压裂液添加剂对压裂液性能及效果的影响分析(I)--稠化剂和交联剂的影响

压裂液稠化剂、交联剂、破胶剂、防乳化剂和降滤失剂等添加剂的性质决定了压裂液的性能,对压裂处理的效果影响较大.本文分析讨论了压裂液稠化剂和交联剂对压裂液性能及压裂效果的影响.     

异常高温胍胶压裂液体系研制与应用

目前国内常规的压裂液体系仅适用温度150℃以下的地层。室内对影响超高温压裂液性能的主要添加剂——稠化剂和交联剂进行了改性,通过严格控制反应条件,得到低残渣、高黏度的超高温胍胶稠化剂GHPG和超高温延迟交联剂BA1-21,研制出耐温190℃以上的超高温压裂液体系。对超高温改性胍胶的性能进行了评价,对超高温压裂液体系交联剂延迟交联性能、耐温耐剪切性能进行了评价。在ZG63井实施压裂改造8d后,压裂液返排率74.9%,平均产气6000m3/d,初步达到了改造储层并认识储层的效果。该技术对国内深层超高温储层压裂具有一定指导意义。     

宝浪油田低伤害压裂液配方优化研究

分析了宝浪油田储层对压裂液的基本要求,优化了稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂等添加剂,确定了适合宝浪油田的压裂液配方,并进行了性能评价.该压裂液具有良好的耐温、耐剪切和延迟交联特性,携砂能力强,破胶彻底,伤害低,能够适合80～110 ℃地层压裂施工的需要,在B205井压裂现场试验取得成功.     

二氧化碳泡沫压裂液性能研究

对低压、低渗、水敏地层采用CO2泡沫压裂技术,起到增产增注效果。泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、粘度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在以上储层的改造中得到了广泛应用。研究了影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素,如泡沫质量、温度、压力、稠化剂、酸性交联剂,并对CO2泡沫压裂液性能进行了评价。     

改性聚乙烯醇压裂液的制备与性能研究

为提高聚乙烯醇压裂液耐温抗剪切性能,采用改性纤维素与聚乙烯醇的共混物作为稠化剂、有机钛为交联剂制备改性聚乙烯醇压裂液,研究了共混改性聚乙烯醇稠化剂的组成、压裂液中稠化剂与交联剂浓度、温度、pH值对压裂液性能的影响,对比了聚乙烯醇压裂液与改性聚乙烯醇压裂液的耐温抗剪切性能。结果表明:采用改性纤维素对聚乙烯醇稠化剂进行共混改性,可提高稠化剂的增黏能力和所配制的压裂液耐温抗剪切性能,稠化剂中改性纤维素含量以40%为宜;改性聚乙烯醇压裂液的组成和pH值对压裂液性能影响显著,适宜的改性聚乙烯醇压裂液配方为:稠化剂加量1.8%~2%、交联剂加量0.9%~1%、pH值7~9,该改性聚乙烯醇压裂液在120℃、剪切速率170 s~(-1)下连续剪切90 min后的黏度仍可保持在50 mPa·s以上,能满足油藏温度低于120℃油层的应用要求。     

新型超高温压裂液体系研制与评价

目前中国常规的压裂液体系仅适用于温度在150℃以下的地层,迫切需要开发一种能应用于超高温（180℃以上）储层的新型低伤害压裂液体系。在室内对影响超高温压裂液性能的主要添加剂———稠化剂和交联剂进行了改性,考察了影响超高温改性瓜胶产品性能的主要因素,确定出了其合理的工艺条件,并通过严格控制反应条件,向有机硼中引入有机锆络合物,获得了交联剂BA1-21。以改性瓜胶和交联剂BA1-21为主剂成功研制出耐温在190℃以上的超高温压裂液体系。该交联体系与常规交联体系相比,具有更好的耐温抗剪切性能、破胶水化彻底,且对岩心渗透率的伤害程度较低。该技术对深层超高温储层压裂具有一定的指导意义。     

延迟交联无机硼水基冻胶高温压裂液

用普通粉状压裂用植物胶制成了延迟溶胀、在港胀过程逐渐释放光机硼交联剂的压裂液稠化剂。用这延迟溶胀稠化剂、普通植物胶稠化剂及pH调节剂、温度稳定剂等添加剂配制的压裂液，交联时间延迟不少于5－6man，可泵性好，耐温性能大幅度提高，在150℃、170_s(-1)条件下剪切100min，粘度仍在100mPa·s以上。该压裂液已成功地使用于井温138－155℃的油井压裂施工．增产效果良好。     

特低温油井加砂压裂液试验研究

针对吉林松南地区低温油层的地质特点，开发出了适用于特低温（２４—３３℃）油井的加砂压裂液。该压裂液以改性瓜尔胶为稠化剂，液态有机硼为交联剂，含有破胶剂、破乳剂和粘土稳定剂。本文报导了用于实际压裂作业的压裂液推荐配方，并介绍了典型配方压裂液的主要性能及现场试验结果     

耐高温共聚物压裂液体系的研究与应用

针对目前低渗、碱敏、深层、高温等在压裂中所存在的问题,研发出一个耐高温共聚物压裂液体系。采用共聚物FTS-17作为稠化剂,引入具有延缓释放功能的复合型交联剂（含有多种金属离子以及可以和它们形成配住络合物的有机化合物,可以在弱酸性条件下与压裂液进行交联）,通过实验确定了原胶液与交联剂质量比和复合交联剂中锆盐含量的最佳适用范围,考察了耐140℃高温的压裂液流变、滤失及破胶性能,并进行了现场实验与应用。耐140℃高温的压裂液配方为:0.6%FTS-17稠化剂+0.3%FTZP-6助排剂+0.3%FTFM起泡剂+0.2%FTFP-6防膨剂+0.6%FTJL-3交联剂+0.02%FTPJ-8破胶剂,在恒温140℃、剪切速率170 s^-1条件下,连续剪切120min以上,压裂液的黏度大于120 mPa·s,这表明该压裂液体系具有良好的耐温和抗剪切性能。此外,压裂液破胶的残渣量仅为50mg/L,破胶液的黏度仅为1.6mPa·s,破胶液的表面张力为23.56mN/m,与煤油的界面张力为2.46mN/m,这表明该压裂液不仅具有良好的降滤失性,而且残渣量低,对地层的伤害小。共聚物压裂液体系已在青海、长庆等油田进行了现场试验,现场最高施工压力80MPa,压裂后返排率达75%。     

影响油基冻胶压裂液质量因素的研究

油基压裂液是提高水敏性低渗透油气采收率的主要措施之一。本文从室内研究和现场施工两部分论述了影响油基冻胶压裂液质量的主要因素。研究结果表明 :基液、胶凝剂、交联剂、破胶剂、水分、初胶液粘度及成胶时间等是影响油基冻胶压裂液性能的主要因素 ;同时系统分析了影响现场压裂质量的主要原因及控制质量的主要技术指标 ,提出并建立了压裂施工时破胶剂及交联剂加量的动态数学模型 ,这对提高整体压裂效果将具有重要意义     

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。     

低温压裂液在煤层气井的应用

针对山西煤层气井储层低温、低孔、低渗地质特征,室内优选了低残渣稠化剂、交联剂、助排剂、破胶剂、破胶激活剂等添加剂,形成了低伤害、低温易破胶的压裂液体系,并对其进行了性能评价,发现具有优良的耐温耐剪切性能、破胶彻底、低滤失、低残渣特点。通过现场十多井次的应用证明,该压裂液体系具有携砂效果好、破胶彻底特点,取得良好的施工效果。     

XGM压裂液改善注水量的研究

针对塔里木超深油藏和压裂增注施工的特点,研究和选定了以香豆胶XD稠化剂、GCL锆硼复合交联剂、MS-5降滤失剂为主要添加剂的XGM压裂液。室内试验结果表明,XGM压裂液具有摩阻低、延迟交联、易破胶、热稳定性及耐剪切性强等特点。超深注水井压裂施工表明,该压裂液改善了注水量,且成本低,便于推广。     

复配交联剂对阳离子聚合物压裂液性能的影响

为进一步提高阳离子聚合物压裂液的耐温抗剪切性能,以阳离子聚合物PAAD为稠化剂,采用间苯二酚(FA)、乌洛托品(FB)与有机钛(TCMH)复配物为交联剂配制压裂液,研究了复配交联剂在改善聚合物压裂液耐温抗剪切性能方面的作用效果。结果表明,FA和FB的混合物在高温条件下能与PAAD稠化剂发生交联反应,提高交联体系的稳定性;PADD压裂液的性能与FA、FB的配比和加量有关,FA与FB的质量比为1∶2、加量为0.15%~0.3%的压裂液具有较好的耐温抗剪切性能;与单独使用TCMH有机钛交联剂的PAAD压裂液相比,采用TCMH-FA-FB复配交联剂配制的PADD压裂液具有更好的耐温抗剪切性能;组成为0.6%PAAD+1.0%TCMH+0.3%FA-FB(FA∶FB=1∶2)、p H=3~4的压裂液经160℃、170 s-1连续剪切90 min后的黏度仍保持在60 m Pa·s左右,满足160℃高温油气井压裂施工需要。     

抗高温高密度低伤害压裂液体系

深井高温高压地层进行压裂作业时对压裂液提出了更高的要求,为此,通过抗高温稠化剂、抗高温剪切交联剂的合成以及其他主要处理剂的优选,研制出了一种新型抗高温高密度低伤害压裂液体系。室内对压裂液体系进行了性能评价。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐高温剪切性能,在180℃,170 s~(-1)条件下剪切140 min后黏度仍可维持在140m Pa·s左右;该体系在加入0.02%破胶剂后,黏度降低至1.3 m Pa·s,说明破胶彻底,有利于压裂后的返排;压裂液体系对储层岩心的伤害率低,具有低伤害特性。现场应用结果显示,压裂后油井产量提高明显,进一步证明了该压裂液体系能够满足深井地层压裂的要求。     

在线聚合物压裂液的研究与应用

为了解决压裂液废液处理困难和减少压裂液对地层与环境的污染,研制开发出了一种在线聚合物压裂液体系。室内对在线聚合物压裂液的稠化剂、交联剂、黏土稳定剂、助排剂进行了研究与优选,对压裂液的溶胀性能、携砂性能、破胶性能、耐温抗剪切以及对地层的伤害进行了评价,优选出了适合地层温度60~120℃在线聚合物压裂液配方。使用该压裂液在华北油田压裂施工4口井,成功率100%,取得了较好的效果。压裂施工时将低分子聚合物乳液、多效添加剂与过硫酸铵通过计量泵直接打入混砂车内,与混砂车中的水、支撑剂混合就能完成压裂施工,最高砂比可达50%。这种方式直接将配制和施工紧密结合在一起,其优点是:①不用提前配制压裂液,操作简便,施工效率高;②随配随用,使用多少配制多少,不留残液,返排液可用来重新配液,不污染环境;③压裂液体系的pH值呈中性,无残渣,对地层伤害小。      

影响油基冻磁压裂液质量因素的研究

油基压裂液是提高水敏性低渗透油气采收率的主要措施之一。本文从室内研究和现场施工两部分论述了影响油基冻胶压裂液质量的主要因素。研究结果表明：基液、胶凝剂、交联剂、破胶剂、水分、初胶液粘度及成胶间影响油基冻胶压裂液性能的主要因素;同时系统分析了影响现场压裂质量的主要原因及控制质量的主要技术指标,提出并建立了压裂施工时破胶剂我联剂加量的动态数学模型,这对提高整体压裂效果将具有重要意义。     

水基压裂液添加剂的应用与评价

本文综述水基压裂液稠化剂、交联剂、降滤失剂、破胶剂、粘土稳定剂、助排剂等主要添加剂在我国的研究、应用性能与评价，简要介绍了其它各种添加剂。     

国内近期压裂液添加剂发展趋势

压裂工艺中的工作液是压裂中的关键所在，而所有的压裂液都需要化学添加剂来改善其流体的性能。因此对化学添加剂的改进与提高将进一步增加压裂效果，达到使地层伤害最小、增加油气产量的目的。文章评述了国内近期(1998年以来)压裂液主要化学添加剂使用现状与发展方向，简要介绍了增稠剂、交联剂、破胶剂等添加剂的性能与应用。并提出了今后水基压裂液的进展与突破方向。     

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.