煤层气井压裂液和支撑剂

压裂液和支撑剂是煤层气井压裂增产措施的基本材料。通过实验分析了破胶剂的低温破胶效果，并模拟研究了压裂液对煤的基质渗透率的伤害情况，形成了一整套适合于煤层气井的压裂液体系和配方。确定了用石英砂作为煤层压裂的支撑剂。     

适用于低渗透水敏储层的压裂液优化实验研究

有效开发低渗透油气资源已成为保障能源供应的重要途径。以水力压裂为代表的增产改造技术在提高动用程度方面发挥着积极作用,而储层的水敏特性给压裂液体系的性能带来了更高的要求。针对低渗透水敏储层水力压裂改造技术中压裂液基液表观粘度、残渣含量及其对油层基质渗透率损害率相对偏高的问题,以大庆杏南油田SⅡ、SⅢ组非主力油层为对象,通过室内静、动态实验对压裂液基础配方体系进行了优化,以期更好地满足和适应压裂工艺的要求。实验优选了一种组成为基液胍胶0.40%+助排剂0.07%+SP-169破乳剂0.05%+KCl1.0%的压裂液体系配方,其中交联液为0.90%的硼砂,交联比为20∶1,破胶剂为0.10%的过硫酸钾。研究结果表明,该优化体系对基质渗透率的损害率降低在10%以上。     

基于芦岭井田煤储层特征的压裂液优选

通过对芦岭井田8+9煤煤储层孔渗特征及其黏土成分进行分析,对压裂液类型及添加剂进行了选择,同时对压裂液的配方进行了优化。分析结果表明,8+9煤具有对压裂液吸附滞留明显、压裂液返排困难以及水敏感等特点;基于煤储层的物性特征,结合压裂液性能适应性,选择低成本的活性水压裂液,并选择添加一定浓度的KCL溶液和阴离子表面活性剂YZ-1溶液作为防膨剂和助排剂,满足与煤储层的配伍,降低对煤储层的伤害。同时通过室内实验优选浓度为1.0%的KCL溶液防膨效果较好,膨胀率在1.31%左右;浓度为0.2%的YZ-1水溶液表界面张力较小,与煤片的润湿接触角在80°左右,具有很好的助排效果,且对煤储层的吸附伤害较低。     

双生阳离子表面活性剂压裂液在煤层气井的应用

为了降低对煤储层的伤害,合成了一种双生阳离子表面活性剂和破胶剂,并优化形成了可控破胶的双生阳离子表面活性剂压裂液体系。研究结果表明:该表面活性剂链长度为传统单链表面活性剂长度的2倍,应用浓度与传统表面活性剂相比降低50%以上。该体系实现了低温下可控破胶,温度30℃下在2~8 h之内破胶液黏度达到3 m Pa·s,解决了表面活性剂压裂液破胶时间不可控制的难题。双生阳离子表面活性剂压裂液体系具有使用浓度低、造缝能力强、对煤储层伤害小(伤害率小于20%)、成本低、环境友好、可控破胶等特点,是适用于煤层气改造的压裂液体系,现场应用于65口井,均取得了较好的效果。     

二氧化氯对煤储层的化学增透实验研究

针对传统煤储层物理增透使用高黏压裂液破胶困难,引入油气田常用的强氧化剂--二氧化氯作为破胶剂。同时,通过显微镜发现不同煤阶煤经二氧化氯浸泡后均有不同程度的刻蚀,且煤阶越低,刻蚀越严重。渗透率对比测试证实二氧化氯可以提高煤层渗透率,而且原始煤储层渗透率越高,渗透率增加的幅度越显著。实验结果说明二氧化氯不但有助于高黏压裂液破胶,还可对煤储层氧化刻蚀实现化学增透,为二氧化氯在水力压裂中的应用提供了实验支撑。     

压裂液吸附对煤层损害的实验研究及影响因素分析

压裂液对煤储层的伤害机理是目前煤层气井压裂技术的主要研究内容之一.由于煤岩的矿物组成和孔隙结构等多方面的特殊性,在压裂施工过程中压裂液对煤层的伤害不同于其对常规油气藏储层的伤害.相关研究表明:在煤层气井压裂施工过程中,压裂液与煤层接触所造成的渗透率的降低,一般是由煤基质的割理被堵塞及煤基质对压裂液的吸附所造成.重点对辽河油田阜新组煤层由于压裂液的吸附所引起的煤层伤害进行了实验研究,并结合相关理论和实验结果,对压裂液吸附对煤层伤害的影响因素进行了分析.     

煤层气井压裂液体系优化——以彬长矿区大佛寺井田为例

以彬长矿区大佛寺井田4#煤储层为研究对象,通过对煤储层物性、水敏性、地表水水质及配伍性、防膨剂的防膨性与伤害性等进行系统分析,掌握煤储层的水敏、储层伤害原因及规律,筛选出合理的活性水压裂液体系,为彬长矿区及类似地区的地面煤层气开发提供一定的借鉴和参考作用。研究结果表明,大佛寺4#煤中易水化膨胀的黏土矿物含量较少,煤心渗透率与压裂用水矿化度呈正相关关系,表现出较强水敏特征。进一步优化压裂液配方发现：大佛寺井田地表水与煤储层水具有良好的配伍性,适合作为压裂用水;1.5%KCl溶液对储层伤害较低且经济性较好,可作为压裂液防膨剂。结合前人研究结果,最终确定大佛寺井田煤层气井压裂液配方为：大佛寺地表水+1.5%KCl防膨剂+0.3%DB-80助排剂。      

新疆阜康矿区煤层气井压裂液优选研究

储层改造是煤层气井的主要增产措施,而储层改造的主要工程手段为水力加砂压裂。煤层基质吸附压裂液会导致割理孔隙度和渗透率的大幅下降,且这种吸附性伤害是不可逆的,会极大影响储层改造措施的效果。因此,煤层气井压裂液与煤储层的配伍性极为重要。本文综合考虑压裂液粘度、携砂性能、对储层的伤害及经济性,优选出适用于阜康矿区煤层气井的压裂液。     

解堵性二次压裂在樊庄煤层气井的应用

樊庄区块煤层气并使用清洁液压裂后,由于破胶不彻底导致裂缝堵塞而使煤层气井产量低。通过对压裂液进行室内实验优选出适合樊庄区块煤层气井的压裂液体系,优化施工工艺,开展活性水二次压裂,达到解堵增产的目的。樊庄区块现场实施2l井次,取得了很好的增产效果。     

二氧化氯作为煤储层压裂液破胶剂的可行性实验研究

针对煤层温度低、高黏压裂液无法及时破胶返排的难题,探讨二氧化氯作为压裂液破胶剂的可行性及其对煤层气开采的影响。实验选择清洁压裂液、交联冻胶压裂液和二氧化氯溶液对不同煤阶煤样进行处理,对处理后煤样再分别进行光学显微镜、等温吸附和压汞等测试。结果表明:残留的压裂液会对煤层造成污染伤害,二氧化氯不但具有良好的低温破胶作用,同时还可以提高大孔和中孔的孔容比,使得孔隙连通性得到改善,进而提高储层渗透率;经二氧化氯处理后煤样的朗格缪尔体积显著降低,表明了煤的亲甲烷能力显著降低,从而使得煤层气临界解吸压力、含气饱和度与采收率均得到不同程度的提高。研究表明二氧化氯可以作为煤储层压裂液的破胶剂。     

延川南区块煤层气整体压裂技术研究与应用

延川南区块煤层气主力产层2#煤层为低孔低渗透储层;为提高压裂开发效果,进行了整体压裂技术研究。通过敏感性分析,该区块具有较强的压敏特性;岩石力学试验表明,区块煤层易发生支撑剂嵌入,且储层为低孔、低渗透储层,压裂设计应以造长缝及提高裂缝导流能力为主,具体措施包括通过压裂药剂优选及整体性能测试,优选出适合延川南区块煤层气的活性水体系,该体系可减少压裂液对煤层及支撑裂缝的伤害;通合压裂技术提高支撑裂缝导流能力。通过现场实施表明,延川南区块整体压裂各项技术措施性强,压后增产效果显著,推动了延川南区块压裂开发的有效实施。     

羟丙基胍胶压裂液交联增效剂研究

以胍胶为稠化剂的水基压裂液是目前油气层改造中应用最广泛的压裂液体系,但由于胍胶中含有一定比例水不溶物,破胶残渣滞留会对储层造成伤害,严重影响压裂效果和井的注采能力。为了解决在不影响压裂液性能的前提下,同时降低压裂液对地层的伤害问题,从理论研究着手,着重分析了压裂液中胍胶增黏机理、胍胶压裂液的交联机理;以室内实验为手段,开发出了一种可有效降低胍胶用量的交联增效剂。使用该增效剂的压裂液体系,在不影响压裂液性能的前提下,可降低胍胶用量30%~50%,大大降低了压裂液残渣滞留对储层造成的伤害,且可降低压裂液成本。该研究成果对于低渗透油气储层及页岩储层压裂改造具有重要意义。     

压裂液体系对储层伤害试验研究

针对目前压裂液体系长期滞留对储层伤害的问题,通过模拟各压裂段施工条件,然后就不同压裂体系对储层的伤害进行试验与评价。实验结果表明,压裂体系滞留对低渗透层均存在不同程度的伤害。随着压裂体系滞留时间的增加,对储层的伤害程度也增加,但伤害率的增加幅度却不断减小。其中,PPQ压裂体系对储层伤害最大,对3个研究区的平均伤害率分别为64.00%、81.95%、66.50%;残渣的存在导致PPQ和胍胶对低渗透率储层伤害较大,清洁压裂液对储层的伤害则较小。     

煤层气储层改造中生物酶破胶技术的研究与应用

针对目前国内煤层气井温度较低,使用交联冻胶压裂液因难于破胶或破胶不彻底等对储层造成较大伤害的问题,介绍了生物酶破胶剂FYPJ-1的低温破胶特性及其在煤层气井中的应用情况。该破胶剂具有在低温（小于50℃）下活性高、破胶快、残渣含量低、粒径小、不影响压裂液流变性及与其它添加剂配伍性良好等优点,是非常适合煤层气井压裂用的破胶剂,现场应用取得了较好的效果。     

煤层气压裂液研究现状与发展

为了研究压裂液在煤层气压裂中的应用现状,提高压裂液与煤储层压裂技术的匹配从而提高压裂效果,对目前使用的活性水压裂液、交联冻胶压裂液、清洁压裂液和泡沫压裂液的性能与特点,以及各类型压裂液的应用现状进行了分析总结。分析认为活性水和交联冻胶压裂液配置简单、携砂能力强、使用范围广,仍是煤层气压裂液的主要类型;低压、低温、强水敏等有特殊要求的储层可使用泡沫压裂液、清洁压裂液等低伤害的压裂液。结合目前国内外最新进展阐述了氮气压裂液、增能压裂液、纳米压裂液、混合压裂液等新型压裂液的核心技术与特点。氮气压裂液使用液体氮气作为携砂载体,最大限度地降低了煤储层伤害;增能压裂液内部的化学反应产生的热量使其能够自动升温增压,在储层内部产生泡沫,达到和泡沫压裂液类似的效果;通过纳米技术对压裂液原料进行改性从而提高压裂液性能有望在压裂液研究上获得突破;混合压裂液结合了活性水与交联压裂液的优点。最后指出在满足低伤害、低成本、高效环保等技术指标的前提下,成熟压裂液优化和单剂研发、新型压裂液体系的研究突破口、压裂液返排液的回收利用是煤层气压裂液的研究方向。     

西峡沟浅层稠油油藏活性水压裂试验

西峡沟区块低温低压浅层稠油油藏因存在压裂液快速破胶困难、地质疏松支撑剂嵌入比较严重、压后压裂液返排动力不足等因素,使得压裂增产面临诸多难题。针对上述难题进行了技术研究,现场试验了低伤害的活性水压裂液,压裂工艺采用高前置液低砂比加砂压裂工艺技术。该技术应用于西峡沟区块稠油油藏,增产效果显著,为该区块浅层稠油的开采提供了新的经济有效的技术手段。     

韩城PSC区块煤层气压裂工艺应用效果分析

为了促进对韩城PSC区块煤层气规模化开发,对近年来压裂工艺应用效果进行了研究分析,结果表明:活性水压裂工艺效果与煤储层本身特征有关,一般煤层较致密,孔渗条件较差的干煤层,其压裂效果较差;同步压裂工艺及间接压裂工艺在研究区应用效果较好,可进一步扩大应用范围;而复合压裂液工艺在该区应用效果较差,可进一步研究该区煤储层特征,完善清洁压裂液配比方案及工艺流程。     

不同类型压裂返排液对煤层气储层的伤害实验研究

为了明确压裂返排液对煤层气储层的伤害情况,选择山西沁水盆地某煤层气矿区储层煤样和不同类型现场压裂返排液为研究对象,通过煤岩心驱替实验、煤储层裂缝导流能力实验以及煤层气解吸实验评价了不同类型压裂返排液对煤层气储层的伤害情况。结果表明:经过不同类型的压裂返排液污染后,目标区块煤层气储层煤岩心渗透率、裂缝导流能力和煤层气解吸能力均有不同程度的下降现象,其中线性胶压裂返排液对煤层气储层的伤害程度最大,清洁压裂返排液次之,活性水压裂返排液的伤害程度最小;结合不同类型压裂返排液的基本性能评价情况,认为压裂返排液对煤层气储层的伤害原因主要包括固相颗粒堵塞损害、微粒运移堵塞损害和水锁损害等。     

低浓度瓜胶压裂液储层损害特征及评价方法

瓜胶压裂液的伤害一直人们关注的热点,高尚堡油田深层属于中孔低渗、中等偏强水敏性储层,储层填隙物微结构疏松,通过分子量、粒径分布等残胶分析手段,结合静态驱替、动态驱替实验结果表明：一方面,由于过氧化物破胶剂不能彻底降解瓜胶分子量和形成的残渣引起吸附滞留伤害;另一方面,由于储层本身的疏松微结构“杂基”,造成颗粒运移伤害;最后,针对中等偏强水敏储层,现有的工作液可预防水敏伤害。从宏观上表征出该低浓度瓜胶压裂液配方对高尚堡深层聚合物吸附滞留基质伤害率为25%-30%,水敏伤害占9.7%,少量的颗粒运移伤害,并通过核磁共振、微观结构论证了残胶中未完全降解的聚合物呈粒状、絮状吸附滞留在岩石颗粒和粘土颗粒表面,从而造成大吼喉数量减少;并且残渣及残胶相互缠结主要吸附滞留在岩芯入口端,远端逐渐减少。     

地质构造与活性水压裂液各参数间关系研究

为了使活性水压裂液在不同构造部位对煤层气井的压裂效果达到最佳,对其施工过程中各个参数进行优化是很有必要的。结合晋城矿区西部3#煤储层特征及压裂设计及施工,把压裂工艺参数进行了分类,以此为基础,系统剖析了在不同的构造部位前置液、携砂液、砂比、排量等不同引起的压裂效果的不同。分析表明:背斜部位、翼部陡峭部位的煤储层,应采取低排量、低砂比、前置液少、携砂液多的工艺参数;向斜部位、翼部宽缓部位的渗透率高的煤储层,应采取段塞技术,以低、中砂比为主施工;渗透率低的煤储层,则采取大排量,以中、高砂比为主。