醇基压裂液体系的构筑及性能评价

低渗透储层孔隙半径小,毛细管力大,水锁效应严重。在压裂酸化过程中,常规压裂液体系严重影响压裂效果,导致开采难度增大,基于此,在满足常规压裂参数的前提下,亟需具有防水锁性能的新型压裂液体系。醇基压裂液表面张力小,可有效解决常规压裂工艺技术难以消除水锁效应问题。本文形成了具有解水锁性能的醇基压裂液体系配方：0.5%羟丙基瓜胶+0.2%HE杀菌剂+0.5%RE-3黏土稳定剂+0.5%WQ-2助排剂+0.3%碳酸钠+15%甲醇,其平均伤害率为15.9%,低于水基压裂液的平均伤害率（28.4%）。     

适用于页岩气开发的高效滑溜水压裂液体系研究

为满足页岩气储层体积压裂对大排量、大液量的要求,需采用滑溜水压裂液体系进行压裂施工。通过大量室内试验,优选出了性能优良的压裂液添加剂,包括减阻剂CY-1、防膨剂CRJ-2和助排剂CPJ-1,并通过浓度优选以及性能评价等试验,建立了一套适合页岩气储层开发的高效滑溜水压裂液体系,具体配方(w)为:0.1%减阻剂CY-1+1.5%防膨剂CRJ-2+0.5%助排剂CPJ-1。对优选的高效滑溜水压裂液体系进行了性能评价,结果表明:该压裂液体系属于假塑性流体,具有良好的流变性能;其降摩阻性能明显优于常规胍胶压裂液体系,具有低摩阻特点;并且压裂液体系对储层段天然岩心的渗透率伤害率仅为5%左右,具有低伤害的特性,能够满足目标区块页岩气储层压裂施工对压裂液性能的要求。     

微泡沫酸性清洁压裂液的制备及性能

合成一种非离子表面活性剂脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺(SCF-18)作为增稠剂,以NaHCO3为起泡剂,在酸性条件下交联,制得一种微泡沫酸性清洁压裂液。对该体系的性能进行了室内评价,结果表明,质量分数分别为3%SCF-18+0.5%缓蚀剂ATMP+3.6%NH4Cl+1%冰乙酸+0.5%NaHCO3,90℃、170 s-1剪切60min,压裂液的黏度为75 mPa.s,具有较好的耐温耐剪切性;在温度低于70℃时,储能模量远大于耗能模量,黏弹性良好;90℃体系的砂降速度为0.766 1 mm/s,具有很强的携砂能力;加入质量分数5%的原油,40 min即可破胶,破胶液黏度为2.84 mPa.s。通过化学反应形成的CO2微泡沫可以有效地降低压裂液的滤失量,同时可以提高返排率,降低对底层的伤害,改善压裂效果。     

CO_2泡沫压裂工艺现场应用与研究

低渗透储油层大多具有压力低、水敏性强的特点,必须压裂改造才能达到增产的目的。本文提出了满足不同施工要求的三套泡沫压裂液配方体系,包括酸性交联泡沫压裂液体系、中性泡沫压裂液体系和弱碱性交联泡沫压裂液体系。研究分析了CO_2泡沫压裂温度场系统,实验分析了压裂液相关参数对泡沫压裂设计的影响,建立了泡沫压裂设计方案和现场质量控制体系。完成了CO_2泡沫压裂设计与现场试验,与水力压裂相比,返排率提高50%左右,减少了对储油层的伤害,取得了较好的增产效果。     

新型CO_2清洁泡沫压裂液性能研究

筛选了与CO2配伍的新型GRF清洁压裂液,采用大型泡沫循环回路,测试了GRF-CO2清洁泡沫压裂液的动态流变特性、携砂性能,同时评价了泡沫压裂液体系的静态破胶性能、助排性能和岩心伤害特性。结果表明,GRF-CO2清洁泡沫压裂液体系易破胶,破胶后无残渣,表/界面张力低,对岩心基质渗透率伤害低,当CO2泡沫质量达到55%~75%时,清洁泡沫压裂液体系流变性能好、动态携砂能力强,能够满足现场泡沫压裂施工的要求。     

氮气泡沫压裂技术在煤层气井重复压裂中的应用

针对沁水盆地煤层气储层渗透率低、含气饱和度低、地层压力低以及非均质性强的特点,为提升煤层气井压裂改造效果,提高单井产量,研发了一种具有高黏度、低滤失、低伤害以及易返排等特点的氮气泡沫压裂液体系。对该泡沫压裂液体系的性能进行了室内试验评价,并将其应用于沁水盆地煤层气井的重复压裂,取得了较好的增产改造效果。现场压裂施工曲线表明,利用氮气泡沫压裂技术进行重复压裂施工时,砂比提高,施工压力平稳,压裂后见气速率快,累产水少,单井日产气量稳定提高。氮气泡沫压裂技术不仅显著提高了煤层气井的重复压裂施工效率,而且能有效避免重复压裂后地层的污染和堵塞,对煤层气井的重复压裂表现出较好的适用性。     

新型CO2清洁泡沫压裂液性能研究

筛选了与CO2配伍的新型GRF清洁压裂液,采用大型泡沫循环回路,测试了GRF-CO2清洁泡沫压裂液的动态流变特性、携砂性能,同时评价了泡沫压裂液体系的静态破胶性能、助排性能和岩心伤害特性。结果表明,GRF-CO2清洁泡沫压裂液体系易破胶,破胶后无残渣,表/界面张力低,对岩心基质渗透率伤害低,当CO2泡沫质量达到55%~75%时,清洁泡沫压裂液体系流变性能好、动态携砂能力强,能够满足现场泡沫压裂施工的要求。     

施工条件下CO2泡沫压裂液的对流换热特性

引　言水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术 ,在开发低渗透率油气田中压裂起到了关键性的作用 ,本来没有工业价值的油气田经压裂后可变为有相当储量及相当开发规模的大油气田 .在影响压裂成败的诸因素中重要的是压裂液及其性能 ,对于大型压裂 ,这个因素就更为突出 .压裂液的类型及其性能对能否造出一条足够尺寸的、有足够导流能力的裂缝有着重要的影响泡沫作为压裂液在 2 0世纪 70年代初获得广泛应用 ,通常为气体 (CO2 或N2 )与压裂液 (如水基聚合物羟丙基胍胶等 )的两相混合物 .由于它具有油层伤害低、返排能力强、滤失量小、用液效率高、黏度适当、携砂能力强等特点 ,在压裂液体系中占据了相当重要的地位 .目前在国外 ,泡沫压裂液占整个压裂液体系的 30 %～ 5 0 %压裂液的流变特性如表观黏度、流变参数、热稳定性、剪切稳定性等对于携砂能力、造缝能力以及管流压降的预测具有决定性的作用 ,将直接影响到压裂参数的选择、压裂效果的评估 .对CO2 泡沫压裂液流变特性的研究参见作者的另一文献[1] ,在此不作说明 .在影响压裂液流变特性的诸多因素中温度的影响巨大 ,而在泵注过程或裂缝中泡沫流体不断和地层岩石间进行...     

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。     

CO2泡沫压裂液性能试验

CO2泡沫压裂液是在普通压裂液基础上开发的一系列新型压裂液体系,以液态CO2为内相,原胶液和相关化学添加剂为外相的泡沫压裂体系。泡沫压裂液由基液、气体、起泡剂、稳定剂和其他添加剂组成。压裂液作为压裂技术的重要组成部分,其性能的好坏直接关系到施工的成败以及增产效果的差异。     

A non-cross-linked CO2 foam fracturing fluid with low friction

The hydrophobic associating polymer (MXN-1) was used as a foam stabilizer with optimized supporting additives to solve the problem of high friction in foam fracturing fluid. The basic formula was 0.3% MXN-1 + 0.08% sodium dodecyl sulphate (SDS) + 0.3% B-14 + 1% potassium chloride (KCl) + 0.03% ammonium persulphate (APS). The friction reduction, sand-carrying capacity, gel-breaking performance, and core damage of the fracturing fluid system were studied. The results showed that the proposed system had a unique friction reduction advantage compared with the cross-linked guar gum foam fracturing fluid, and the friction reduction percent reached 62% at a high flow rate. The surface tension of the gel breaking solution was lower than 25 mN/m, and the residue content was about 7 mg/L.     

一种酸性压裂液研制及其性能评价

针对低渗透、碱敏性储层,研制了一种以有机锆为交联剂,羧甲基羟丙基胍胶为增稠剂的酸性压裂液体系,并对压裂液相关性能进行了系统评价。实验结果表明,当增稠剂溶液浓度为0.4%,交联比为100∶2,破胶剂加量为0.06%时,与压裂液助剂粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等配制的压裂液破胶液粘度为1.013 mPa.s,残渣含量为261 mg/L,防膨率为90.5%,表面张力为27.6 mN/m,平均缓蚀速率为0.826 g/(h.m2),在90℃下滤失速率为0.575×10-5 m/min0.5,对储层的伤害率小于15%。     

低温煤层气清洁压裂液破胶性能评价及现场应用

清洁压裂液不仅具有较强的携砂能力,同时具有较强的造缝能力(滤失系数小),且摩阻低等优点。然而浅层煤层气温度较低(25?35℃)。煤层气储层内缺乏能使清洁压裂液破胶的液态烃或游离状态的自由水,这使得清洁的压裂液不易破裂,在压裂过程中会造成严重的储层破坏。主要针对低温煤层气清洁压裂液体系破胶剂及破胶性能进行了探讨,开发出适用于低温煤层气清洁压裂液体系的破胶剂,该破胶剂可以在25℃低温下彻底破胶清洁压裂液,同时对压裂液造成的破坏程度进行评估。压裂液破坏率仅为11%。清洁压裂液系统已在山西省沁水盆地应用。     

VES清洁压裂液的研制及应用

VES清洁压裂液由1.5%的粘弹性表面活性剂LRZ-1、0.30%激活剂LRZ-2和0.2%破胶剂LRZ-3组成。室内性能评价表明,清洁压裂液具有配制简便、携砂性能良好、摩阻小、低滤失、低伤害等优点,破胶后的表面张力小于30 mN/m。该清洁压裂液在延长油田进行了现场应用,取得了较好的效果,达到改造储层的目的,具有较好的推广价值。     

浅谈煤层气压裂中的滤失问题

煤层气是以煤为储层的一种非常规天然气,主要成份为甲烷(CH4),以吸附态吸附在煤的微孔隙壁表面。煤层气资源量巨大,全球埋深浅于2000m的煤层气资源约为260×1012m3。由于能源需求迫切,对煤层气的开采十分迫切,目前,水力压裂改造措施是国内外煤层气井增产的主要手段。煤层割理和天然裂缝系统发育,应力敏感性强,因此,煤层的压裂与常规油气藏压裂相比滤失量更大,滤失机理更为复杂,形成长缝更加困难。此外,压裂液大量进入煤层中的割理和天然裂缝系统,容易造成储层造成污染、砂堵等现象。因此,降低滤失不仅有利于提高压裂液效率,减少压裂液用量,使裂缝具有较高的导流能力,还可以减少压裂液在油气层的滞留,降低压裂液对油气层的损害。鉴于此,压裂液滤失对煤层气压裂的负面影响不容小视,降低压裂液滤失迫在眉睫。目前,控制煤层气压裂滤失的有效措施主要有:粉砂降滤;在煤层压裂中使用泡沫压裂液;采用合理的施工排量。     

煤层气压裂液伤害对比实验研究

我国煤层气储层条件较差,具有低渗、低孔、非均质性强的特点,均存在的问题就是一般开采方式效果不好。压裂是煤层岩增产的主要技术之一,而压裂的关键在于压裂液体系的选择,压裂液对储层的伤害将会导致达不到理想的产量。通过室内实验研究,进行煤层气压裂伤害评价实验,对压裂液体系的进行优选,选择浓度低,低摩阻的清洁压裂液,提高煤层气单井产量,改善井底渗流条件,提高煤层气渗透率以及储层渗透能力。解决宁武地区煤层气井压裂改造成功率低的问题,取得了巨大的突破,增产效果明显。     

CO2泡沫压裂液的流变性及井筒摩阻计算方法研究

进行了CO2泡沫压裂液的室内配制、流变性测定以及摩阻计算方法研究。室内实验中观测了CO2泡沫压裂液的形成、动态变化、泡沫结构,测定了CO2泡沫压裂液的流变性,发现其属于假塑性非牛顿流体。推导了CO2泡沫压裂液在油管内流动的摩阻计算公式,计算了不同管径、不同排量、不同泡沫质量时的摩阻曲线,进行了井筒内CO2泡沫压裂液摩阻压降实测,与计算方法相比误差在工程应用允许范围内。该研究所得到的CO2泡沫压裂液流动特性、摩阻压降计算方法、经验图版等,可供工程应用中参考。