免混配海水基聚合物压裂液流变性研究

通过反相乳液聚合制备了一种速溶耐盐稠化剂,并搭配湛江海水、乙二胺四亚甲基膦酸螯合剂及有机锆交联剂,制得了免混配海水基聚合物压裂液,分析了该压裂液的流变学性能。结果表明,所用稠化剂的临界缔合浓度为0.8%,利用其配制的基液具有较高的结构强度,剪切恢复性能良好。该压裂液用于35 750 mg/L的矿化度水,适宜交联温度为100℃,且在150℃以170 s^-1的速率剪切2 h后,黏度值仍能保持在50 mPa·s以上。经过高温交联后,压裂液的结构强度更高,黏弹性更为显著。     

大排量连续混配压裂液在高温深井的应用

压裂液连续混配技术具有即配即注、零残留胶液、可根据现场情况随时调整液体配比机动灵活的特点,但目前现场应用井温较低（≤100℃）,排量较低（≤4m3／min）,为满足大排量、高温深井的需要,开展了大排量、高温深井连续混配压裂液技术的研究。室内优选了流动性好、水解速度快、耐高温的速溶胍胶SG-5作为连续混配压裂液用稠化剂,研制了复合增效剂,同时具有助排、破乳、杀菌作用,实现一剂多效,节约成本,简化配液施工工序,降低作业强度,形成了适合中原油田井况的中低温液体有机硼交联体系（≤130℃）和耐高温固体有机硼交联体系（130℃～160℃）,在剪切速率170s^-1连续剪切90min后粘度均保持在200mPa·s以上。大排量连续混配压裂液体系在中原油田应用9井次,施工成功率100％,最高温度达到163℃,最大排量4．8m3／min,为今后大排量、高温深井的连续混配压裂施工奠定了技术基础。     

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。     

压裂液连续混配技术及在“工厂化”压裂中的应用

随着国内页岩气"工厂化"压裂的大规模应用,施工用液量大、罐群数量多、场地占用面积大,传统的配液方式已不能满足"工厂化"压裂的需求。详细研究了配液用稠化剂溶解特性,指出滑溜水连续混配关键在于降阻剂的流动性能及溶解性能,粉末瓜尔胶可利用其弱碱性分散、弱酸性溶解的特性,结合现有国产连续混配装置来实现连续混配。开发出的大液量、大排量压裂液连续混配技术,在页岩气"工厂化"压裂中得到了推广应用,缩短了施工作业周期、降低了现场作业强度、避免了压裂液腐烂变质,实现了高效、绿色环保的压裂施工。     

大型压裂液连续混配装置的研制与试验

为了解决目前压裂行业配液工序繁琐、占地面积大以及不能实现即混即用等问题,研制了大型压裂液连续混配装置——SPY20Q配液橇。该装置采用橇装一体式结构,由1台发动机驱动,采用液液混配为主、干液混配为辅的设计方案,最大配液能力达到20 m~3/min,能同时满足6种液体介质+1种干料的添加,加料精度达±1%,溶液配比精度达±2%。试验结果表明:整橇结构设计合理,现场吊装方便,在大排量的即混即配施工中具有极大的优势;自动控制系统操作简单、反应灵敏、安全可靠,各项功能指标均达到设计要求。SPY20Q配液橇的研制成功,将改变传统的压裂液混配模式,实现支撑剂及基液的"现配现用"和"即混即配",使作业现场的设备数量大大减少,降低了对作业场地面积的要求,并大大提高了作业的经济效益。     

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。     

一种高温抗剪切聚合物压裂液的研制

利用丙烯酰胺、疏水单体N-烷基丙烯酰胺和N-乙烯吡咯环酮合成了一种疏水缔合物压裂液稠化剂ANN,用ANN稠化剂和其他添加剂配制出了高温抗剪切聚合物压裂液。通过对该聚合物压裂液的性能进行评价,结果表明,该聚合物压裂液是非牛顿流体,具有较好的流变性、抗高温性和抗剪切性,并具有优良的黏土稳定性能和低残渣的特点。     

适用于高渗稠油的缔合型聚合物驱室内效果评价

针对渤海海上稠油水驱采收率较低的问题,研究了疏水缔合型聚合物AP-P4溶液的驱油效果.结果表明:随着原油黏度的增加,水驱和聚合物驱的采收率均降低;采收率增幅先降低后增加再降低.原油黏度在100～300mPa-s时,AP-P4聚合物采收率增幅大于7％.随着AP-P4溶液浓度增加,剪切后溶液的阻力系数Fr和残余阻力系数Frr逐渐增加,Frr可达2.3～14.5,在高渗透多孔介质中建立高渗流阻力的能力较好.可以降低AP-P4溶液在稠油油藏聚合物驱中所需的溶液黏度,有助于降低聚合物溶液的浓度.在渤海典型稠油油藏的现场试验取得了明显的降水增油效果,为缔合型聚合物提高高渗稠油油藏的采收率提供了理论和应用依据.图3参5     

适用于含聚回注水的疏水缔合聚合物的综合性能

新疆油田化学驱采用高矿化度含聚回注水作为注入水。研究了含聚回注水配制的普通聚合物HPAM和疏水缔合聚合物KYPAM的増黏性、流变性、黏弹性、长期稳定性、不可及孔隙体积(IPV)和驱油性能。研究结果表明:KYPAM具有特殊的空间网状结构,在含聚污水中具有更好的增黏性、流变性、黏弹性;在含聚回注水中KYPAM的抗老化能力好于HPAM,经过90 d的老化后,质量浓度1500 mg/L的KYPAM溶液的黏度保留率为81.4%,而HPAM溶液的只有40.2%;在渗透率150×10^-3μm²左右岩心中,质量浓度为1500 mg/L的KYPAM溶液的IPV为19.6%,而HPAM溶液的IPV为22.1%,KYPAM启动相对小孔喉的能力比HPAM高;在渗透率150×10^-3μm²左右的人造砾岩岩心中,水驱后注入0.5 PV的浓度为1200、1500 mg/L的聚合物溶液,KYPAM的驱油效率比HPAM的高2%数3%。图11表5参19     

适用于高温高盐油藏控水的耐温耐盐堵剂

针对常规堵剂耐温耐盐性能差,而难以满足高温高盐油藏控水进一步提高采收率的问题,研发了一种耐温耐盐(97℃,197.35 g/L)的延缓冻胶体系。该体系由耐温耐盐非离子聚丙烯酰胺PAM、有机交联剂HDAME组成,目标油藏条件下,优化的冻胶体系配方为(0.40%~0.50%)PAM+(0.12%~0.20%)HD+(0.12%~0.20%)AME,成胶时间在24~60 h。室内物理模拟实验表明,耐温耐盐延缓冻胶体系具有较好的剖面改善能力,采收率增值达到34.6百分点。采用环境扫描电镜(ESEM)和差示扫描量热仪(DSC)探究了冻胶的微观结构和耐温耐盐性能,并从冻胶的交联机理、微观结构阐明了其耐温耐盐特性。     

基于迎风差分格式的TVD聚合物驱数学模拟

聚合物驱替过程中存在饱和度和聚合物质量浓度2个间断,在2个间断之间有"油墙"形成。文中分别运用特征线法(MOC)、一阶迎风差分(SPU)方法和显式全变差递减差分(TVD)方法对聚合物驱替过程进行求解,通过与特征线解进行对比,考察了SPU方法和TVD方法的数值模拟效果。研究表明:SPU方法的精度低,数值耗散严重,对2个间断特别是聚合物质量浓度间断的捕捉能力较差;高阶精度TVD方法分辨力高,但在"油墙"处会产生非物理"振荡"。利用迎风的思想,对传统TVD方法进行了改进。数值实验表明,改进的TVD方法在保持高精确度的同时,还能有效地防止非物理"振荡"的产生,具有较好的稳定性。