页岩气压裂用抗盐速溶滑溜水降阻剂的制备及性能评价

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)为聚合单体,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(P-DMC)为分散剂,水溶性偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)为引发剂,以乙醇-水体系为分散介质,采用分散聚合法合成了阳离子型聚丙烯酰胺乳液降阻剂。通过单因素实验确定了共聚物合成的较佳条件:单体配比n(AM)∶n(DADMAC)=6∶1,单体加量占聚合体系总质量的40%(w),分散剂加量对单体总质量占比为8%(w),分散介质m(乙醇)∶m(水)=50%,引发剂加量对单体总质量占比为0.2%(w),聚合温度60℃,反应时长8 h。结果表明,合成产物稳定性良好,分子量达1.26×10⁶,在矿化度为30 000 mg/L的模拟水中黏度保持率达78.6%,质量分数0.2%的聚合物溶液降阻率最高可达66.4%,可在10 min内完全溶解,在页岩气井压裂开采过程中具有广阔的应用前景。     

页岩气压裂用耐温抗盐型降阻剂的制备及性能

以偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠、N-乙烯吡咯烷酮、丙烯酰吗啉为单体,采用水溶液聚合法制备了一系列二元共聚物P(AM-SSS)和三元共聚物P(AM-SSS-NVP)/P(AM-SSS-ACMO)。使用红外光谱法和核磁共振氢谱法对共聚物进行表征并测定分子量。研究了单体比例及引发剂用量对共聚物粘度的影响,测定了各类聚合物在高矿化度(111 903 mg/L)水中的粘度及溶解时间。研究发现,二元共聚物P(AM-SSS)在溶解10 min内可达到最高粘度,在140℃的高矿化度水中,以170 s-1的剪切速率剪切1 h后,粘度能达到2. 48 m Pa·s。实验室内使用长度2 m、管径10 mm的直管测定了P(AM-SSS)的降阻能力,结果表明其用量在0. 1%的条件下降阻率能够达到59%～67%。     

页岩气压裂用耐温抗盐型降阻剂的制备及性能

以偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠、N-乙烯吡咯烷酮、丙烯酰吗啉为单体,采用水溶液聚合法制备了一系列二元共聚物P(AM-SSS)和三元共聚物P(AM-SSS-NVP)/P(AM-SSS-ACMO)。使用红外光谱法和核磁共振氢谱法对共聚物进行表征并测定分子量。研究了单体比例及引发剂用量对共聚物粘度的影响,测定了各类聚合物在高矿化度(111 903 mg/L)水中的粘度及溶解时间。研究发现,二元共聚物P(AM-SSS)在溶解10 min内可达到最高粘度,在140℃的高矿化度水中,以170 s-1的剪切速率剪切1 h后,粘度能达到2. 48 m Pa·s。实验室内使用长度2 m、管径10 mm的直管测定了P(AM-SSS)的降阻能力,结果表明其用量在0. 1%的条件下降阻率能够达到59%～67%。     

耐温抗盐耐剪切型滑溜水降阻剂的制备探讨

针对耐温、抗盐、耐剪切型降阻剂的制备提出一些具体的思路。列举了一些可以提高耐温抗盐性的单体,例如含有强电解质基团的单体,包括乙烯基磺酸、丙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;还有含有环状结构的单体,包括N-乙烯基吡咯烷酮、壳聚糖、乙烯基糖苷、乙烯基β-环糊精、N-烯丙基咪唑、丙烯酰吗啉等。另外,乳液型疏水缔合丙烯酰胺共聚物既具有良好的溶解性也具有较好的抗剪切性。     

耐温抗盐耐剪切型滑溜水降阻剂的制备探讨

针对耐温、抗盐、耐剪切型降阻剂的制备提出一些具体的思路。列举了一些可以提高耐温抗盐性的单体,例如含有强电解质基团的单体,包括乙烯基磺酸、丙烯基磺酸、乙烯基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸;还有含有环状结构的单体,包括N-乙烯基吡咯烷酮、壳聚糖、乙烯基糖苷、乙烯基β-环糊精、N-烯丙基咪唑、丙烯酰吗啉等。另外,乳液型疏水缔合丙烯酰胺共聚物既具有良好的溶解性也具有较好的抗剪切性。     

快速增粘滑溜水降阻剂的性能研究

以快速增粘和提高携砂性能为核心,采用氧化还原体系引发丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)水溶液进行三元共聚,得到降阻剂AAD-1,用于滑溜水体系的速溶型快速增粘降阻剂。结果表明,AAD-1水溶性好,增粘速度快,清水中加入0.1%(质量分数)AAD-1,2 min内快速溶解增粘,粘度达到6.194 6 m Pa·s;携砂性能好,优于其他降阻剂溶液,具备低浓度高携砂性;AAD-1具有低黏高弹性;摩阻低,降阻率可达60%以上,可满足常规配液方式及连续混配工艺,有助于非常规低渗储层的开采。     

快速增粘滑溜水降阻剂的性能研究

以快速增粘和提高携砂性能为核心,采用氧化还原体系引发丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)水溶液进行三元共聚,得到降阻剂AAD-1,用于滑溜水体系的速溶型快速增粘降阻剂。结果表明,AAD-1水溶性好,增粘速度快,清水中加入0.1%(质量分数)AAD-1,2 min内快速溶解增粘,粘度达到6.194 6 m Pa·s;携砂性能好,优于其他降阻剂溶液,具备低浓度高携砂性;AAD-1具有低黏高弹性;摩阻低,降阻率可达60%以上,可满足常规配液方式及连续混配工艺,有助于非常规低渗储层的开采。     

页岩气压裂用滑溜水胶液一体化稠化剂研究

为了提高页岩气现场配液施工效率,降低不同压裂液间配伍性对压裂液性能的影响,利用AM、DMC、DMDB为原料,采用混合胶束水溶液聚合,合成一种滑溜水胶液一体化用稠化剂。用管路摩阻仪和高温流变仪对滑溜水体系降阻性能和组装压裂液体系耐温耐剪切性能进行评价。结果表明,该疏水缔合聚合物溶解时间小于2 min,0. 1%的滑溜水黏度达到10 m Pa·s,降阻率为65. 7%,组装压裂液在90℃,170 s~(-1)条件下剪切2 h,表观黏度大于50 m Pa·s。滑溜水和胶液具有良好的降阻效果及耐温耐剪切性,能够满足滑溜水和压裂液在线混配的要求,可以实现滑溜水胶液一体化。     

页岩气压裂用滑溜水胶液一体化稠化剂研究

为了提高页岩气现场配液施工效率,降低不同压裂液间配伍性对压裂液性能的影响,利用AM、DMC、DMDB为原料,采用混合胶束水溶液聚合,合成一种滑溜水胶液一体化用稠化剂。用管路摩阻仪和高温流变仪对滑溜水体系降阻性能和组装压裂液体系耐温耐剪切性能进行评价。结果表明,该疏水缔合聚合物溶解时间小于2 min,0. 1%的滑溜水黏度达到10 m Pa·s,降阻率为65. 7%,组装压裂液在90℃,170 s^(-1)条件下剪切2 h,表观黏度大于50 m Pa·s。滑溜水和胶液具有良好的降阻效果及耐温耐剪切性,能够满足滑溜水和压裂液在线混配的要求,可以实现滑溜水胶液一体化。     

新型优质抗盐降阻剂的研制及评价

针对现有的降阻剂抗盐性能较差的问题,研制出一种新型表面活性剂类抗盐降阻剂。该降阻剂采用阴-阳离子表面活性剂复配而成,主表面活性剂为双子季铵盐阳离子表面活性剂,助表面活性剂为长碳链有机胺聚氧乙烯醚羧酸。室内实验表明,新型降阻剂抗盐性能良好,加量0.04%时,在标准盐水配制的溶液中降阻率可达63.95%。在四川地区的现场施工也取得较好效果,加量0.06%时,平均降阻率可达78.8%。     

耐温抗盐速溶型驱油用聚丙烯酰胺的制备及性能研究

为进一步改善驱油用聚丙烯酰胺的耐温抗盐性能,提高溶解速度,以丙烯酰胺粉末为单体,以有机硅过氧化物为偶联剂,以过硫酸钾和亚硫酸钠的混合溶液为复合引发体系共聚制得耐温抗盐速溶型驱油用聚丙烯酰胺,可应用于地层温度≥80℃,矿化度≥20000 mg/L,钙镁含量≥500 mg/L 的环境中,溶解时间≤5 min,表现出良好的耐...     

快速增黏滑溜水降阻剂的研制

滑溜水可以有效降低管内摩阻,在非常规油气田开发中得到广泛应用。以快速增黏、抗高矿化度为核心,为了达到高矿化度返排水重复利用的目的,采用氧化还原体系引发丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)水溶液进行三元共聚,得到速溶型快速增黏降阻剂。降阻剂性能测试结果表明:该降阻剂水溶性好,增黏速度快,降阻效率高达60%以上;30 000 mg/L矿化度模拟水下黏度保留率接近50%,降阻率仍在50%以上。     

滑溜水压裂液用聚合物减阻剂性能

用反相乳液聚合法制备了一种用于滑溜水压裂液的水溶性减阻剂(WDRA-M),分子链中由于引入自制长链疏水单体(丙烯酸长链酯,WLHM)提高了WDRA-M分子链的柔顺性。通过激光散射仪、滑溜水摩阻测试仪和动态流变仪分别对WDRA-M的粒径大小及分布、减阻性能和流变性能进行了测试。结果表明:WDRA-M粒径为76.95 nm,PDI为0.108,粒径呈单峰分布,且分布均匀。WDRA-M的最佳质量浓度为0.7 g/L,减阻率达62%。流变实验结果表明:WDRA-M为非牛顿流体,储能模量G'(0.783 Pa)大于损耗模量G″(0.354 Pa),具有较强的弹性,能够减小滑溜水压裂液与管道之间的摩阻;在25℃、剪切速率为170 s-1的条件下,剪切30 min,表观黏度由43.46 m Pa·s降为38.66 m Pa·s,表观黏度保留率达89.0%,表明WDRA-M具有较好的耐剪切性能。现场应用结果表明:在3.5 m3/min压裂液排量下,WDRA-M减阻率比胍胶高42.5%,比国外同类产品高12.5%。     

耐盐抗剪切型聚丙烯酰胺降阻剂的制备及研究现状

总结了部分耐盐、抗剪切改性单体的种类,分析了不同降阻剂的溶解时间、相对分子质量以及用量、矿化度、流速等与降阻率的对应关系,以期为耐盐抗剪切型聚丙烯酰胺降阻剂的制备提供借鉴。研究发现,仅含磺酸基团的聚丙烯酰胺降阻剂在流速小于10 m/s时,降阻率在50%～81.3%之间;而同时含磺酸基团和长链疏水基团的聚丙烯酰胺降阻剂在流速大于10 m/s时,降阻率基本高于70%。在流速较高的条件下,同时含有磺酸基团和长链疏水基团的降阻剂应是今后重点研究方向之一。     

滑溜水减阻剂耐盐机理及研究进展

滑溜水体系技术广泛用于油气开采领域中,滑溜水体系的核心技术为减阻添加剂,用于降低压裂施工摩阻。对比分析了滑溜水减阻剂的降阻机理,综述了滑溜水减阻剂的研究进展,介绍了高矿化度水质对滑溜水降阻效果的影响及作用机理,主要包括静电屏蔽、压缩双电层等,总结出通过引入耐盐基团、疏水缔合性基团等方法可以提高减阻剂的耐盐性能,提出未来可通过有针对性地设计减阻剂分子合成方案,进一步优化滑溜水体系,增强滑溜水体系压裂液技术的适用性。     

耐温抗盐缔合聚合物的制备及性能评价

在丙烯酰胺、丙烯酸的基础上引入抗盐、耐温性能的N-芳基丙烯酰胺(N-AAM)和增粘、增溶性能的甲基丙烯酰氧乙基二甲基烷基溴化铵(MADA),从而实现聚合物耐高温高盐性能与其溶解性、增粘性的有机统一,其结构经红外光谱(FTIR)表征证实。评价了耐温抗盐聚合物(ATSP)的增粘、耐温、高温高盐长期稳定性、驱油等性能,并通过ESEM得到了其在高矿化度下的微观形貌。结果表明,耐温抗盐聚合物增粘、耐温性能优良,在高温高盐条件下稳定性好,聚合物驱及后续水驱的采收率为9.9%。     

高粘滑溜水CJ压裂液性能评价及应用

本文就一种新型高粘滑溜水CJ压裂液进行了室内评价及现场试验。评价表明该滑溜水压裂液具有减阻效率高、起粘快、溶解迅速、耐盐性能好等优势。由于使用浓度低,粘度高,即可作为前置液造缝,还可以作为携砂液连续携砂,循环使用,解决了国内压裂液造价高、破胶不彻底污染地层以及返排液的环境问题,同时可采用污水配制,解决了干旱地区的压裂问题。经矿场试验,效果良好。     

滑溜水压裂液用聚合物减阻剂性能研究

摘要：采用反相乳液聚合法制备了一种用于滑溜水压裂液的水溶性减阻剂（WDRA-M）,分子链中由于引入自制长链疏水单体（甲基丙烯酸长链酯,WLHM）提高了WDRA-M分子链的柔顺性。通过激光散射仪、滑溜水摩阻测试仪和动态流变仪分别对WDRA-M的粒径大小及分布、减阻性能和流变性能进行了测试。结果表明：WDRA-M粒径76.95nm,PDI为0.108,粒径呈现单峰分布,且分布均匀。WDRA-M的最佳添加量为0.7g/L,减阻率可达62%。流变实验表明,WDRA-M为非牛顿流体;储能模量G''（0.783 Pa）大于损耗模量G''（0.354 Pa）,表现出较强的弹性行为,能够减小与管道之间的摩阻;在25℃、剪切速率为170s-1的条件下,剪切30 min,表观黏度由43.46 mPa•s降为38.66 mPa•s,表观黏度保留率89.0%,表明WDRA-M具有较好的耐剪切性能。现场应用结果表明,在3.5m3/min下,WDRA-M减阻率比胍胶高42.5%,比国外同类产品高12.5%。     

水溶性压裂用暂堵剂的制备及性能评价

暂堵剂是重复压裂施工技术的关键之一,针对目前大多数油田高含水的特点,研制出一种水溶性压裂用暂堵剂,并对其性能进行了室内评价。结果表明,该水溶性暂堵剂在水和酸中均具有较好的溶解性;并且可以有效降低水溶液的表面张力和界面张力,有利于压裂后的返排作业;该暂堵剂还具有较好的耐压性能,能够满足压裂施工要求;暂堵与解堵性能评价实验结果说明,使用地层水冲刷后,不同岩心的渗透率恢复值均大于92%,在压裂作业后能够快速溶解返排,对地层伤害较小,能够达到压裂增产的目的。