一种新型复合压裂液体系的室内研究

针对海拉尔盆地强水敏储层物性特点,对现有的水基压裂液体系进行优化,制得了复合压裂液体系。依照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5107-2005,对复合压裂液体系的流变性能、防膨性能、滤失性能、破胶性能、助排性能、残渣含量和岩心伤害等性能进行评价。结果表明该体系在90℃、170s-1条件下剪切60min后粘度为228mPa·s;流态指数为0.5273,稠度系数为0.8425Pa·sn c;为岩屑分散率均≤10%;初滤失量为2.29×10-2 m3.m-2、滤失系数为3.18×10-4 m.min-1/2、滤失速率为0.53×10-4 m.min-1;破胶液粘度≤5mPa·s;破胶液表面张力为26.4mN/m,界面张力为1.19mN/m;残渣含量为143.8mg/L,岩心伤害率为9.3%。     

GTA-GG改性胍胶应用于压裂液及相关性能研究

针对常规胍胶压裂液悬砂性差、水中不溶物含量高污染地层等难题,采用GTA(C_6H_(14)ClNO)对胍胶(GG)进行醚化改性,通过环氧化合物的双分子亲核取代反应引入疏水碳链,得到GTA-GG,将其作为压裂液的主剂,研究GTA-GG与体系悬砂性之间的关联。结果表明,压裂体系悬砂性受主剂粘度与水中不溶物含量的影响,而GTA-GG可利用其长分子链与高相对分子质量优化此两种性能,从而提升支撑剂铺置效率,减小沉降速度,增大体系悬砂性能;测量GTA-GG压裂液在变温条件下的应用特性,其实验数据显示,0.3%GTA-GG与0.3%XJL-2交联所得冻胶的粘度为203.6 mPa·s,水中不溶物含量为6.8%,支撑剂沉降速度为0.071 mm/s;100℃条件下,初始滤失量、滤失系数、滤失速度分别为3.810×10^(-4)m(-4)m³/m3/m²,0.141×102,0.141×10^(-4)m(-4)m³/m3/m^(1/2),0.685×10(1/2),0.685×10^(-4)m(-4)m³/(m3/(m²·min);添加0.02%的DQPJ破胶剂,2 h破胶后溶液粘度为1.7 mPa·s,表面张力为23.91 mN/m。GTA-GG体系悬砂性得到提升,各项性能良好,适用于中高温低渗储层压裂作业。     

可逆交联低伤害聚合物压裂液研究与现场应用

以SRFP-1增稠剂、SRFC-1交联剂、SRCS-1黏土稳定剂和SRCU-1助排剂工业品为研究对象,以现场配液用水配制SRFP压裂液。评价了SRFP压裂液的耐温耐剪切性能、静态滤失性能、破胶性能及压裂液滤液对岩心的伤害性能;测定了破胶液的表面张力及残渣含量。结果表明:SRFP压裂液在100℃和120℃条件下具有良好的流变性能;初滤失量为3.29×10-2m3/m2,滤失系数为1.71×10-4m/min0.5,滤失速率为6.53×10-4m/min;压裂液滤液对岩心基质伤害率为14.6%;在60~90℃,破胶剂质量分数为0.005~0.04%条件下,2 h即可破胶,破胶液黏度小于5 m Pa·s,破胶液表面张力小于28 m N/m,破胶液残渣小于100 mg/L;最后将SRFP压裂液成功应用于2口低渗透致密薄互储层压裂作业,最高产油量分别为5.2 m3/d和9.7 m3/d。     

GTA-GG改性胍胶应用于压裂液及相关性能研究

针对常规胍胶压裂液悬砂性差、水中不溶物含量高污染地层等难题,采用GTA(C_6H_(14)ClNO)对胍胶(GG)进行醚化改性,通过环氧化合物的双分子亲核取代反应引入疏水碳链,得到GTA-GG,将其作为压裂液的主剂,研究GTA-GG与体系悬砂性之间的关联。结果表明,压裂体系悬砂性受主剂粘度与水中不溶物含量的影响,而GTA-GG可利用其长分子链与高相对分子质量优化此两种性能,从而提升支撑剂铺置效率,减小沉降速度,增大体系悬砂性能;测量GTA-GG压裂液在变温条件下的应用特性,其实验数据显示,0.3%GTA-GG与0.3%XJL-2交联所得冻胶的粘度为203.6 mPa·s,水中不溶物含量为6.8%,支撑剂沉降速度为0.071 mm/s;100℃条件下,初始滤失量、滤失系数、滤失速度分别为3.810×10~(-4)m~3/m~2,0.141×10~(-4)m~3/m~(1/2),0.685×10~(-4)m~3/(m~2·min);添加0.02%的DQPJ破胶剂,2 h破胶后溶液粘度为1.7 mPa·s,表面张力为23.91 mN/m。GTA-GG体系悬砂性得到提升,各项性能良好,适用于中高温低渗储层压裂作业。     

低浓度胍胶压裂液体系的室内研究

采用水溶性好、残渣少的超级胍胶GHPG作低浓度胍胶压裂液的稠化剂,选用自制的有机硼交联剂SQ,低浓度胍胶压裂液体系配方为0.20%GHPG+0.08%有机硼交联剂SQ+0.1%Na2CO3+0.15%助排剂+0.05%破乳剂+0.1%杀菌剂+0.025%破胶剂+1.0%粘土稳定剂。体系在60℃下连续剪切120 min后,黏度仍保持在240 mPa·s以上,单粒石英砂静态悬砂速度<0.25 cm/min,30%砂比的静态悬砂速度<0.51 cm/min,压裂液2 h内彻底破胶,破胶液表面张力29.4 mN/m,静态滤失系数为5.27×10-4m/min1/2,岩心伤害率17.51%。其稠化剂的质量分数仅为0.2%,有效降低对地层伤害及原材料成本,其有机硼交联剂SQ具有一定的自动破胶特性,80℃时36 h彻底破胶,40℃时48 h彻底破胶,与常规破胶剂配合使用,可缩短破胶时间,实现2 h彻底破胶。     

卫北三叠系砂岩裂缝油藏压裂工艺技术研究与应用

卫北三叠系砂岩裂缝型油藏由于天然裂缝的存在,压裂液大量滤失,增加了施工的砂堵几率和对储层的伤害。通过压裂液、压裂工艺技术研究,解决了砂岩裂缝性储层压裂施工易砂堵和储层污染问题,形成了一套以降滤失为主,适合于砂岩裂缝型油气藏的压裂工艺技术。并经过现场实施,取得了显著的增产效果。     

适合致密油藏的低伤害清洁压裂液体系研究

为提高致密油藏压裂施工的效率,降低压裂液对储层的损害程度,室内通过低分子稠化剂、交联剂、黏土稳定剂以及助排剂的优选及评价,研究了一套适合致密油藏的低伤害清洁压裂液体系,并评价了其综合性能.结果表明:该压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能,在90℃、170 s-1的实验条件下,剪切100 min后黏度仍能达到70 mPa·s以上;此外,该压裂液体系还具有良好的携砂性能、滤失性能和破胶性能,并且破胶液对致密油藏储层天然岩心的基质渗透率伤害程度较小,岩心渗透率损害率小于15％,具有低伤害的特点,能够满足致密油藏压裂施工对压裂液性能的要求.     

Frac-H型清洁高温压裂液性能评价研究

根据鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造带低孔、低渗、低压特点,优化形成了低残渣、低伤害的高温井Frac-H型压裂液配方。为了评价Frac-H型压裂液的性能,本文通过测试压裂液的粘度、抗剪切、悬砂、破胶、防膨效果、残渣含量与静态滤失七项性能,可知其Frac-H型压裂液抗剪切能力强、悬砂性能好、残渣含量低、防膨性能好,可减小储层水敏性伤害、高温体系滤失系数低、破胶迅速,便于压后返排,降低液体对储层伤害。同时对压裂液进行了现场研究,通过X40、X1125-1、X1059-3三口井的压裂施工、压后效果评价,可得出压裂液适应于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造储层,压裂施工顺利,压裂成功率高。     

浅谈煤层气压裂中的滤失问题

煤层气是以煤为储层的一种非常规天然气,主要成份为甲烷(CH4),以吸附态吸附在煤的微孔隙壁表面。煤层气资源量巨大,全球埋深浅于2000m的煤层气资源约为260×1012m3。由于能源需求迫切,对煤层气的开采十分迫切,目前,水力压裂改造措施是国内外煤层气井增产的主要手段。煤层割理和天然裂缝系统发育,应力敏感性强,因此,煤层的压裂与常规油气藏压裂相比滤失量更大,滤失机理更为复杂,形成长缝更加困难。此外,压裂液大量进入煤层中的割理和天然裂缝系统,容易造成储层造成污染、砂堵等现象。因此,降低滤失不仅有利于提高压裂液效率,减少压裂液用量,使裂缝具有较高的导流能力,还可以减少压裂液在油气层的滞留,降低压裂液对油气层的损害。鉴于此,压裂液滤失对煤层气压裂的负面影响不容小视,降低压裂液滤失迫在眉睫。目前,控制煤层气压裂滤失的有效措施主要有:粉砂降滤;在煤层压裂中使用泡沫压裂液;采用合理的施工排量。     

粘弹性清洁压裂液的性能评价与应用

采用一种长链脂肪酸季铵盐类阳离子表面活性剂配制成粘弹性清洁压裂液,室内性能评价结果表明,该压裂液的最佳使用浓度为1.5%².0%;60℃时静态滤失系数为3.15×10-4m/min1/2;静态悬砂速度为0.25 mm/s,常温下与原油混合可迅速破胶;具有良好的耐温性能(65℃)、稳定性和抗剪切性能,与地层水配伍性良好;岩心伤害率9.9%2.0%;60℃时静态滤失系数为3.15×10-4m/min1/2;静态悬砂速度为0.25 mm/s,常温下与原油混合可迅速破胶;具有良好的耐温性能(65℃)、稳定性和抗剪切性能,与地层水配伍性良好;岩心伤害率9.9%¹0.3%,比瓜胶压裂液下降了65%。在同类井况条件下,粘弹性清洁压裂液和瓜胶压裂液现场应用对比实验结果表明,该清洁压裂液在增油效果上具有一定优势,推广应用前景良好。     

一种酸性压裂液研制及其性能评价

针对低渗透、碱敏性储层,研制了一种以有机锆为交联剂,羧甲基羟丙基胍胶为增稠剂的酸性压裂液体系,并对压裂液相关性能进行了系统评价。实验结果表明,当增稠剂溶液浓度为0.4%,交联比为100∶2,破胶剂加量为0.06%时,与压裂液助剂粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等配制的压裂液破胶液粘度为1.013 mPa.s,残渣含量为261 mg/L,防膨率为90.5%,表面张力为27.6 mN/m,平均缓蚀速率为0.826 g/(h.m2),在90℃下滤失速率为0.575×10-5 m/min0.5,对储层的伤害率小于15%。     

VES清洁压裂液的研制及应用

VES清洁压裂液由1.5%的粘弹性表面活性剂LRZ-1、0.30%激活剂LRZ-2和0.2%破胶剂LRZ-3组成。室内性能评价表明,清洁压裂液具有配制简便、携砂性能良好、摩阻小、低滤失、低伤害等优点,破胶后的表面张力小于30 mN/m。该清洁压裂液在延长油田进行了现场应用,取得了较好的效果,达到改造储层的目的,具有较好的推广价值。     

聚合醇低伤害压裂液探索研究

水力压裂是低渗油气田油井增产、水井增注的的重要措施之一。为了降低压裂液对储层伤害,进行水基聚合醇压裂液基础配方研究。选择有机硼作为交联剂,通过室内实验确定了压裂液的最佳配方:聚合醇质量分数为1.8%、交联剂质量分数为0.9%、pH值调节剂质量分数为0.16%,参照SY/T 5621—1993《钻井液测试程序》评价压裂液性能。评价结果表明,该压裂液具有较好的流变、抗剪切和破胶性能,残渣含量低,对储层伤害小于常规压裂液。为油气田开发增产提供了有效技术支撑。     

Research on the viscosity-increasing mechanism and performance analysis of modified polysaccharide natural polymer fracturing fluid gel

In this paper, a guar gum-based hydraulic fracturing fluid suitable for low permeability oil and gas reservoirs was prepared using alkylamine guar gum (J580) as a thickening agent. The viscosification mechanism and comprehensive properties were analyzed to provide theoretical support for improving the fracturing fluid utilization rate and oil and gas field development in Changqing Oilfield. In this experiment, the properties and microstructure of thickener J580 were analyzed by infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (¹H-NMR), X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscope (TEM). The rheometer, dynamic filtration device, and acid erosion fracture conductive ability device were used to study the temperature and shear resistance performance, viscoelastic properties, dynamic filtration performance, and fracture conductive ability damage of the system. the gel breaking performance, formation water compatibility, and anti-swelling performance of the system were measured according to the standard. The results show that J580 is an amine modified product of guar gum, and its viscosity increasing mechanism is similar to that of guar gum. The breaking time of the system is 375 s, the residue content is 413 mg/L, and the surface tension is 26.49 mN/m. At 90°C, the viscosity of the solution can be maintained at 180 mPa · s, loss modulus G" dominates, the anti-swelling rate is 82.5%, the damage rate of the conductive ability is 22.40%, and the dynamic filtration coefficient is 1.3 × 10⁻⁵ m/s^1/2. The fracturing fluid system has good dynamic filtration performance, conductive ability, temperature and shear resistance, good structural strength, can easily break glue and return, and less residue content.     

氮气泡沫压裂液用作煤层气井性能研究

通过对氮气泡沫压裂液的筛选,优选出适合于煤层的泡沫压裂液体系,性能测定表明,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM泡沫体系经145 s-1剪切后粘度仍稳定在100 mPa.s,滤失系数为1.54×10-5 m/min1/2,陶粒沉降速度仅为清水的0.004 5%,对煤样的损害率只有20.8%(相对于瓜胶的79.4%),远小于常规压裂液,其吸附量对煤基质的孔隙基本不会产生堵塞,由此可见,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM体系泡沫压裂液非常适合煤层气井的压裂施工。     

微泡沫酸性清洁压裂液的制备及性能

合成一种非离子表面活性剂脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基叔胺(SCF-18)作为增稠剂,以NaHCO3为起泡剂,在酸性条件下交联,制得一种微泡沫酸性清洁压裂液。对该体系的性能进行了室内评价,结果表明,质量分数分别为3%SCF-18+0.5%缓蚀剂ATMP+3.6%NH4Cl+1%冰乙酸+0.5%NaHCO3,90℃、170 s-1剪切60min,压裂液的黏度为75 mPa.s,具有较好的耐温耐剪切性;在温度低于70℃时,储能模量远大于耗能模量,黏弹性良好;90℃体系的砂降速度为0.766 1 mm/s,具有很强的携砂能力;加入质量分数5%的原油,40 min即可破胶,破胶液黏度为2.84 mPa.s。通过化学反应形成的CO2微泡沫可以有效地降低压裂液的滤失量,同时可以提高返排率,降低对底层的伤害,改善压裂效果。     

低渗储层改造低伤害压裂液体系研究

为了有效控制和降低压裂液对储层的伤害,提高压裂液体系的增油效果,降低压裂成本,在玛湖凹陷风城组低孔、低渗及非均质储层的压裂改造中,针对胍胶类压裂液残渣含量较多,容易对储层造成伤害,同时胍胶压裂液在碱性条件下交联,高矿化度对压裂液性能影响较大等原因,开展了低伤害压裂液体系改性黄原胶的研究。通过现场研究结果表明,改性黄原胶可以克服碱性环境、高矿化度以及硼离子的影响,破胶后残渣含量为90 mg/L,比HPG的残渣含量少56.5%,有效的减少了破胶液残渣对地层的伤害。在玛湖凹陷斜坡区进行了13井次的储层改造,10口井次获得工业油流,获油率55.6%,取得了较好的改造效果。     

A non-cross-linked CO2 foam fracturing fluid with low friction

The hydrophobic associating polymer (MXN-1) was used as a foam stabilizer with optimized supporting additives to solve the problem of high friction in foam fracturing fluid. The basic formula was 0.3% MXN-1 + 0.08% sodium dodecyl sulphate (SDS) + 0.3% B-14 + 1% potassium chloride (KCl) + 0.03% ammonium persulphate (APS). The friction reduction, sand-carrying capacity, gel-breaking performance, and core damage of the fracturing fluid system were studied. The results showed that the proposed system had a unique friction reduction advantage compared with the cross-linked guar gum foam fracturing fluid, and the friction reduction percent reached 62% at a high flow rate. The surface tension of the gel breaking solution was lower than 25 mN/m, and the residue content was about 7 mg/L.     

脱氢枞酰胺乙基磺酸盐表面活性剂合成与性能研究

以脱氢枞酸为主要原料合成了脱氢枞酰胺乙基磺酸钠表面活性剂,用红外光谱对其结构进行了表征。在25℃下测定了其表面张力,得到cmc=1.0×10-4mol/L,cγmc=31.99 mN/m。在25℃下用改进Ross-Miles法测定其泡沫性能,ρ(活性剂)=0.6 g/L时,起泡高度达到150 mm以上,稳泡性t1/2=16 min。在45℃条件下测定活性剂与大庆采油四厂脱水脱气原油的界面张力,w(活性剂)=0.2%时,体系的界面张力达到9.3×10-3mN/m;考察了NaCl对界面性能的影响,(ρNaCl)=0.3 g/L时,界面张力降低至2.0×10-3mN/m。