一种新型水基压裂液酸性交联剂的制备

采用无机锆盐为原料,制备了一种酸性压裂液用交联剂。所合成产物具有低伤害、耐温、延缓交联时间等特点。经过实验,得到最佳反应条件为反应介质是异丙醇的水溶液,m(氧氯化锆)∶m(H2O)∶m(异丙醇)=1∶1.25∶2.5,m(葡萄糖酸钠)∶m(氧氯化锆)∶m(丙三醇)=1∶16∶20,反应温度50～55℃,pH=2,反应时间4h。通过实验研究,由所合成交联剂LY-2与羟丙基瓜尔胶交联得到的压裂液具有良好的性质,交联时间120s,冻胶黏度可以达到524mPa.s,耐温温度170℃,加入2%破胶剂(质量分数15%过硫酸铵)1h后,冻胶黏度可降至1.56mPa.s。     

水基压裂液酸性交联剂RGB的制备

用无机锆盐与多羟基羧酸盐类配合,成功制备了标题化合物,并对其合成工艺条件做了研究。得出最佳合成条件为反应介质是体积分数为60%异丙醇的水溶液,且m(氧氯化锆)∶m(多羟基羧酸盐RS)∶m(多元醇YC)=1∶1.25∶5;反应温度为70℃;反应pH为2;反应时间为4 h。通过实验研究,由酸性压裂液交联剂RGB与胍胶交联得到的压裂液具有很好的性质,其黏度能达到720 mPa.s以上。     

高性能压裂液用交联剂的研制及性能评价

在大量调研前人研究成果的基础上,通过实验确定了高性能压裂液用交联剂的研制配方,并将制备的交联剂命名为LJN-2。对LJN-2的性能进行综合评价,指出LJN-2具有较好的物理特征,优异的流变性能、交联时间、悬砂性能和破胶性能,具有较好的应用前景。     

微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用

常规的瓜胶压裂液体系对油藏伤害的主要因素是残渣大、伤害率高以及由体系配伍性不好造成的伤害。采用低用量瓜胶多核交联剂、多功能阻垢剂、选择性高分子断裂催化剂三种技术集成了微弱伤害瓜胶清洁压裂液体系,对其耐温耐剪切性能、破胶性能、岩心伤害及配伍性进行了研究。结果表明,该体系耐温耐剪切性能良好,破胶残渣为72 mg/L,对岩心的伤害率<10%,破胶液与地层水配伍性良好,并在陕北地区进行了现场应用。     

微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用

常规的瓜胶压裂液体系对油藏伤害的主要因素是残渣大、伤害率高以及由体系配伍性不好造成的伤害。采用低用量瓜胶多核交联剂、多功能阻垢剂、选择性高分子断裂催化剂三种技术集成了微弱伤害瓜胶清洁压裂液体系,对其耐温耐剪切性能、破胶性能、岩心伤害及配伍性进行了研究。结果表明,该体系耐温耐剪切性能良好,破胶残渣为72 mg/L,对岩心的伤害率10%,破胶液与地层水配伍性良好,并在陕北地区进行了现场应用。     

压裂液对储层伤害机理及室内评价分析

在压裂施工过程中,压裂液起着传递压力、形成地层裂缝、携带支撑剂进入裂缝的作用,压裂液或其添加剂由于与地层不配伍,或者在施工过程中都可能会造成对油气层的伤害。压裂液对产层的伤害程度决定了压裂施工效果的成败,因此最大程度的降低压裂液对储层的伤害在压裂作业过程中至关重要。     

致密气藏压裂液水锁抑制剂筛选及性能评价

为缓解压裂过程造成的水锁伤害,需在压裂液中添加水锁抑制剂。以吸液量、表面张力、接触角、岩心渗透率伤害程度及液锁量等为考察指标,对水锁抑制剂进行了筛选。结果表明,药剂SDY具有良好的防水锁性能,添加SDY的破胶液对岩心渗透率伤害程度较低,液锁量也较小。     

一种酸性压裂液体系的室内研究

常规的羟丙基瓜胶压裂液体系一般在碱性条件下交联,对于碱敏性地层不能达到理想的压裂效果。文章通过室内研究,筛选出一种酸性压裂液体系:0.8%~1.0%低分子稠化剂AAP+1.0%KCl+0.3%助排剂S-203,pH在5左右以交联比为100∶3.0~100∶3.5与交联剂交联。该压裂液体系可耐温达到110℃,在170 s-1连续剪切1.5 h后粘度仍有61.3 mPa s,破胶后破胶液粘度小,易于返排,该压裂液体系对于碱敏性储层有较好应用前景。     

一种低分子压裂液体系制备及性能评价

以含有磺酸基、酰氨基、羧基等多种功能性单体的低分子聚合物为稠化剂,有机锆为交联剂,制备了低分子聚合物冻胶,考察了相关因素对形成冻胶性能的影响,得到了以其作为稠化剂的压裂液配方。结果表明,在稠化剂用量为0.3%,交联比为100∶0.5,粘土稳定剂用量为0.5%,助排剂用量为1.0%时,配制的压裂液在温度为90℃,剪切速率为170 s-1的条件下,其粘度保持在60 mPa.s以上;在DC-04破胶剂用量为0.1%,温度为90℃时,2 h破胶液粘度为3.6 mPa.s。     

一种低伤害水基压裂液用改性瓜尔胶的性能评价

目前中国常规的水基压裂液体系用稠化剂羟丙基瓜尔胶水不溶物含量高,对地层伤害大,迫切需要开发一种低残渣含量的新型低伤害压裂液用稠化剂。实验室对压裂液用增稠剂进行了改性,考察了改性稠化剂的耐盐性能、耐酸碱性等特点。该压裂体系与常规压裂体系相比粘度较高、破胶后残渣含量少,对地层伤害小,本研究对低渗透油层的压裂开采具有重要的意义。     

Synthesis and performance evaluation of crosslinker for seawater-based fracturing fluid

Zirconium is one of the most commonly used crosslinkers for guar gum-based fracturing fluid. Nevertheless, it is difficult for zirconium crosslinkers applied in fracturing to possess both high temperature resistance and adjustable crosslinking time. Meanwhile, few people did systematical research on the crosslinking process of fracturing fluid. In this study, an organic zirconium crosslinker with high temperature resistance and controllable crosslinking time was synthesized. The seawater-based fracturing fluid gel prepared with the crosslinker could perform well under 170°C. Oscillatory shear experiments were conducted to analyze the rheology of the gelation process. Moreover, steady-state shear and micro-rheological tests were conducted to analyze the dynamic and static crosslinking process of the fracturing fluid, respectively. Meanwhile, rheo-kinetic equation was used to fit the data and the effects that various factors had on the gelation process were illustrated thoroughly. This study not only prepared an organic zirconium crosslinker with good performances, but also explored the crosslinking process of fracturing fluid gel, which could improve its further application in oilfields.     

Pentaerythritol encapsulated with boric acid: An efficient composite crosslinker for guar gum fracturing fluid

Commonly used crosslinker agents often have a low crosslinking efficiency with guar gum, the major component of fracturing fluid for crude oil recovery, and it often required a high loading of guar gum for achieving desired recovery from low-permeability reservoir. Nevertheless, a high-loading of guar gum might result in excessive residue and reduce the conductivity of the reservoir. Therefore, boric acid, a commonly used crosslinking agent, was introduced onto the surface of pentaerythritol to afford a composite crosslinking agent denoted as PB. The as-prepared PB crosslinker was characterized by Fourier-transform infrared spectrometry. The guar gum fracturing gel crosslinked with the PB had fantastic viscoelasticity and thermal stability and could reduce the guar gum loading by 16.7%, with boric acid as a control. Besides, the gel-broken liquid had good compatibility with the simulated water and caused reduced damage to rock core, showing potential for hydraulic fracturing of low-permeability reservoirs. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48528.     

胍胶压裂液有机硼交联剂JSA-1的合成与性能评价

以硼酸、正丁醇、乙二醇、二乙烯三胺为反应原料,采用一锅法合成了有机硼交联剂(JSA-1)。考察了胍胶质量分数(即含量,以胍胶占胍胶基液总质量计)、JSA-1用量(即添加量,以胍胶基液质量为基准,下同)、pH对JSA-1交联性能的影响。结果表明,胍胶质量分数越大(0.09%～0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、表观黏度越高、耐温能力越强;JSA-1用量越大(0.04%～0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、耐温能力越强;pH(p H=4～14)越高,胍胶压裂液的交联时间越长、耐温能力越强。JSA-1对pH和胍胶质量分数的适用范围较广,在低温配方中,可以使低质量分数的胍胶实现有效交联,胍胶质量分数为0.13%的胍胶基液与JSA-1交联后,在常温、100 s^–1剪切下表观黏度可达到50 mPa·s;在高温配方中,胍胶质量分数为0.4%的胍胶基液与JSA-1交联后制备的压裂液具备较好的耐温耐剪切能力,在120℃、100 s^–1剪切条件下表观黏度可以稳定保持在300 mPa·s左右。     

耐高温交联酸压裂液的研制及其性能评价

针对黏弹性表面活性剂(VES)转向酸使用成本高,耐温性差以及现有胶凝酸破胶不完全的问题,本研究首先通过水溶液聚合法合成稠化剂和有机锆交联剂,然后在质量分数为20%的盐酸水溶液(下同)中将稠化剂通过有机锆交联剂进行交联,得到耐高温交联酸基液,再根据压裂液性能要求添加高温缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂和黏土稳定剂,研发了一种耐180 ℃高温的交联酸压裂液。采用高温高压流变仪、压裂液摩阻测试仪和表界面张力测定仪等对交联酸压裂液进行性能评价。结果表明,所制备的交联酸压裂液在180 ℃、170 s^-1条件下剪切120 min后,黏度仍可维持为73 mPa·s,加入0.15%过硫酸铵破胶后,黏度降为3.2 mPa·s,高温流变性和破胶性能良好。     

低浓度胍胶压裂液有机硼交联剂YJ-P的合成与应用

该文通过考察压裂液的悬砂时间确定了合成反应中硼砂用量、配位剂组分质量比、溶剂组分质量比对有机硼交联剂YJ-P交联低浓度胍胶压裂液携砂性能的影响,并通过动态流变研究压裂体系的黏弹性。结果表明,硼砂质量分数25%(即硼砂质量占交联剂质量的百分数,下同),配位剂m(葡萄糖):m(乙二醇)=1:1.5,溶剂m(丙三醇):m(水)=6:1,交联剂质量分数为1.2%(即交联剂质量占压裂液质量的百分数,下同)时,悬砂性能最优,悬砂时间达到了27 min/mm。确定反应时间4.0 h,反应温度80℃,改性有机硼交联剂对低浓度胍胶压裂液有良好的悬砂性。当胍胶的质量分数达0.2%时,剪切频率增加,动态模量增加,在角频率达10 rad/s时,G'>G″,且G'>0.1 Pa,压裂液有较好的黏弹性。     

油基钻井液用腐殖酸类降滤失剂的研制与性能评价

使用有机胺对腐殖酸进行亲油改性,研制出一种适合油基钻井液用的腐殖酸类降滤失剂FLA180。室内性能评价表明,采用4%FLA180配制的密度为2.0 g/cm3油包水乳化钻井液在180℃高温下中压滤失量为0 mL、高温高压滤失量为9 mL;具有较强的抗钻屑和盐污染能力;同时该降滤失剂具有降粘作用,有利于提高机械钻速,适用于高温高压深井。通过性能比较,该降滤失剂降滤失性能优于国内主要应用的油基降滤失剂性能。     

压裂稠化剂的合成及性能评价

压裂施工是油气田增产的重要措施,随着高温、深井压裂作业需求,急需耐高温、耐剪切、耐盐的压裂液。本文采用AM与AMPS合成二元共聚物,根据压裂液性能要求,对压裂液配方进行研究,得到一种锆交联的P(AM/AMPS)压裂液配方,并对压裂液进行室内性能评价。     

适用于煤层的新型氮气泡沫压裂液研究

研究了不同类型压裂液体系对煤岩吸附规律的影响,结果表明,泡沫压裂液具有较低吸附伤害性,失水性较好,加上压裂过程煤粉的作用,泡沫压裂液能够起到很好的降滤失作用,具有良好的携砂性能,且具有良好稳定性。沁水盆地5口井的现场施工试验表明,该泡沫压裂液具有见气快、见气率高等特点,能够很好满足煤层气井压裂增产的需要。