低分子量聚合物压裂液的研究及其在塔河油田的应用

针对瓜胶压裂液成本大幅增加的问题,在塔河油田开展了替代瓜胶压裂液的聚合物压裂液研究,形成了一套满足现场酸压施工要求的聚合物压裂液体系。该聚合物压裂液具有较好的延迟交联、耐温耐剪切性能、携砂性能和破胶性能,摩阻低,每1 000 m摩阻可比瓜胶压裂液低0.8 MPa。现场选取了TH-1井等14口井进行聚合物压裂液冻胶+胶凝酸前置液酸压试验,获得良好增油效果。并且,聚合物压裂液价格比瓜胶压裂液降低了35%,有效降低了酸压措施成本,提高了经济效益。     

压裂液粘度最佳时效性及控制途径

根据压裂施工的工艺特点和压裂液粘度对压裂处理地层效果的影响，把压裂液粘度分为适中初始粘度、高裂缝粘度和低排液粘度３个阶段来进行控制，进而提出了压裂液粘度最佳时效性概念；分析了聚合物压裂液粘度最佳时效性控制的影响因素；阐述了实现聚合物压裂液粘度最佳时效性控制途径的延迟工艺技术体系。     

低聚合物压裂液的研究及应用

通过国内外调研，研制开发出了低聚合物压裂液体系。这种压裂液体系是一种新型缓交联、低残渣、低伤害压裂液体系。通过对这种压裂液体系的系统研究，结合缓交联技术和快速返排工艺技术，完全避免了常规聚合物压裂液不耐剪切和破胶不彻底的问题，使低聚合物压裂液体系具有低残渣、易返排、对地层伤害小的特点。针对低压、低渗油藏特性，借鉴国内外压裂液研究经验，完成了低聚合物压裂液的研究及应用。文章主要介绍了低聚合物压裂液的室内研究和现场应用。     

无聚合物压裂液作用原理及性能影响因素概述

目前 ,国内油井进行压裂施工大部分使用是含聚合物压裂液体系。但含聚压裂液不易破胶 ,返排不彻底 ,会对地层造成二次伤害 ,就此国外首先研制了无聚合物压裂液。对无聚合物压裂液易破胶、易返排 ,低伤害等优越性能和现场应用效果做了详细的阐述 ,并建议国内的压裂施工尤其是对强水敏性地层的压裂施工尽快过渡到使用无聚压裂液上来     

低浓度聚合物压裂液体系研究与应用效果评价

聚合物压裂液冻胶体系在压裂施工过程中会在裂缝中和裂缝壁留下残渣造成储层伤害,降低聚合物浓度可以减轻这种伤害,但又会遇到冻胶体系黏弹性降低支撑剂沉降的问题,因此,研究优选满足携砂要求的低浓度聚合物压裂液体系具有实际意义.用实验方法研究了低浓度聚合物压裂液的增稠剂、交联剂及破胶剂.并评价了压裂液体系的抗温抗剪切性能、流变性能、携砂性能、破胶性能、低伤害性能、防膨性能和滤失性能.实验结果表明,低浓度聚合物压裂液的浓度为常规聚合物压裂液浓度一半时即可满足压裂时的携砂要求,抗温抗剪切性能优于清洁压裂液和常规聚合物压裂液,并且破胶后的残渣量明显减少,降低了对储层的伤害程度,是一种较为环保的低伤害压裂液.     

减少聚合物用量的硼酸盐体系的应用

多年来由压裂液体系造成的聚合物引起的损害一直是一个问题。聚合物造成的损害导致裂缝导流能力降低和有效支撑裂缝长度减小。减小聚合物造成的损害的一个方法是减少凝胶用量。从历史上看，研究出的减少聚合物用量的体系遇到了许多问题。减少压裂液体系中聚合物用量的结果是，压裂液粘度低不能够携带足够的支撑剂。对于低渗透气井来说，由于减小了裂缝长度，支撑剂携带效果差造成产量低。     

在线聚合物压裂液的研究与应用

为了解决压裂液废液处理困难和减少压裂液对地层与环境的污染,研制开发出了一种在线聚合物压裂液体系。室内对在线聚合物压裂液的稠化剂、交联剂、黏土稳定剂、助排剂进行了研究与优选,对压裂液的溶胀性能、携砂性能、破胶性能、耐温抗剪切以及对地层的伤害进行了评价,优选出了适合地层温度60~120℃在线聚合物压裂液配方。使用该压裂液在华北油田压裂施工4口井,成功率100%,取得了较好的效果。压裂施工时将低分子聚合物乳液、多效添加剂与过硫酸铵通过计量泵直接打入混砂车内,与混砂车中的水、支撑剂混合就能完成压裂施工,最高砂比可达50%。这种方式直接将配制和施工紧密结合在一起,其优点是:①不用提前配制压裂液,操作简便,施工效率高;②随配随用,使用多少配制多少,不留残液,返排液可用来重新配液,不污染环境;③压裂液体系的pH值呈中性,无残渣,对地层伤害小。      

基于压裂液滤失驱油作用的油井压裂方法及实践效果

聚合物压裂液在大庆油田压裂施工中取得了较好的增油降水效果。为了探索聚合物压裂增油机理,开展了压裂液驱油效果和滤失距离评价实验,从滤失和驱油角度分析了聚合物压裂液压裂增油作用机理,提出"驱油+压裂"提高油井压裂效果的方法,并在低渗透油藏油井进行了现场试验。结果表明,与胍胶溶液和聚合物凝胶溶液相比,聚合物溶液中分子聚集体尺寸较小,与岩心孔隙尺寸配伍性较好,滤失性较强,驱替过程中波及区域较大,驱油效果较好。与聚合物压裂液相比,聚/表二元体系驱油效果并未明显增加。滤失压裂液扩大波及体积作用明显强于提高洗油效率作用。随压裂液段塞尺寸和注入压差增加,压裂液滤失量增大,波及体积扩大,驱油效果提高。在相同渗透率和注入压差下,滑溜水溶液和聚合物溶液滤失速率更高,滤失能力更强;在同等滤失时间下,滑溜水溶液和聚合物溶液滤失距离较大,但滑溜水溶液驱油效果较差。聚合物压裂液良好的滤失性及驱油作用是大幅提高压裂施工增油效果的主要机理,可提高裂缝两侧基质内难动用原油的采出程度。基于聚合物压裂液滤失及驱油机理,提出了"驱油+压裂"(先驱油后造缝)方法。与常规压裂和"压裂+驱油"(边造缝边驱油)方法相比,该方法压裂液滤...     

对新型无聚合物压裂液的认识

文中介绍了无聚合物压裂液及其特性，并与常规聚合物压裂液的有关性能进行了比较，说明了无聚合物压裂液具备的优越性能，为大庆油田进行无聚合物压裂液的深入研究和现场应用前景指明了新的方向。使用这种新型压裂液，能够有效减少压裂改造储层的伤害程度，对最大限度地提高油、气井的产能具有十分重要的意义。     

基于溶胀–熟化机理的疏水缔合聚合物速溶压裂液技术

针对疏水缔合聚合物配制压裂液时分散性能差、溶胀时间长和不适合现场连续混配的问题,综合机械与化学方法,研究了疏水缔合聚合物速溶压裂液技术。通过优化助溶剂加量,减小配液用水的溶度参数,利用负熵因素加快聚合物溶胀速率;同时,设计了同轴双向搅拌装置,提高了固液混合物紊流程度,缩短了聚合物熟化时间。试验结果表明:溶度参数与溶胀胶团直径是影响聚合物溶胀与熟化的关键因素;4%助溶剂可使疏水缔合聚合物的溶胀率在4 min内达到92%;搅拌速率对疏水缔合聚合物熟化时间的影响较小,搅拌方式是影响疏水缔合聚合物熟化速度的主要因素,同轴双向搅拌6 min时的溶胀率达到86%;形成的疏水缔合聚合物速溶压裂液在90 ℃条件下的抗剪切性能大于180 mPa·s,满足现场施工要求。疏水缔合聚合物速溶压裂液技术实现了聚合物压裂液连续混配,降低了聚合物压裂液残液、余液对环境的影响,为大规模体积压裂工厂化作业提供了技术支撑。      

采用新型压裂液技术实时控制压裂液的流变性

在对油气藏实施水力压裂强化增产处理过程中 ,实时控制压裂液的流变性是提高施工作业成功率 ,确保压裂油气井获得长效高产和提高压裂作业经济效益的有效途径。本文介绍的新型短链分子聚合物压裂液具备了流变性可实时控制的优良性能。现场应用实践证实 ,新型压裂液可在压裂液用量大幅度减少的条件下 ,明显提高作业气井的产量 ,改善气藏产状。另外 ,新型压裂液可循环再利用 ,降低施工作业费用     

减少聚合物用量的硼酸盐体系的应用

多年来由压裂液体系造成的聚合物伤害一直是个问题.聚合物造成的损害导致裂缝导流能力降低和有效支撑裂缝长度减小.减小聚合物损害的一个方法是减少凝胶用量.从历史上看,研究出的减少聚合物用量的体系遇到了许多问题.减少压裂液体系中聚合物用量的结果是导致压裂液黏度过低而不能够携带足够的支撑剂.对于低渗透气井来说,由于减小了裂缝长度,支撑剂携带效果差造成产量低.由于缺少使压裂液体系达到其最大黏度的合适水源,所以许多低聚合物用量压裂液体系在操作上是不可靠的.除了确定合适水源的操作问题外,对压裂液体系的另一个限制是用液态KCl代替粒状KCl的技术要求.这些问题都限制了低聚合物用量体系在许多地区的使用.与有机金属交联剂有关的剪切敏感性是使用低聚合物用量体系时遇到的问题.与硼酸盐交联体系相比,高管状速度将剪切降解压裂液,降低其支撑剂携带能力.本文将讨论硼酸盐交联压裂液的改进,并以实例说明减少聚合物用量体系的应用和效果.     

新型压裂液体系性能评价

针对瓜胶压裂液成本大幅增加的问题,开展了替代瓜胶的新型压裂液体系研究。通过对改性黄原胶及高分子聚合物压裂液体系的综合性能评价,初步形成了一套改性黄原胶滑溜水和一套聚合物压裂液室内配方。目前,改性黄原胶压裂液还存在耐高温耐剪切性能差、破胶液残渣含量高的问题,聚合物压裂液存在稠化剂加量高、延迟交联性能与耐高温性能难以达到平衡的问题。新型压裂液体系进一步改进后可现场选井进行试验。     

压裂液滤失性对增油效果的影响和作用机理

非均质油藏水驱或聚合物驱后,油井附近区域中低渗透储层难以波及,剩余油饱和度较高。为深入了解压裂液滤失性对压裂增油效果的影响,比较了5种压裂液的滤失性能,通过改变压裂液滤失时间和裂缝长度,研究了压裂液滤失性对增油效果的影响和作用机理。结果表明,与改性胍胶相比,合成聚合物压裂液滤性能良好,滤失液可以将水平裂缝入口附近区域岩心中剩余油驱替到岩心深部区域,在后续水驱作用下剩余油再沿裂缝返回采出端,达到提高采收率的目的。通过选择压裂液类型以及增加压裂施工时间和裂缝长度,可使压裂液滤失量增加,滤失液波及体积增大,发生运移剩余油量增加,导致采收率增幅提高。从技术经济效益角度考虑,推荐"聚合物溶液+聚合物凝胶"段塞组合进行施工,合理的压裂裂缝长度为1/5数1/3注采井距。     

高温油藏用海水基压裂液研究进展

随着我国海上油气田开发的进行,压裂作业向海洋进军是开发技术发展的趋势之一,研究适用于海上高温油藏的海水基压裂液是节约施工成本、缩短施工周期和提高工作效率的关键。国外在胍胶为稠化剂的压裂液和黏弹性表面活性剂清洁压裂液研究的最多,但由于其耐温性不高,限制了其在高温油藏中的应用;国内则在合成聚合物类高温海水基压裂液方面取得突破。分析认为,以速溶聚合物为稠化剂的耐高温中性-弱酸性海水基压裂液是研究的重要方向。     

合成聚合物压裂液最新研究及应用进展

合成聚合物压裂液具有耐温、耐盐、耐剪切性能好,破胶后几乎无残渣,对储层及支撑裂缝伤害小等优点。该领域的研究已经成为目前压裂液研究的热点。重点介绍了化学交联聚合物压裂液和可逆物理交联聚合物压裂液最新研究及应用进展;从绿色环保智能聚合物压裂液研制、聚合物压裂液实现在线连续混配、聚合物压裂液交联、防膨、助排一体化技术3个方面对未来聚合物压裂液发展方向提出了新见解。     

一种聚合物压裂液稠化剂的性能研究及应用

以分子间的静电作用为理论基础,研制出一种适用于中高温地层的阳离子型中高分子量的压裂液用聚合物稠化剂,通过红外光谱谱图以及核磁共振谱图分析聚合物结构,利用扫描电镜观察加入电吸引诱导剂后聚合物溶液空间结构的变化,并对该聚合物压裂液稠化剂进行性能测试,发现该压裂液聚合物稠化剂在加入电吸引诱导剂后可形成较强的空间网状结构,增黏效果很好,并且在110℃、130℃、170 s-1下剪切1 h后黏度保持在40~55 m Pa s,在90℃条件下破胶时间为71.5 min,破胶后无残渣,岩心伤害率低,为12.07%。该压裂液表现出较强的黏弹性,携砂性能好,沉砂速率为1.96×10-4 m/min,且在砂比为60%时,常温下1 h后悬砂状态良好。该聚合物压裂液稠化剂满足现场压裂施工的要求,加之合成原料易得、价格较低,其现场应用前景广泛,通过在苏里格气田苏20-23-X井盒8下段的现场压裂施工测试中可以看出,其施工效果显著。     

压裂液伤害性研究

文章对油田使用的3种压裂液（羟丙基瓜胶、聚合物及表面活性剂）产生的二次地层伤害进行评定，通过吸附实验、固体残渣测定及岩心流动实验，定量和定性地说明了３种压裂液对地层的伤害。结果表明：增稠剂CTAB和聚合物KTU在４种吸附剂上的吸附量大小顺序为蒙脱土＞高岭土＞岩心砂＞石英砂，而阳离子表面活性剂在高岭土和蒙脱土上的吸附量均高于KTU；清洁压裂液对地层的伤害最小，损害率为12.5%， 聚合物压裂液次之，为35%，而瓜胶压裂液伤害最大达到43.7% ；瓜胶压裂液破胶后在地层的残余量最大，为333.3 mg/Ｌ，清洁压裂液和聚合物压裂液几乎没有残渣。通过膨胀性测试可以看出，清洁压裂液的粘土防膨性能最佳，粘土膨胀率仅有5.7%；聚合物压裂液次之，为9.47%；瓜胶压裂液最差，为43.54%。     

压裂液技术研究新进展

压裂已经广泛应用于增产当中,压裂液的性能在作业中起到至关重要的作用,压裂液存在着破胶难,污染环境,污染储层,抗温抗盐性能差的问题,为此,在研究大量文献的基础上,回顾了压裂液技术的发展和现状,总结了适合不同地层条件的国内外压裂液新技术,以及现阶段存在的问题,展望了未来的发展方向。研究结果表明,目前仍是以聚合物增黏剂为主的水基体系,并且研究出了抗高温清洁压裂液、微束聚合物压裂液、无聚合物压裂液以及新型原油基压裂液等等。水基压裂液残液五步处理法,在现场应用效果明显.残渣、破胶性能、相容性、水锁伤害是储层伤害的主要原因。压裂液将主要朝着地层伤害小、抗温抗盐、地层适应性强、环境友好的方向发展：,     

压裂液延迟交联与快速破胶技术

针对压裂液伤害地层的问题，通过对压裂液延迟交联与快速破胶技术的研究试验，研制出了时间延迟交联剂和温度延迟交联剂．确定了压裂液在不同温度和不同时间内破胶时需要破胶剂的用量。结果表明．压裂液交联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。为减少压裂液对地层的伤害，破胶剂加量应根据施工时问与裂缝中压裂液温度情况，使压裂液的破胶时间与施工时间相一致，既能保证压裂液的造缝与携砂能力，又能使压裂液在施工结束后快速破胶、水化返排。现场应用表明，压裂液具有摩阻低、抗剪切性能好、造缝与携砂能力强。对地层伤害小的优点．满足了现场施工的需要，提高了油井(特别是深井)压裂施工的成功率。在华北冀中对井深3400～3800m的油井压裂施工9口，平均砂比为29．3％，成功率为100％。