一种压裂用水溶性减阻剂的研究

本文通过半连续反相微乳液聚合法,合成了一种新型减阻剂CW-1。测定了减阻剂CW-1的相对分子质量、溶解速度、减阻率;考察了减阻剂的耐温耐剪切性能与助排剂DB-80和防膨剂(KCl、JA)的配伍性。结果表明:减阻剂CW-1的相对分子质量高(M=1.49×107),具备高分子减阻的特性;减阻剂CW-1乳液溶解速度快,基本可以满足连续混配的要求;减阻剂CW-1具有较好的耐温耐剪切性;与压裂液中助排剂DB-80、防膨剂(KCl、JA)等添加剂也具有良好的配伍性;同时,0.1%减阻剂CW-1溶液的减阻率可达70%以上。     

压裂液防膨剂的研制与应用

为了解决现有压裂液防膨剂用量大、配伍性差、不便于现场配液等问题，室内实验研究合成了防膨率高、配伍性好的有机阳离子型液体防膨剂，同时确定了中间产物的最优反应物配比、反应温度和反应时间，以及终产物的最优配方。经评价，防膨剂质量分数为0.3%时，减阻水压裂液的防膨率为70.5%，且不影响压裂液减阻率。中试生产的防膨剂产品与现场市售同类商品相比，防膨率提高17%~33%，在新疆、重庆等现场进行了多井段的压裂施工，表现出优良的配伍性和防膨性，能满足压裂液防膨和连续混配要求。     

稠油油藏用防膨抑砂剂的研制与性能研究

防膨抑砂剂是用来防止储层黏土膨胀及抑制地层砂分散、运移的稠油油藏用核心添加剂。以丙烯酰胺、三甲基烯丙基氯化铵为原料,70℃下反应4 h,得到防膨抑砂剂产品。通过红外光谱、热重/差热分析对其结构进行表征,考察了反应原料、防膨抑砂剂加量对防膨效果、抑砂效果的影响。结果表明,随丙烯酰胺与三甲基烯丙基氯化铵质量比的减少,防膨率增加,当丙烯酰胺与三甲基烯丙基氯化铵质量比为7:3时,加量为0.5%的防膨抑砂剂产品防膨率为94.90%,冲出地层砂的砂粒运移程度为未处理前的4.04%。而随防膨抑砂剂加量的增大,防膨率提高,防膨抑砂剂加量以0.5%为宜。由岩心伤害性能评价结果,在30℃、120℃温度下,防膨抑砂剂对岩心渗透率伤害率较小,均小于10%。     

新型液态黏土防膨剂的研制与应用

氯化钾中钾离子具有优良的防黏土膨胀能力,广泛应用于压裂液中。它常与阳离子型有机黏土稳定剂联合使用,以提高黏土防膨和防运移能力,降低压裂液对储层的伤害。但其用量大,一般浓度为2%~3%,现场配制劳动强度大、成本高,尤其是工艺与连续混配不匹配。为了解决现场应用问题,在室内针对性地开发出多钾复合液态黏土防膨剂,该剂具有使用浓度低（仅需0.2%~0.5%,是氯化钾防膨剂用量的1/15~1/4）、防膨效率与氯化钾相当（线性防膨率大于等于60%）、与阳离子有机黏土稳定剂协同性好（岩心伤害率小于30%）、与压裂液体系配伍（对交联性、冻胶耐温抗剪性及破胶性能影响小）等特点。现场应用结果表明：①该剂用量低、运输成本低,较常规压裂液每立方米成本降低（50~70元）;②现场易于配制,大大降低了劳动强度;③与连续混配工艺匹配,由连续混配车液添泵加入即可,完全可替代粉剂型氯化钾用于连续混配压裂液体系与常规压裂液体系中。     

压裂液用黏土防膨剂的合成与防膨效果

黏土防膨剂是压裂液体系中不可缺少的核心添加剂,能有效抑制黏土膨胀、防止微粒运移、增加地层渗透率。以浓盐酸、三甲胺为主原料,合成三甲胺盐酸盐,并在弱碱性条件下滴加环氧氯丙烷生成有机阳离子聚合物,最后在60℃下与无机盐氯化铵反应,得到淡黄色的黏土防膨剂。通过红外光谱、热重/差热分析、X射线衍射分析对其结构进行表征,考察了反应原料、防膨剂加量对防膨效果的影响。结果表明,随有机阳离子聚合物加量增大,防膨率提高,有机阳离子聚合物加量以0.9%为宜。有机阳离子聚合物加量相同时,随环氧氯丙烷与三甲胺盐酸盐质量比的增大,防膨率增加;当二者的质量比为2:1时,加量为0.35%、0.6%、0.9%聚合物的防膨率分别为85.87%、87.07%、89.58%,防膨效果较好。当黏土防膨剂加量为0.4%时,防膨率达90%以上;加量增至0.8%时,防膨率达94.1%,防膨效果良好。     

一种新型酸性交联CO_2泡沫压裂液研制及应用

针对延长气田低渗透储层,通过制备交联剂、起泡剂、助排剂,筛选黏土稳定剂等酸性压裂液添加剂,研制出了一种以CMHPG作为稠化剂的酸性交联CO2泡沫压裂液,并对压裂液的相关性能进行了评价。实验结果表明,压裂液的泡沫质量为79.59%,半衰期为110 min;压裂液破胶液的黏度为1.19 mPa·s,残渣含量为273 mg/L,防膨率为90.61%,表面张力为24.51 mN/m,在80℃下滤失速率为9.8×10-4 m/min1/2,对储层的伤害率小于19.79%。该压裂液泡沫质量高,破胶彻底,残渣较低,防膨效果显著,对储层伤害小,现场应用携砂性能好,增产效果明显。     

减阻水压裂液用黏土稳定剂的合成与应用

针对现有减阻水压裂液用黏土稳定剂配伍性差、用量大、防膨率低、固体形态不便于现场配液等问题，研制了一种阳离子型液体黏土稳定剂SRCS-1。SRCS-1的分子链上分布阳离子基团，又含有小分子阳离子化合物，2者协同作用达到稳定黏土的效果。其分子量较低，既能保证所含的阳离子基团能够提供较高的防膨率，又能避免过长的分子链和过多的阳离子与阴离子聚合物减阻剂发生相互作用而产生沉淀或絮凝，与减阻水中阴离子聚合物减阻剂配伍性良好，加量0.3%条件下防膨率达到68.2%，优于收集到的现场应用过的同类产品。通过表面张力、ζ电位、粒度测试分析了该黏土稳定剂的防膨机理。SRCS-1在新疆孔探1井进行减阻水压裂液进行了现场应用，配液方便、快捷，表现出优良的配伍性和防膨性，减阻水性能稳定，施工顺利。      

CO_2泡沫压裂液体系优选实验研究

CO_2泡沫压裂液是一种新型压裂液体系,其滤失量低、返排能力强、与地层流体配伍性良好,能有效地降低压裂液对储层的伤害。通过对起泡剂、稳泡剂、助排剂、交联剂及黏土稳定剂等添加剂的筛选,研制了一种CO_2泡沫压裂液体系,配方为:0.5%QPJ-1起泡剂+0.5%羟丙基瓜尔胶+1.0%黏土稳定剂KCl+1.5%助排剂ZPJ-1+1.5%酸性交联剂JLJ+0.05%破胶剂PJJ-1。该压裂液泡沫质量高,破胶彻底,残渣较低,防膨效果显著,对储层伤害小,对现场应用具有一定的指导意义。     

柠檬酸羟基铝防膨剂的制备及其性能评价

以柠檬酸、Al Cl36H2O、丙三醇和Na OH为原料,采用先络合后中和的方法制备了柠檬酸羟基铝防膨剂(THL-1),分析了防膨机理。THL-1中含有大量的多核羟桥铝离子,多核羟桥铝离子带有大量正电荷,对钠基膨润土表面的负电荷具有较强的吸附作用。考察了在无Al(OH)3沉淀生成的条件下,柠檬酸与Al Cl36H2O的配比关系,研究了Al Cl36H2O含量及p H对防膨率的影响,考察了THL-1的防膨效果、耐水冲洗性能及其与压裂液的配伍性等。实验结果表明,当Al Cl36H2O含量大于17.5%(w)时,THL-1对钠基膨润土的防膨率大于90%,且趋于平缓。THL-1的防膨率与KCl相当,达93.6%,但耐水洗性能比KCl好,具有长期稳定钠基膨润土的作用;与TDC-15等阳离子聚合物型黏土稳定剂相比,THL-1具有防膨速率快、防膨率高、防后水质清等优点,且与压裂液具有良好的配伍性。     

基于核磁共振技术的压裂液防膨剂防膨效果评价

为明确压裂液防膨剂对致密砂岩油藏不同尺度孔喉的防膨效果,从微观孔隙结构出发,以鄂尔多斯盆地天然岩心为研究对象,利用核磁共振技术,结合岩心驱替流动实验,定量评价防膨剂质量分数对不同尺度孔喉防膨效果的影响。结果表明:防膨剂质量分数为0.5%时,压裂液防膨剂的防膨效果达到最好,防膨剂在较大孔喉内的防膨效果优于较小孔喉,防膨作用尺度为0.75～537.23 ms,对0.01～0.75 ms尺度下的孔喉空间防膨作用微弱;压裂液防膨剂的质量分数与孔隙度伤害率、渗透率伤害率具有一定的负相关性,与防膨剂的作用范围无明显相关性,压裂液防膨剂的防膨效果与孔喉孔径具有相关性,在较大孔径中的防膨效果较好。研究成果可为压裂液防膨剂在致密砂岩储层中的应用提供理论支撑。