一种油包水乳化压裂液的室内实验研究

介绍了一种油包水乳化压裂液体系，该体系以柴油为外相、稠化水为内相，用一种复配型油溶性表面活性剂作为乳化剂。研究了乳化剂加量、稠化剂加量、油水体积比对体系的影响规律。筛选了油包水乳化压裂液配方。测定了该压裂液的耐温能力、耐温耐剪切性、滤失性、破乳性等性能。实验结果表明，该油包水乳化压裂液可以代替油基冻胶压裂液用于低压水敏油气藏的压裂改造。     

油包水型乳化压裂液配方研究及性能评价

从实验筛选配制油包水乳化压裂液所需的乳化剂、稠化剂、破乳剂等添加剂,以及添加量的确定,得出一种油包水乳化压裂液配方为14%柴油+1.6%乳化剂+0.22%水增稠剂+2.5%KCl+水+0.2%破乳剂,体系pH值为10,油水体积比为14∶86。对配方乳化压裂液的耐温性能、耐温耐剪切性能、流变性能、滤失性以及地层伤害率进行评价。实验证明配方的流变性能满足压裂液对液体的要求,滤失量较小,具有一定的抗剪切性能,可明显降低压裂液对地层的伤害。在90℃,170 s-1下剪切60 min后,压裂液的表观粘度仍大于200 mPa.s。该压裂液可代替一般油基冻胶压裂液应用于强水敏、低压油藏的压裂改造。     

高温乳化压裂液的研制及性能评价

室内研制了一种配制W/O型乳化压裂液所需的乳化剂,并讨论了乳化剂加量、油水比、搅拌强度对乳状液稳定性的影响,得到了不同温度(90℃、120℃和130℃)条件下油包水乳化压裂液配方,并对乳化压裂液配方进行耐温耐剪切性能、流变参数、滤失性能及地层伤害性进行了工程评价。实验证明该配方的流变性能满足压裂液对液体的要求,滤失量较小,针对南堡油田东一段储层岩心,与水基压裂液相比,可降低压裂液对地层的伤害率达20%以上。在130℃条件下,170 s-1的剪切速率下,剪切120min后,表观黏度为88mPa·s,可满足中、高温深井、水敏性储层压裂改造。     

一种高效油基钻井液乳化剂的加量极限

介绍了一种具有超低乳化剂加量的新型油基钻井液,并对该油基钻井液的乳化剂加量极限进行了研究。结果显示,采用特种油包水乳化剂NR配制的油基钻井液,具有极低的加量和优异的乳液稳定效果。1.2%的乳化剂加量,在120℃×16h热滚老化后,钻井液体系的破乳电压可以达到520V,高温高压滤失量为4.7ml;在150℃热滚老化后,仍具有498V的破乳电压,体现了该油基钻井液乳化剂在体系中具有极低的乳化剂加量极限。该体系同时具有良好的抗海水、钻屑侵污能力。     

大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术

针对页岩油水平井采用常规滑溜水压裂时存在用液量大、砂比低、增产效果不理想等问题,通过优选聚合物降阻剂,优化黏土稳定剂、破乳助排剂和过硫酸盐类破胶剂的加量,形成了调节聚合物降阻剂加量即可调控滑溜水压裂液黏度的变黏滑溜水压裂液体系。通过支撑剂导流能力模拟试验,优选了70/140目石英砂和40/70目陶粒的支撑剂组合,经先导性试验,形成了大港油田陆相页岩油滑溜水连续加砂压裂技术。该技术在G页2H井进行了现场试验,有效提高了施工效率和单位液体的携砂量,减少了压裂液用量,形成了较好的缝网体系,提高了储层改造程度,取得了良好的压裂增产效果。现场试验表明,该技术能够满足页岩油水平井滑溜水连续加砂压裂要求,可以为页岩油高效开发提供技术支撑。      

O/W型交联乳化压裂液配方研究

研制了一种交联O/W型乳化体系用作水力压裂的压裂液.它是通过采用复合乳化剂,应用D相乳化法,将油相以体积比为50∶50的比例分散于交联的HPG溶液相中得到的一种多相分散体系.该体系在80 ℃、170 s-1下剪切,粘度可达到446.9 mPa·s,剪切2 h后粘度仍大于100 mPa·s;破胶后粘度降为2 mPa·s,压裂残渣含量仅为166mg/L,能大大减少压裂液在裂缝中的滞留,有效降低对地层渗透率的伤害.该体系较其它压裂液体系具有很好的滤失控制、优良的破胶返排能力,对支撑剂有很好的悬浮稳定作用,适宜中低渗透率地层的压裂施工.通过对影响体系性能的各因素及交互作用进行研究,确立了地层温度不大于100 ℃的交联乳化压裂液配方.     

一种环保非水基钻井液体系的构建及其性能评价

为满足日益严苛的环保要求,通过测试乳化剂、内相盐、基液等的生物毒性及降解性,研究植物油酸及其酯 类衍生物类乳化剂BIO-EMUL与BIO-COAT复配乳化剂溶液与BIO-OIL形成的油包水乳液的电稳定性、乳化效 率以及BIO-EMUL 与BIO-COAT 复配乳化剂溶液与BIO-OIL 间的界面张力和界面流变性,以BIO-EMUL 和 BIO-COAT为基础,结合基液BIO-OIL 以及乙酸钠溶液,构建了一种环保非水基钻井液体系,并研究了该钻井液 的基本性能和抗污染能力。结果表明,BIO-EMUL、BIO-COAT能有效降低油/水界面张力,形成破乳电压达350 V,乳化效率达95%的油包水乳液。该体系的LC₅₀为28 200 mg/L,BOD₅/COD_Cr＞0.25,是生物毒性低,降解性良 好的环境友好型油包水乳液。配制的钻井液体系适用密度范围广,抗污染能力强,为今后环保非基钻井液体系 及材料的研究提供了基础。     

页岩储层新型清洁滑溜水压裂液体系

滑溜水压裂液体系以其低摩阻、低伤害等特点,在页岩气储层压裂施工过程中得到了广泛的应用,而由于其自身黏度较低导致携砂能力较差,为达到施工设计的加砂量就需要大幅增加滑溜水压裂液的用量,从而增大了压裂施工的成本。为解决滑溜水压裂液携砂能力差的问题,开发出一套新型清洁滑溜水压裂液体系,该体系主要由高效低分子量减阻剂FJZ-2和新型聚合物乳液增黏剂FZN-1组成,体系综合性能评价结果表明,无论在室温还是80℃条件下,体系均具有良好的降阻效果;在80℃、170 s~(-1)条件下剪切90 min后,体系的黏度仍在20 m Pa·s以上,具有良好的耐温抗剪切能力;在一定的应力和频率扫描范围内,体系的储能模量G'一直高于耗能模量G",说明该压裂液体系具有良好的黏弹性能;支撑剂在该压裂液体系中的沉降速度明显低于常规滑溜水压裂液,而不同砂比条件下支撑剂的沉降时间均远远高于常规滑溜水压裂液,说明该压裂液体系具有良好的携砂能力;另外,该压裂液体系的其他性能指标均能满足滑溜水压裂液的技术指标要求。矿场应用效果表明,S-1井压裂施工过程顺利,最高砂比可达25%以上,最大降阻率达到70%以上,压裂施工效果明显。     

油基钻井液用固体乳化剂的研制与评价

为解决油基钻井液常用液态乳化剂黏度高、流动性差,而常见固体乳化剂乳化效果差、制备步骤复杂的问题,通过简单的酰胺化反应制备了乳化能力强的油基钻井液用固体乳化剂EmuL-S。利用红外光谱分析了其结构,通过电稳定性、乳化率、析液量以及光学显微镜等手段考察了其乳化性能,并评价了以该乳化剂为基础配制的油基钻井液的性能。结果表明:固体乳化剂EmuL-S中含有设计要求的基团;当油水比为80∶20、固体乳化剂EmuL-S加量为3.3%时,形成的油包水乳状液的破乳电压大于1 000 V,乳化率大于90%,析液量小于0.7 mL,而且能抗180℃的高温;以固体乳化剂EmuL-S为基础配制的油基钻井液,密度最高可达到2.0 kg/L,抗温能力达到180℃,沉降稳定性高、流变性能优异,动塑比在0.21以上,破乳电压大于800 V,能抗15%水、15%劣质土、9%岩屑以及9% CaCl2的污染。研究表明,固体乳化剂EmuL-S具有优异的乳化能力和抗高温能力,并且具有制备简单、易于工业化生产的特点,可以解决现有乳化剂存在的问题。      

不同因素对W/O型乳化压裂液稳定性的影响研究

研究了乳液油水体积比、乳化剂种类及其加量、油相粘度、水相粘度、盐及其加量、温度，乳液pH值以及破乳剂等因素对油包水型乳化压裂液稳定性的影响，结果表明：油水体积比、乳化剂和温度是影响乳液稳定性的主要因素，油水相粘度、盐、pH值等对乳液稳定起辅助作用。最后筛选出最佳的乳化压裂液配方：油水体积比为9：91、乳化剂加量0．3％、盐加量3％、油溶性稠化剂加量0．15％、水溶性稠化剂为0．1％，该配方的压裂液在90℃、170s^-1下连续剪切60min，压裂液的粘度仍然大于200mPa·S。     

聚合物压裂液性能的影响因素及研究方向

针对目前现在油田上压裂液的应用情况,讨论了压裂液的作用机理,同时阐述了稠化剂、交联剂、温度稳定剂以及pH调节剂的应用情况和它们对聚合物压裂液性能的影响,尤其是对耐温性和抗剪切性的影响。并在此基础之上提出了将疏水缔合物应用于聚合物压裂液的研究方向。     

压裂返排液取水应用技术

为了解决非常规储层压裂改造过程中水资源的大量消耗以及日益增多的废液污染问题,研究了压裂返排液经过化学处理后用于重新配制压裂液的新方法。以长庆油田压裂返排液为例,分析了主要矿物离子Ca2+、Mg2+及残存破胶剂(过氧化物)和硼离子交联剂对重新配制的压裂液主要性能的影响,开发了通过络合反应降低压裂返排液中矿物离子的处理剂TR-1、通过氧化-还原反应处理残余破胶剂的处理剂TR-2及通过屏蔽残余硼离子交联剂从而阻止硼离子与植物胶多糖上的羟基交联的处理剂TR-3。应用该方法,2013年在长庆油田处理了15口水平井、125个水平段,回收处理液量14 000 m3,占施工液量的23%,达到了压裂返排液的重复利用效果并减少了对环境的污染。     

清洁自生热压裂液技术与实验方法

目前已有的多种自生热压裂液体系,通常需要加入活化剂,配制过程复杂。研究了一种采用疏水聚合物作为稠化剂的清洁自生热压裂液体系,该稠化剂在合成过程中添加了耐盐单体,保证其在盐水中有高溶解性;采用有机锆酸性交联剂,提供酸性交联环境,无需加入生热反应所需要的活化剂和交联反应所需要的调节剂。稠化剂使用浓度为0.6%,具有良好的耐温耐剪切性能、黏弹性能及破胶性能,在100℃、170 s-1下剪切60 min后黏度为140 mPa·s左右,黏弹性与常规瓜胶压裂液相当,残渣含量为11.9 mg/L,残渣伤害小,适用于中低温储层。采用高温高压动态酸化腐蚀仪,通过监测压力变化,计算了生热剂的反应程度,该操作简单,计量准确,可用于自生热压裂液体系配方优化及反应程度的估算。研究结果表明,在40℃时,基液中生热剂之间不发生反应,80℃时反应程度约为55%,120℃时反应完全,因此该体系适合提前配制,实施方法与常规压裂液相同。      

川西马井气田蓬莱镇组气藏压裂工艺技术新进展

川西马井气田蓬莱镇组气藏是典型的低渗透致密砂岩储层,由于储层条件复杂,以前的储层改造效果不明显,措施成功率和有效率均较低。2005年以来,开展了低伤害压裂液和多层压裂、纤维支撑剂压裂、线性加砂等工艺技术研究及应用,使压裂液残渣含量下降了16%,措施成功率和有效率分别提高到90%、86.6%,单井平均压后增产倍数达到12.62,取得了较好的增产效果,压裂工艺技术在马井气田获得新的重大进展。     

高温油基冻胶压裂液的室内研究

介绍了由磷酸酯胶凝剂、交联剂、表面活性剂、激活剂和破胶剂组成的具有特殊性能的油基冻胶压裂液体系。实验结果表明,该种压裂液体系克服了现有油基压裂液成胶速度慢、不耐高温的缺陷,具备在高温条件下施工时所具有的持续热稳定性和快速成胶等特点,适用于水敏性、低压低渗透油气藏的压裂改造。     

新型低分子压裂液流变性研究

针对低渗、特低渗油田,开发出一种不需破胶剂、低残渣、低伤害、可循环再利用的新型低分子压裂液。分析了压裂过程中压裂液的典型流变过程和工程要求,以及低分子稠化剂在此过程中的流变过程,研究了低分子压裂液剪切性能、不同稠化剂下的流变参数及不同温度下低分子压裂液粘弹性。该压裂液在低渗油田得到了成功应用,获得较高的液体返排率和增产效果。     

热压裂液技术研究及应用

辽河油田的高凝油产量占油田总量的60％以上。由于高凝油的凝固点、含蜡量、胶质沥青质含量高，在油层改造过程中压裂液对储层产生的冷伤害，使蜡，胶质沥青质不断从原油中析出，沉积在油流孔道中，造成出油孔道被堵塞，严重影响压裂增产效果，研制应用了热压裂液工艺技术，使压裂液入井温度高于原油析蜡温度，降低了压裂液对地层产生的冷伤害，通过试验优选出了热压降低了压了压裂液对地层产生的冷伤害，通过试验优选出了热压裂液配方。基液：（1．4％－1．8％），浓缩液体瓜胶＋0．2％FR－CL／LH－Ⅰ破乳助排剂＋0．05％FR－BA／LH－Ⅰ杀菌剂＋0．05％CO－DFO／LH-Ⅱ消泡剂＋（0．02％－0．03％）NaOH；交联液；（10％－15％）高温延迟交联剂＋（1％－2％）胶囊破胶剂；交剂比为100：（2－3）。经在稠油区块16口井应用表明，热压裂液工艺技术对高凝油油物压裂效果较好，平均单井增原油12．75t/d，聚得了很的经济效益。     

高含硫气田废水回注黄龙3井数据传输方案

压裂液加重是解决高温深井酸化压裂施工压力高、压开难度大的重要手段之一,实验优化形成了能够满足不同加重要求的加重压裂液配方,并对其性能进行了系统的室内评价。结果表明,研制的加重压裂液溶胀性能良好,压裂液密度与盐含量呈线性关系,压裂液密度最高可达1.43g/cm3;随着盐含量增加,压裂液冻胶黏度将大幅下降,稳定性也随之降低,但通过增加交联剂用量可提高加重压裂液在高温下的稳定性;其延迟交联性能能够较好地降低施工管路摩阻,4.0m3/min排量下降阻率达39.9%;在高温(>90℃)环境下能实现快速破胶,破胶液表面张力低(28mN/m);支撑裂缝导流能力伤害率为7%～21%。结合现场一口井对加重压裂液密度优化思路进行了详细的阐述。     

吐哈油田低渗透油藏压裂液体系适应性评价

油井压裂改造技术作为油田增产的主体技术已日趋成熟,对压裂效果影响起至关重要作用的压裂液体系研究一直是各油田关注的重点内容之一。吐哈油田针对油田储层及油藏类型开展了压裂液体系的适应性评价研究,尤其是水基压裂液应用了胶囊破胶技术、延迟胶联技术、低温破胶技术及低残渣稠化剂,满足了吐哈低渗深井油藏在不同油藏温度及压裂施工条件下对压裂液性能的要求,为保证压裂效果奠定了基础。     

一种高性能有机酯前置酸加砂压裂隔离液体系

前置酸加砂压裂工艺技术在油气田现场增产改造作业中已进行了大量应用,并取得了较好的增产效果,但同时也暴露出了在压裂注入过程中前置酸与压裂液接触提前破胶等问题。为此,根据前置酸加砂压裂工艺技术的要求,从确保施工成功、提高增产效果出发,提出了采用前置酸加砂压裂隔离液隔离前置酸和压裂液技术,通过理论分析和实验研究,优选出了有机酯类物质作为前置酸加砂压裂隔离液体系主剂,提出了高性能有机酯前置酸加砂压裂隔离液配方和制备方法。对系列实验评价分析结果的研究表明,所提出的有机酯前置酸加砂压裂隔离液体系能较好满足前置酸加砂压裂要求,有效隔离前置酸液和压裂液,提高了施工效果。