水包水乳液减阻剂的减阻机理研究

将采用分散聚合法制备的水包水乳液减阻剂直接溶解于纯水中,配制成滑溜水;通过环境扫描电子显微镜与室内管道摩阻仪对减阻剂进行微观结构表征与减阻性能测试。实验结果表明,该减阻剂具有良好的速溶性,能在98 s内溶解完全;减阻剂浓度和高价离子浓度影响滑溜水的减阻性能,其中,Ca~(2+),Fe~(3+),SO_4~(2-)质量浓度分别超过75,20,100 g/L时,才会影响减阻效率;在滑溜水实际应用时应侧重非结构黏度的减阻作用。     

原油输送中减阻剂聚合物的特性对减阻率的影响

本文讨论了减阻剂聚合物的分子量、分子量分布、分子结构以及不同物性的原油对减阻率的影响。讨论了聚合物降解的情况及对减阻的影响。     

原油输送减阻技术与减阻效率

原油在管道中输送时,加入少量ppm的减阻剂,增输量可达到10%以上。用作减阻剂的油溶性聚合物,分子量一般高达几百万到上千万。按分子数计算,减阻剂在原油中占的比例微小,因此不会改变原油的粘度。减阻效率决定于聚合物在溶液中的形态,空间尺寸,聚合物的溶解性能以及使用减阻剂的技术。实验表明(1)减阻效率随减阻剂添加量而增加,但减阻剂浓度达到一定值后,减阻率提高缓慢;(2)流体的流速增加,使减阻效率显著增加,但对不同的聚合物影响结果不一样;(3)在管径相同的条件下,流体的雷诺数增加,减阻效率增加;(4)在一定范围内壁剪切应力增加,减阻率也随之增加,但过大的剪切力会使高聚物降解,分子量降低,减阻率下降;(5)原油中含微量水份会影响减阻率。当含水量超过一定值时,因聚合物溶解性不好,反而导致减阻剂失效。目前工业上使用的减阻剂品种主要是超高分子量的聚α—烯烃,在油中的添加量为φn×10ppm以内,使减阻率在20%左右,增输15%左右,可以明显增加经济效益。     

聚长链α-烯烃减阻性能的影响因素研究

利用室内环道评价装置考察了聚长链α-烯烃减阻剂的溶解时间、雷诺数、加剂浓度、黏均相对分子质量和高聚物的抗剪切能力对减阻性能的影响。结果表明：聚合物的减阻率随溶解时间的延长而增大,达到一定值后趋于稳定;聚合物的凝聚状态以及颗粒的分散程度对减阻剂的溶解能力影响较大;加剂浓度在15 mg/L时减阻率达到最大值,加剂浓度与减阻率的关系基本符合Virk经验公式;存在最佳雷诺数,雷诺数大于或小于最佳雷诺数时,减阻能力减弱,直至无效;在一定的相对分子质量范围内,黏均相对分子质量与减阻率呈线性关系,相对分子质量越大,减阻率越好;聚合物经过齿轮泵剪切后会使减阻率急剧下降,经过管壁的初次剪切也会使减阻率下降40%左右。     

聚合物减阻剂微观减阻机理研究北大核心CSCD

配制了不同浓度的减阻剂溶液,利用TEM技术对减阻剂溶液的微观结构进行了表征,采用高精度环路摩阻测试系统对不同微观结构特征的减阻剂溶液进行了减阻性能测试。表征结果显示,减阻剂溶液的主要微观结构为:分散颗粒结构、半连续/非连续棒状结构、连续网眼状结构和堆叠网眼状结构。低流速下,分散颗粒结构特征的减阻剂表现出较好的减阻性能;高流速下,连续网眼状结构特征的减阻剂具有更好的减阻性能;过度堆叠网眼状结构特征的减阻剂虽具有良好的抗剪切性能,但在低速与高速下均不能发挥良好的减阻性能。现场施工中井深较浅、施工排量小的井,适合选用分散颗粒结构的减阻剂;而井深较深、排量较大的井,则适合选用连续网眼状结构的减阻剂。利用减阻剂微观结构与减阻性能之间的关系可进行减阻剂的选型及结构优化。     

聚合物减阻剂微观减阻机理研究

配制了不同浓度的减阻剂溶液,利用TEM技术对减阻剂溶液的微观结构进行了表征,采用高精度环路摩阻测试系统对不同微观结构特征的减阻剂溶液进行了减阻性能测试。表征结果显示,减阻剂溶液的主要微观结构为:分散颗粒结构、半连续/非连续棒状结构、连续网眼状结构和堆叠网眼状结构。低流速下,分散颗粒结构特征的减阻剂表现出较好的减阻性能;高流速下,连续网眼状结构特征的减阻剂具有更好的减阻性能;过度堆叠网眼状结构特征的减阻剂虽具有良好的抗剪切性能,但在低速与高速下均不能发挥良好的减阻性能。现场施工中井深较浅、施工排量小的井,适合选用分散颗粒结构的减阻剂;而井深较深、排量较大的井,则适合选用连续网眼状结构的减阻剂。利用减阻剂微观结构与减阻性能之间的关系可进行减阻剂的选型及结构优化。     

压裂用减阻剂及其减阻机理研究进展*

减阻剂是致密砂岩、页岩等非常规储层改造压裂液的关键添加剂,其性能直接影响压裂施工效果。通过介 绍聚合物类减阻剂、表面活性剂类减阻剂和多元减阻剂,分析比较了3种减阻剂的优缺点及研究进展,重点阐述 了减阻剂的减阻机理及减阻失效机理,归纳总结了纳米材料在压裂减阻中的应用研究进展。指出在高温、高剪 切、复杂介质等非常规储层压裂环境中,同时具有储层伤害小、携砂能力强、减阻稳定且高效、易返排、易回收利 用等优点的新型多功能复合减阻剂将是今后研究的重要方向。     

滑溜水压裂液体系高温高压动态减阻评价系统

滑溜水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展起来的一种新的压裂液体系,减阻剂是滑溜水体系中的最关键助剂,其研究与应用日益增加。为了定量评价减阻剂的减阻效果,室内需要有效的模拟评价实验仪器,但目前的评价装置都无法模拟高温高压的储层条件。JHJZ-I高温高压动态减阻评价系统,就是为真实全面地评价各种储层条件下减阻剂的减阻效果而研制出的评价装置。该评价系统能在高温高压下对减阻剂的减阻效果进行评价。通过测算减阻剂的减阻率,从而优选出满足各种储层条件下的减阻剂。该评价系统功能强、效率和自动化程度高,可模拟高温高压条件下管道流体在不同剪切速率下流变性的研究,对减阻剂的研究和生产具有指导意义。     

减阻水减阻率性能影响因素分析

减阻水是页岩储层改造所用的主要液体类型之一,具有成本低、配液工艺相对简单、有利于造复杂缝网等优点。减阻率是减阻水的核心指标,分析了影响减阻水减阻率的因素,现场配液用水矿化度、细菌及悬浮物含量对减阻率影响较大,同时减阻水pH值、黏度与减阻率存在正相关性。为了保证减阻水的减阻性能,需要控制配液用水水质指标,现场施工时可通过测定pH值和黏度判断减阻水减阻率是否达标,从而指导现场施工。     

减阻剂减阻效果的评价与分析

针对临邑-濮阳管道添加HG减阻剂的输油工况,建立并运用旋转圆盘装置进行了管输原油加剂模拟实验。对临濮线加HG减阻剂的减阻效果和影响因素进行了分析,确定了减阻率与雷诺数;减阻率与剪切强度;减阻率与加剂浓度;减阻率与输油温度等关系,为减阻剂减阻效果的评价和研究提供了一种新的方法。     

W／O型聚丙烯酰胺胶乳减阻性能的研究

研究了Ｗ／Ｏ型聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）胶乳在水中的凉阻性能。探讨了聚合物合子量、聚合物溶液浓度、溶液ｐＨ值、流速等对减阻性能的影响。发现Ｗ／Ｏ型聚丙烯酰胺具有良好的减阻性能，在相同流量下，ＰＡＭ水溶位的流动阻力明显小于清水流动阻力。在一定浓度范围内，随ＰＡＭ浓度增加，减阻性能增加。ＰＡＭ的分子量对流动阻力影响较明显，分子量大者减阻性能较高。当溶液ｐＨ值小于７时，减阻性能显著，当ｐＨ值大于７时对减阻影响较少。在相同浓度下，随流速增加，流动阻力减小。     

水性低伤害悬浮降阻剂体系的研究与应用

为了解决聚合物降阻剂粉末在现场应用中存在的水化时间长、溶解效果差等问题,同时避免现有现场用油性悬浮体系环保性差的缺陷,研发了一种以有机醇为溶剂的新型水性低伤害悬浮降阻剂体系,并对滑溜水体系的综合性能进行了室内和现场应用评价。结果表明,聚乙二醇200为最佳悬浮溶剂,当触变剂PR与CQ2720用量分别为1.5%时,体系具有最好的悬浮稳定性,在悬浮体系稳定中两者存在协同增效作用。增加0.5%助分散剂MR312后悬浮降阻剂体系常温静置30 d无沉降,体系黏度稳定在177 mPa·s。悬浮降阻剂体系遇水均匀分散,所配制滑溜水澄清透明,表观黏度可控,降阻率大于70%。在阳101H1-1井的压裂施工中降阻剂分散均匀无结块、起黏迅速,返排液易处理,环境伤害小,环保效果显著。      

The Performance of Toluene and Naphtha as Viscosity and Drag Reducing Solvents for the Pipeline Transportation of Heavy Crude Oil

Heavy crude oil shows high viscosity combined with low mobility, which affects the efficient transportation through pipelines. Drag has long been identified as the main reason for the loss of energy in pipeline fluid transmission and other similar transportation channels. The main contributor to this drag is the viscosity as well as friction against pipe walls, which will result in more pumping power consumption. Various methods such as heating, upgrading, dilution, core annular flow, and emulsification in water have been used for their transportation. The influence of toluene and naphtha as a viscosity and drag reducing solvent on flow of Iraqi crude oil in pipelines was investigated in the present work. The effect of additive type, concentration, pipe diameter, solution flow rate, and heating on the percentage of drag reduction (%Dr) and percentage flow increase (%FI) were the variables of study. The maximum drag reduction was observed to be 40.48% and 34.32% using heavy oil flowing in pipeline diameter of 0.0508 m I.D. at 27°C containing 10 wt% naphtha and toluene, respectively. Also, the dimensional analysis is used for grouping the significant quantities into dimension less group to reduce the number of variables.     

有机分子膜增注剂减阻增注效果评价

针对低渗透砂岩油藏注水压力高、注水困难的问题,研制出有机分子膜减阻增注剂。通过岩心驱替实验和连续冲刷实验对3种有机分子膜增注剂BFS,BNFS和TD12的减阻效果和耐冲刷能力进行评价。结果表明,经分子膜增注剂溶液处理后,岩心的水相渗透率均有不同程度的提高;分子膜增注剂结构不同,减阻效果不同。累计注入260PV以上,3块岩心的水相渗透率变化幅度均不大,说明岩心微通道壁面吸附了分子膜增注剂后具有很好的耐冲刷能力。     

清洁滑溜水压裂液在长宁H26平台的应用

目前使用的滑溜水压裂液存在着与返排水不适应以及对储层伤害大等缺点。根据四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩特点及施工需要,研发出一种适合长宁区块的清洁滑溜水压裂液体系,进行了室内性能评价和现场应用。室内实验表明,该压裂液主剂JHFR-2的减阻性能好,使用现场返排液配制滑溜水时减阻率可达70%,溶解时间在30 s以内,最优加量为0.07%~0.10%;对岩心渗透率恢复率为91.9%;压裂液无毒,易返排。在长宁H26-4井的应用表明,清洁滑溜水压裂液的降阻性能好,能达到连续在线混配施工的要求,完全满足长时间大液量大砂量的页岩气井地层压裂。该压裂液配制工艺简单,可降低施工成本,有较好的应用前景。      

一种新型弱酸性减阻降黏剂

合成聚合物由于抗高温、耐盐、功能多样化等特点,成为固井外加剂的主导材料,但由于其分子量大易导致体系黏稠度大,流变性难以调节,采用传统减阻剂作用较弱。针对此问题,根据微观结构设计,通过研选和合理复配,开发出了一种新型弱酸性减阻降黏剂,并对其进行了实验评价。评价结果表明,该减阻降黏剂可明显降低以合成聚合物为主剂的水泥浆体系的黏度,表观黏度降低率可达40%以上,显著改善水泥浆的流变性能,且对水泥浆稠化、强度等性能无不良影响,稠化时间之比为1.0～2.0,抗压强度之比不小于0.9,综合性能良好。      

一体化多功能减阻剂的研究与应用

传统压裂液一般是以减阻剂为核心,配合使用防膨剂、助排剂等多种添加剂而形成的溶液体系,配液流程复杂,体系配伍性以及稳定性不佳,并且对储层伤害高。为解决传统压裂液存在的问题,文章以反相乳液聚合法合成了一种兼具减阻、携砂、助排、防膨、低伤害等性能的一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ,并对其进行室内试验及现场施工。室内实验结果表明：JHFR-Ⅱ溶液黏度在1.0～90.0 mPa·s可调,岩心渗透率的伤害率低于20.0%。优选出0.10%的JHFR-Ⅱ溶液作为减阻水,在储层矿化度下,减阻率达73.2%;优选出0.40%的JHFR-Ⅱ溶液作为携砂液,其携砂能力为清水的90倍,破胶液黏度低于5.0 mPa·s,表面张力低于28.0 mN/m,防膨率高于85%。通过现场施工表明,JHFR-Ⅱ减阻剂不但能够满足致密油气藏大规模体积压裂施工的减阻和携砂需求,还可以用于常规以及其他非常规油气藏的复杂缝网压裂中。一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ具有一剂多效的特点,其单剂水溶液即可作为压裂施工液体,在压裂施工作业中可有效简化操作流程,降低施工成本。     

The effect of a bio additive on the viscosity and the energy requirement on heavy crude oil flow

The influence of potato starch as natural additive on the flow of heavy crude oil-water in pipeline was investigated. Measured parameters were viscosity, drag, energy analysis and power requirement in a horizontal pipeline at various temperatures, flow rates and concentrations of potato starch. It was found that addition of 2000 ppm potato starch to the 85% Heavy crude oil+15% water mixture at 40°C decreased viscosity by 80.24% and head loss by 7.55 × 10^{? 4}?m at 60 LPM. Drag reduced up to 91% and power saving increased up to 38.24% after adding 2000 ppm of potato starch to same mixture at 60 LPM.     

滑溜水在裂缝性碳酸盐岩体积酸压中的研究与应用

滑溜水是页岩气、致密油非常规油气藏体积改造中应用最广泛的压裂液体系,旨在利用低黏滑溜水强的穿透性能激活天然裂缝提高裂缝复杂程度。基于深层裂缝性碳酸盐岩储层基质物性差、非均质性强,裂缝是主要储集空间和渗流通道的储层特征,提高改造体积是实现高产稳产的核心,需采用低黏流体大排量注入来提高天然裂缝激活几率,提出滑溜水、冻胶和转向酸复合的体积酸压技术。评价了新型聚合物类滑溜水性能,利用室内实验（大物模、酸液滤失）和数值模拟相结合的方法研究了滑溜水在体积酸压中的作用机理,研究表明:新型聚合物类滑溜水具有较好的减阻性能,能够降低施工管柱摩阻,实现大排量施工,助力改造效果提升;滑溜水大排量注入形成复杂裂缝,低黏酸液注入形成酸蚀蚓孔提高裂缝连通性,滑溜水与低黏酸交替注入,实现微细裂缝"水力+酸蚀"缝网构建。上述研究成果现场应用显著,AT3x井压后获日产油35 m3、日产气50.3×104 m3高产油气流,为国内超高温深层复杂储层高效改造提供新的技术指导。