耐高温高矿化度海水基压裂液体系研究及应用

为满足海上高温低渗油田压裂施工的需求,以丙烯酰胺、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和长链季铵盐阳离子单体为原料,制备了一种新型两性离子型聚合物稠化剂CHY-2,并以此为主要处理剂,研制了一套适合海上高温低渗油田的耐高温高矿化度海水基压裂液体系。该压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能,在160℃,170 s-1的剪切速率下实验120 min后,体系黏度仍能保持在100 mPa·s以上;压裂液基液具有良好的耐盐性能,使用105000 mg/L的模拟水配制的基液黏度较高。此外,该压裂液体系还具有较好的滤失性能、悬砂性能和破胶性能,并且破胶液对储层天然岩心基质渗透率的伤害率小于10%,具有较好的低伤害特性,能够满足海上油田压裂施工的要求。现场应用结果表明,海水基压裂液配制过程简单,性能稳定,X-11井压裂施工过程顺利,压后日产油量18.3 t,取得了良好的压裂施工效果。     

海水基植物胶压裂液体系快速制备及性能评价

针对海上压裂施工利用海水在线快速混配的需求,研究了海水作为配液用水对稠化剂溶胀和交联反应的影响,研制了液体植物胶稠化剂、有机硼交联剂CYS-4,进而研制了耐温达160℃的海水基压裂液体系。实验性能评价结果表明,所研制的海水基植物胶压裂液体系具有良好的耐高温性、破胶性、抗滤失性,可满足160℃以内海水基快速配制压裂施工要求,具有良好的应用推广价值。     

硝酸钠加重海水基压裂液性能评价

为满足海上油气田深井、超深井压裂需要,用NaNO_3加重海水与两性离子胍胶稠化剂、有机硼锆交联剂及其他添加剂配制压裂液,研究了NaNO_3加重海水基压裂液密度,溶胀性能,耐剪切性能,滤失性能,破胶性能,破胶液对岩心渗透率及对支撑剂导流能力的伤害。结果表明,35%NaNO_3加重海水与0.52%两性离子胍胶稠化剂及其他添加剂配制的压裂液密度为1.20 g/cm~3(20℃),NaNO_3海水溶液对两性离子胍胶稠化剂溶胀性能的影响大于海水,NaNO_3加重海水基压裂液耐剪切性能、降滤失性能等各项性能良好。在150℃、170 s~(-1)下连续剪切120min后的黏度为76 mPa·s;压裂液在80℃下的动态滤失系数为2.81×10~(-4)m/min~(0.5);在60℃和80℃下,压裂液在3数4 h完全破胶,破胶液黏度小于5 m Pa·s;压裂液对岩心基质渗透率损害率为23.3%;在82.7 MPa闭合压力下对支撑剂导流能力伤害率为41.89%;满足压裂施工要求。图4表3参15     

连续混配压裂液及配液装置

传统的油气田压裂工艺多采用先批量配制压裂液再进行压裂施工作业的方式,存在着准备时间长、劳动强度大、残液排放污染环境等缺点。针对这些问题,自主研发了连续混配车及配套的速溶瓜尔胶压裂液体系,形成了连续混配压裂工艺,实现了配液与压裂施工实时进行,施工过程将速溶瓜儿胶及所有的化学添加剂按设计量加入连续混配车储藏罐,利用自动控制系统混合、配液,最后泵出符合设定要求的压裂液基液,实时进行压裂施工,最高单机混配排量可达8m3/min。同时可在线检测压裂液黏度,根据施工需要实时调整压裂液性能,消除压裂液浪费,减小环境污染。配液与压裂施工连续、紧凑,操作简单、方便,有效提高了压裂施工效率。     

一种低伤害海水基压裂液体系

为了降低海上油田压裂施工成本,研究海水基压裂液并实现连续混配是一条重要的途径。研究合成了一种适应直接用海水配制的耐盐稠化剂BCG-1S,其抗Ca2+、Mg2+离子能力分别达到4 000和2 000 mg/L。在10℃下0.55%BCG-1S能在10 min内起黏,复配0.3%增黏剂B-55后,4 min内压裂液的性能就达到海洋平台海水连续混配的要求,并具有较好的携砂性能,30℃下单颗粒的沉降速率为0.032 4 mm/s。评价表明,该压裂液的静态携砂性、稳定性能良好、抗温能力达到140℃;破胶彻底,残渣含量小于5 mg/L,破胶液表面张力小于26 m N/m,破胶液对支撑裂缝导流能力的伤害低至8.45%。该稠化剂具有良好的应用前景。     

适用于低温煤层气储层的清洁压裂液研究

煤层较松软,脆性强,压裂时会产生大量的煤粉,且煤层埋深浅,储层温度远远低于砂岩储层,用常规的压裂砂岩储层的压裂液,就会造成压裂液破胶不彻底。因此,为了降低伤害,通过室内实验,研制出一种新型清洁压裂液及对应的破胶剂。清洁压裂液是由阳离子表面活性剂在盐水中缔合形成网状结构的低黏凝胶液,加入破胶剂后,可使体系在1.5 h~3 h失去携砂能力,6 h~8 h内破胶彻底无残渣。该压裂液配制简单,可调节性强,具有剪切稳定性、携砂能力强、低滤失性、低摩阻、对储层伤害小等优势。     

粘弹性清洁压裂液的作用机理和现场应用

常规水基压裂液破胶后具有较高的残渣量,对支撑裂缝伤害较大,在一定程度上影响了油气田的产量.研究开发出了新型的VES清洁压裂液体系,它是由VES粘弹性表面活性剂和水或盐水组成.该压裂液集粘弹性、抗剪切性、自动破胶性于一体.通过分析VES清洁压裂液的粘弹性形成机理、抗剪切机理、携砂机理、破胶机理、滤失机理、伤害机理,表明粘弹性清洁压裂液具有独特的分子结构和独特的流变性能,它具有配制简便,使用添加剂种类少,不存在残渣,对储层伤害小等特点.现场实验表明,清洁压裂液具有破胶性能,施工摩阻低,携砂能力强,可有效地控制缝高.与使用水基压裂液的邻井相比,粘弹性清洁压裂液压裂施工后增产效果明显.     

国内低中温清洁压裂液研究进展及应用展望

清洁压裂液的携砂黏度和抗剪切性能严格受温度的控制,为此总结了清洁压裂液的适用温度为80℃以下,称为低一中温清洁压裂液.清洁压裂液又称黏弹性表面活性刑VES压裂液,不合聚合物,不需要交联剂和破胶荆,现场配液简单,能有效控制缝高,施工摩阻只有水的25%～40%,液体效率达85%,远高于胍胶压裂液的52%,在渗透率小于5×10-3μm2的低渗透储层中滤失量小,对储层伤害小,压裂后油气增产效果明显比胍胶压裂液好.实现清洁压裂液在天然气中破胶和提高清洁压裂液抗温耐剪切性及降低施工成本,是清洁酸液发展的方向.     

低伤害类泡沫压裂液在七个泉油田的实验与应用

低伤害类泡沫压裂液是一种介于常规水基压裂液和泡沫压裂液之间的新型压裂液体系,具有突出的生热增压、降滤、助排等性能,利用常规压裂设备进行施工,是一种技术经济综合效益较为理想的新型压裂液体系。该体系由两部分组成,一部分为基液,另一部分为酸性液,基液的组成为:生气生热剂(SRA和SRB)、改性胍胶、粘土稳定剂、助排剂、破胶剂、杀菌剂(基液放置较久时适量加入)、碳酸钠(配液水为弱酸性时适量加入);酸性液组成为:缓蚀剂、pH调节剂(HC)、交联剂。配置基液、酸性液时按照上面列出的顺序,依次加入,采用这种配液方式就能够有效解决生气剂反应的控制问题,以及pH调节剂在存储时的腐蚀性问题。针对七个泉油田储层条件,在确定低伤害高效类泡沫压裂液体系的基础上,通过对低伤害高效类泡沫压裂液的粘度特征、pH值、密度、微观结构、滤失性能、悬砂性能、流变性能、破胶性能、助排效果以及岩心伤害评价,结果表明,该压裂液体系自动增压、自动降低密度、自动气举、表面张力低、破胶彻底、破胶液的粘度低等综合因素的共同作用,使该压裂液体系具有优良的携砂、破胶、低伤害以及助排效果,它在解决低压低渗透储层的压裂改造中具有明显的技术优势。低伤害类泡沫压裂液在七个泉...     

粘弹性清洁压裂液在低渗砂岩储层的应用

胍胶、羟乙基聚合物等常规压裂液存在残渣二次污染缺陷,对低渗砂岩伤害尤甚。室内试验表明粘弹性清洁压裂液具有抗剪切性能好、携砂能力强、摩阻低、破胶彻底等特点,通过与胍胶压裂液对比试验分析,表明粘弹性清洁压裂液具有更好的流变性能和降滤失性能,并使渗透率恢复率提高了5倍。现场应用证实了VES-50粘弹性清洁压裂液对储层污染小,压裂效果优于常规聚合物压裂液,非常适用于低渗砂岩储层的压裂改造。     

海上过筛管压裂工艺研究及应用

针对渤海油田中高渗疏松砂岩储层低产、低效井,分析了过筛管压裂射孔方式,建立了50～1000 mD中高渗储层压裂支撑裂缝半缝长和支撑裂缝导流能力优化经验公式。结合海上压裂作业及海水的高矿化度、高钙镁离子等特点,形成了海水基压裂液体系。支撑剂优选方面,研究了考虑支撑裂缝防砂临界流速的支撑剂粒径优选方法,同时评价了固结支撑剂在50～180℃不同温度下的固结强度。根据已实施11口井的过筛管压裂作业,9口井压裂之后增液、增油效果十分显著。实践证明过筛管压裂工艺可有效解决海上中高渗疏松砂岩储层低产、低效的难题,具有一定推广价值,但长期有效防砂是过筛管压裂工艺的关键。     

速溶稠化剂低温压裂液

辽河油田区块分散,许多区块的压裂井远离基地,从配液站运输压裂液到井站费时费力,能够在低温浅井现场配液是一种很好的方法.通过对速溶稠化剂基本性能、配制储存的阐述以及对速溶稠化剂低温压裂液配伍性、破胶性、滤失性的研究,认为速溶稠化剂对低温压裂液主要性能影响不大,通过对现场配液质量主要影响因素研究,提出指导现场配液施工的措施.性能试验研究及现场实践表明,速溶稠化剂低温压裂液体系能够实现在现场及时配制的要求,可满足分散区块的现场施工.     

快速水合瓜胶压裂液的研究与应用

为满足水平井体积压裂技术中连续混配作业要求,并缓解常规羟丙基瓜胶原料供给压力,开展快速水合瓜胶压裂液体系的研究。探索对瓜胶原粉进行细度分级和表面处理,使其能够快速分散水合,替代常规羟丙基瓜胶,为水平井体积压裂的压裂液体系提供一种新的路径。本文优选配套杀菌剂,压裂液基液72 h稳定性提高70%;制备配套交联剂,有效降低稠化剂浓度,解决基液黏度高、冻胶交联速度快、残渣含量高等问题,改善混砂状态、施工摩阻和储层伤害。研究结果表明,快速水合瓜胶压裂液的3 min溶胀率大于90%,72 h基液黏度保持率在85%以上,交联时间30～180 s,在120℃、170 s-1剪切1 h后的黏度达200 mPa · s,破胶后残渣含量小于400 mg · L-1,可适用于30～120℃储层的压裂作业。已在新疆油田开展5口水平井连续混配现场试验,施工及生产效果良好。      

高温压裂液体系研发及在海上气田的应用

国内常规压裂液体系仅适用于150℃以下地层,而海上气田高温深井的地层温度高达160℃。文中通过室内实验优选了温度稳定剂、高温延迟交联剂和破胶剂的加量,研制出耐温160℃的高温压裂液体系,延迟交联时间可控制在2}5min,破胶时间少于3h。该体系在海上气田BY2井158℃储层压裂施工中得到成功应用,压后45h内压裂液返排率85.5%,日产气9.6x1 04 m3,达到了改造储层和增产的目的。该技术对海上高温储层压裂具有一定的指导意义     

多元改性速溶胍胶压裂液研究与应用

为克服传统胍胶压裂液溶胀速度慢、现场配制时间长、破胶后残渣含量高等缺点,研制了一种多元改性速溶胍胶压裂液.在清水中加入一定量的羧甲基和羟丙基双改性胍胶及杀菌剂、黏土稳定剂、交联剂等处理剂,配制得到多元改性速溶胍胶压裂液.室内试验表明,该压裂液溶胀速率快,1 min溶胀率已达到3 min溶胀率的94.7%,溶胀速度较羟丙基速溶胍胶压裂液提高了18.75%;水不溶物含量极少,较羟丙基速溶胍胶压裂液降低了88.46%;破胶后的残渣含量降低超过71.0%,对支撑剂导流能力的伤害降低了62.0%,对岩心渗透率的伤害降低了53.8%,其综合性能达到现场施工要求.现场应用表明,多元速溶改性胍胶压裂液能够满足大规模水平井压裂施工的要求,并能为低渗透、特低渗透储层的有效开发提供技术支撑.      

CT低伤害压裂液的研制及应用——广安002-X36井压裂增产效果分析

广安002-X36井是四川盆地广安构造带上的１口斜井,具备实施超大规模加砂压裂施工的条件。针对该井的储层特点和大规模加砂压裂施工工艺要求,以CT低伤害压裂液体系为基础,通过对交联剂的优化研究,采用M5500黏度计对压裂液冻胶进行长时间剪切实验,成功得到耐长时间剪切的压裂液配方。优化后的压裂液具有抗剪切性能强、耐长剪切、破胶快速彻底、返排迅速等特点,现场施工6 ｈ23 ｍｉｎ,液体质量稳定。加砂压裂施工前测试气产量0.65×10_⁴ m³/d,压裂后测试产量39.3×10⁴ m³/d,取得了显著的增产效果。此次现场施工结果表明,CT低伤害压裂液能满足四川盆地上三叠统须家河组储层特别是广安区块大规模加砂压裂增产作业的需要。     

缝内破胶压裂液的研究及应用

在水基聚合物压裂液加砂压裂施工过程中,往往需要添加破胶剂来满足压裂液的顺利破胶返排。目前使用较多的破胶技术是过硫酸盐、胶囊破胶剂结合的楔形追加破胶技术,但仍然存在压裂液的残胶伤害。为此,开展了新型破胶技术的室内研究,成功地研究出能使压裂液彻底破胶的破胶剂组合技术——缝内破胶技术。采用缝内破胶技术的压裂液（缝内破胶压裂液）和常规压裂液比较,缝内破胶压裂液破胶残液最大分子量是常规压裂液的1／8～1／6,岩芯渗透率伤害率降低了30％～40％。在四川GA区块的B井区进行了5井次缝内破胶压裂液和5井次常规破胶压裂液现场应用试验。试验结果表明,缝内破胶压裂液平均返排率比常规高10％左右,平均单井增加天然气测试产量是常规压裂液的1～2倍。     

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。     

一种自生热耐高温高密度压裂液体系研究

深水、超深井储层埋藏深度大,地层破裂压力高,压开地层难度大,对压裂设备和管柱的承压要求很高,造成深水油气田压裂作业施工压力高、风险大,同时海上平台或作业支持船空间有限,难以装备大型压裂设备进行压裂施工。为了尽量减小施工规模,降低井口注入压力,研究了一种自生热耐高温高密度压裂液体系,并对该压裂液体系进行室内性能评价与现场摩阻测试。实验结果表明,该压裂液体系密度达到1.5 g/cm3,降阻率达到59.6%以上,能够耐温140 ℃。自生热体系的引入缩短了压裂液破胶时间,产生的气体能促进压裂液破胶后返排。