与压裂液配伍,对油田常用的几种示踪剂进行了实验评价。实验研究结果表明,小分子醇类和无机阴离子(SCN-和Br-)不适合作为瓜胶压裂液示踪剂,2种微量物质TA和TB与瓜胶压裂液配伍,不会对压裂液成胶和破胶产生影响,并且由于其在地层环境中有较低的吸附量,不会对定量测量造成影响,可初步选为压裂液示踪剂。     

速溶胍胶压裂液的研究与应用

在普通胍胶中加入悬浮稳定剂、醇类助剂、表面活性剂类胶体组成了相对稳定的速溶胍胶,其含水率为3.42%,水不溶物含量为8.76%。考察了影响压裂液质量的主要因素及由速溶胍胶配制压裂液的性能。实验结果表明:基液的起黏速度随搅拌速度增大而加快,1000 r/min下搅拌5 min时,基液黏度达到最终黏度的90%;最佳配液水温在10℃左右;最佳配液pH值为6;KCl的加入减缓了胶液的起黏速度,但最终黏度随KCl加量增大而升高。与硼交联后的冻胶体系的黏弹性增加,且在较高振荡频率时,G’>G″,在频率为1 Hz时,储能模量G’和损耗模量G″分别为9.8 Pa和8.8 Pa,可满足携砂性能。该冻胶体系的滤失系数Cw=2.65×10-4m/min1/2,滤失速率Vo=0.44×10-4m/min,具有较小的滤失量;在110℃、0.10%破胶剂条件下,24 h后破胶液的黏度小于2 mPa.s;对岩心的平均伤害率为11.24%。与常规配液方式相比,单井可节约胍胶15%以上,具有广阔的应用前景。图6参1     

纤维压裂液及其在吉林油田的应用

针对油气生产过程中容易出砂和压后测试快速排液时出现的支撑剂回流等问题,采用纤维稳定支撑剂技术配制出了性能优良的纤维压裂液,对该压裂的性能进行了系统评价,并介绍了纤维压裂液在吉林油田的应用情况。通过考察纤维加量(0.1%～0.4%)对压裂液黏度及交联时间的影响,得到了纤维压裂液配方:0.3%瓜尔胶+0.04%SD2-2有机硼交联剂+0.035%过硫酸铵+0.2%T-3纤维+其他添加剂,该纤维压裂液pH值9～10,稳定性良好,并具有良好的延迟交联性能和耐剪切性能,适合于60～65℃的中低温地层。当闭合压力小于20 MPa时,加入纤维的支撑剂导流能力不受影响;常温、170 1/s下连续剪切90 min后黏度保留率为52.86%;破胶水化液的表面张力为23.8 mN/m并且黏度小于5 mPa.s。该项技术在吉林扶余油田东+5-33、东34-201、松原采气厂老4-24井共3口井进行现场施工中取得了良好应用效果。     

高温合成聚合物压裂液体系研究

根据高温低渗储层压裂改造对压裂液性能的要求,从聚合物分子结构分析入手,以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、2-丙烯酰胺基,2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,合成新型耐高温聚合物,并对其性能进行了评价。实验结果表明,剪切3 h后,压裂液黏度降低1.4 mPa.s,剪切稳定性良好,并且剪切恢复性较好。随着温度的增加,压裂液交联时间逐渐缩短。该压裂液耐温可达170℃。在60℃时,聚合物压裂液破胶困难,可以通过提高破胶剂加量以提高压裂液破胶效果。聚合物压裂液的残渣率为0.83%,对岩心的伤害率为16.7%,对支撑裂缝导流能力的伤害小于植物胶压裂液。适合高温低渗储层的压裂改造。     

表面活性剂对压裂液延迟交联的影响

实验研究了3种表面活性剂对压裂液基液中溶胶粒子zeta电位及压裂液交联反应的影响.测定zeta电位所用基液为0.5%GHPG+0.06%柠檬酸的蒸馏水体系;交联反应体系由自来水配制的0.5%GHPG+0.06%柠檬酸+0.06%NaOH基液和0.25%有机硼交联剂C-200组成,测定170 1/s剪切速率下,温度由35℃升至50℃并保持恒定条件下的黏度,以第一个黏度峰对应的时间为交联延迟时间.十二烷基苯磺酸钠使zeta电位变得更负,对交联反应有延迟作用;十六烷基三甲基氯化铵使zeta电位由负变正,对交联反应无延迟作用;一种小分子季铵盐BHJ-1使zeta电位增大,加量1.2%时达最高值,加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%BHJ-1分别使交联时间延迟1.5、2.0、4.0、4.5 min.讨论了交联延迟的机理.在油管下深3200 m的FX126井使用加入0.3%BHJ-1的压裂液,使压裂液摩阻由清水摩阻的40%降为27%,施工泵压由30.7 Mpa降至20.7 Mpa.     

有机硼交联剂CY-2合成工艺研究及交联压裂液性能评价

通过在对有机硼交联剂合成原理以及其与常规水力压裂稠化剂羟丙基瓜胶HPG交联机理研究的基础上,以硼砂B和复配型有机配位体X与Y为主要原料研制出了一种压裂用延迟型有机硼交联剂CY-2.分别考察了各反应因素对合成产品交联性能的影响情况,确定出CY-2最佳合成工艺条件为:X与Y配比为1:3,X与Y加量为20%,催化剂Q加量为3.5%,硼砂B加量为10%,反应时间为4 h,反应温度为75°C.对CY-2交联HPG压裂液的主要性能进行评价实验,结果表明,CY-2是一种性能良好的有机硼交联剂,CY-2交联羟丙基瓜胶HPG压裂液不仅具有延迟交联时间在360 s内可调的交联性能,而且具有良好的耐温耐剪切性能、滤失性能以及悬砂性能,能满足现场压裂施工的需要.     

低浓度铬交联聚合物流动成胶性能研究

模拟现场设计了不同动态条件下的3个成胶试验(即:搅拌条件下的流动成胶试验、循环流动条件下的成胶试验及不锈钢筛网串联流动成胶试验),考察低浓度铬交联聚合物体系在流动条件下的成胶性能。通过试验证实了低浓度铬交联聚合物体系在流动状态下和经过多孔介质可以成胶,成胶后的体系具有一定的流动性。