VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用

为了降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发研制了VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液,并利用RCV6300毛细管流变仪等试验仪器,对该压裂液的性能进行了研究。室内评价结果表明,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液在100℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度在130mPa·s以上;在120℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度达50mPa·s以上;随剪切时间的延长,该压裂液粘度变化很小;随温度的降低,该压裂液粘度具有很好的恢复性。试验结果表明,该压裂液粘度高且成本低,对地层的伤害要比HPG压裂液低50%左右。现场试验证实,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的25%~30%,比HPG压裂液的摩阻低1MPa/1000m,2口压裂井共增产原油5600t。使用该压裂液进行压裂施工,可以有效地降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,同时提高油井的增产效果。     

低伤害清洁压裂液VES-1的研制与应用

所报道的VES - 1低伤害清洁压裂液体系 ,是由一种含特殊结构的阳离子表面活性剂增稠剂 4 % (ω)、盐水 2 %～ 4 % (ω)和一种反相离子 0 .35 % (ω)等所组成的。该压裂液的增稠剂具有在水中 1～ 2min以内可均匀分散并形成冻胶 ;抗温能力达 80℃ ;抗剪切性能好 ,在 80℃下剪切 6 0min后 ,压裂液的粘度仍大于 90mPa·s;不用破胶剂 ,在室温下 12 0min后压裂液粘度小于 5mPa·s;伤害低 ,平均岩心恢复率大于 90 % ;平均砂比大于 5 0 %。在现场已成功应用 10井次。     

耐高温低伤害VES-HT01压裂液的性能

用具有超分子结构的阴离子型表面活性剂VES-HT01与6% KCl复配,得到新型耐高温低伤害的阴离子VES压裂液。压裂液性能评价结果表明,在100 s^-1剪切速率下,随温度升高,压裂液黏度先增加后降低,在100℃左右达到最高值180 mPa·s,150oC时的黏度为55 mPa·s。在140℃、170 s^-1下剪切60 min,黏度基本保持不变。黏弹性较好。25℃、100℃下陶粒在压裂液中的沉降速率分别为5、33 mm/min,悬砂性较好。在50℃、100℃下分别加入2%、1%柴油静置120 min后,压裂液黏度为3 mPa·s,无残渣,破胶液表面张力为23.5 mN/m。抗菌性良好。成本与常规瓜尔胶压裂液相当。     

新型原油基压裂液研制

针对青海花土沟油田储层特征 ,以该油田原油为基液 ,在 3种二元和三元复合磷酸酯中优选出复合磷酸酯YJY A3为增稠剂 ,采用在原油中分散性良好的有机铝盐YJY B为交联剂、有机碱为破胶剂 ,研制了一种新型原油基压裂液。确定了基本配方 :1.8%YJY A3+1.8%JYJ B +1%～ 2 %有机碱 +原油。室内评价表明 :随温度升高 ,在 2 0～ 5 5℃压裂液粘度升高 ,在 5 5～ 70℃粘度基本稳定 ;在 2 5～ 6 0℃、170s- 1 下剪切 6 0min时粘度 >10 0mPa·s;在 2 0～70℃下破胶时间 4～ 8h可调 ;破胶液对 2支储层岩心渗透率的损害率仅为 2 .1%和 4 .2 % ,而常用水基压裂液的损害率为 85 .4 %和 91.2 %。图 6表 1参 2。     

ZYEB胶囊破胶剂的研制

报道了最高使用温度～ 10 5℃的水基压裂液胶囊破胶剂ZYEB的研制。选择过硫酸铵为破胶剂 ,从 10余种材料中筛选出耐油的聚硫 偏丙乳液、防水的PVDC CP、强度好的硅改性纳米乳液 3种材料复合作囊衣。过硫酸铵粒径为 0 .4～ 0 .9mm ,采用Wurster流化床法制备胶囊破胶剂ZYEB ,介绍了制造过程。对ZYEB的性能作了实验评价 :在蒸馏水中的释放率 ,80℃下 1h为 8.6 % ,80℃下 2h为 36 .9% ;加入 0 .1%ZYEB的HPG/有机硼压裂液 ,在 80℃、170s-1下剪切 2h后粘度为 2 13.8mPa·s,粘度保留率为 6 5 .9% ,在 5 0MPa的流体静压力下保持 2h后粘度保留率 >4 0 % ;在 80℃的压裂液中加入 0 .1%压碎的ZYEB(压力 10MPa ,10min) ,30min内粘度下降 80 %以上 ,2h后粘度为 4 .5mPa·s ;加入 0 .1%ZYEB的压裂液 ,80℃时对渗透率～ 0 .0 18μm2 的岩心渗透率的伤害率为8.7% ,远小于国产破胶剂NEB 1和NEB 2造成的伤害率 ,与进口胶囊破胶剂INTEB造成的伤害率 (7.6 % )大体相当。图 3表 4参 7。     

一种高温耐剪切超分子缔合弱凝胶清洁压裂液体系

超分子聚合物化学是超分子化学与高分子化学相互交叉融合形成的新方向,因此基于前期对超分子压裂液的研究成果,采用对疏水单体增溶性能好的ASF-1两性离子表面活性剂,与自制的LCM长碳链阳离子不饱和成链单体、自制的HTM抗高温单体等进行胶束共聚合反应,合成了一种高温耐剪切的超分子聚合物稠化剂SPM-2。通过复配具有蠕虫状胶束的物理交联剂PCA-1,制备出一种超分子缔合弱凝胶压裂液（0.8% SPM-2+0.5% PCA-1）。该压裂液具有超分子“蜂巢”网格结构,表观黏度随物理交联剂加量增大而持续增加,达到了胶束与聚合物链的强物理交联效果。该压裂液在150℃、170 s-1、2 h下表观黏度保持在58 mPa·s左右,相比超分子聚合物溶液提高了30 mPa·s ;剪切速率从40 s-1增至1 000 s-1,再降到40 s-1后,压裂液黏度迅速降低并快速恢复,剪切回复性好;在0.01~10 Hz内进行频率扫描,压裂液弹性明显优于黏性;支撑剂沉降速率小于8×10-3 mm/s,悬砂能力相比稠化剂溶液提高了一个数量级;在90℃、2 h下破胶液黏度小于2 mPa·s,未检出残渣;岩心伤害率小于10%。室内实验结果表明,该压裂液可满足致密砂岩气藏高温储层压裂需求。      

耐高温酸性清洁压裂液性能研究及适用性探讨

耐高温酸性清洁压裂液配方为：0.1%~5%乙酸、0.1%水杨酸、0.5%~1%阴离子型聚丙烯酰胺稠化剂、0.1%~0.2%季胺盐型阳离子双子表面活性剂和0.5%~3%黏土稳定剂(氯化钾、氯化铵),其余为自来水。研究了不同稠化剂加量下,酸性压裂液的流变性、稠化时间、携砂性以及破胶性等。酸性压裂液呈弱酸性,pH值为4～5。其耐温抗剪切性较好,120℃时的黏度为30~50 mPa·s,140℃时黏度稳定在20 mPa·s左右。压裂液稠化时间在60 s以内。稠化剂加量为1.0%时,压裂液成胶黏度可达140 mPa·s。其携砂能力强,稠化剂加量为0.8%的酸性压裂液单颗砂沉降速率仅0.023 mm/s,而0.8%胍胶压裂液的为0.169 mm/s。压裂液遇到一定量的油、气及地层水时会自动破胶,60~80℃的破胶时间在1 min内,加入过硫酸铵可加快破胶。该酸性压裂液适用于120℃以下的高含钙低渗透储层。     

胜利油田单六块超稠油乳化降粘室内实验研究

在实验室评价了质量比7/3的阴离子/非离子混合表面活性剂降粘剂SB 3(有效物含量≥30%)对胜利滨南油田单6断块蒸汽吞吐井超稠油井筒乳化降粘的性能。所用油样为脱气脱水单6 12 X42井原油,在10s-1下50℃粘度为6.4×104mPa·s,60℃粘度为3.3×104mPa·s;水相为模拟地层水,含NaCl1.5×104mg/L,Ca2+800mg/L,Mg2+200mg/L及设定量SB 3。实验研究结果表明:体积比为90/10～50/50的原油和水在60℃时形成油包水乳状液,其粘度较原油大幅上升;在水相中加入2.0×104mg/LSB 3后,相同体积比的原油和水在60℃时形成水包油乳状液,60℃、50s-1下乳状液粘度为260mPa·s(油水体积比70/30)和～130mPa·s(60/40);温度由35℃升到80℃时,油水体积比70/30的乳状液的粘度(50s-1)由579mPa·s降至65mPa·s;SB 3加量增大时(≤5.0×104mg/L)乳状粘度还会降低;SB 3不影响稠油乳状液的化学破乳脱水。因此,SB 3可用于胜利滨南油田单6断块超稠油的井筒乳化降粘。图3表4参3。     

低伤害液体胍胶压裂液LGC-1性能研究与应用

对低伤害硼交联液体胍胶压裂液的性能进行了研究,结果表明:在压裂液性能相当的情况下,液体胍胶增稠剂较干粉胍胶具有加量低(90℃液体胍胶加量0. 4% )、分散增粘速度快(3min时原胶液粘度为85mPa·s)、抗温抗剪切性能好(90℃下剪切60min后,粘度大于65mPa·s)、破胶返排迅速(120min后破胶液粘度小于5mPa·s)、残渣少(986mg/l)及与地层液体相溶性好等特点。该压裂液在油田现场施工20余井次,获得了较好应用效果。     

单家寺稠油降粘剂SJ及其O/W型乳状液流变性研究

报道了乳化降粘剂SJ对单家寺稠油的乳化降粘作用。SJ为含少量无机碱和盐的石油磺酸盐、非离子表面活性剂的混合物 ,在 30 0℃、3.4 5MPa下热处理 2 4h后使用。实验油样为单家寺一口井所产超稠油 ,含胶质 31.9% ,含沥青质 9.1% ,酸值 1.83mgKOH/g油 ,5 0℃、1.2s-1粘度 6 3.4Pa·s。水样为该油田采出水 ,矿化度 19.5 g/L。在大范围内变化SJ加量和油水体积比 ,求得乳化剂在水中的最佳加量为 0 .3%～ 0 .5 % ,最佳油水比为 80∶2 0～70∶30 ,所得O/W型稠油乳状液 5 0℃、1.2s-1下的粘度为 4 2 0～ 180mPa·s,在 5 0℃放置 90min后脱水率 >92 %。SJ的乳化降粘性能和形成的乳状液稳定性均符合稠油生产要求。在 6 0℃、剪切速率 5 0～ 12 0 0s-1范围考察了SJ用量 0 .3%、油水比 80∶2 0～ 2 0∶80的 5个O/W乳状液的粘度 剪切速率关系 ,发现乳状液的粘度均随剪切速率增大而减小 ,在剪切速率 >10 0 0s-1后不再变化 ,但假塑性随油水比减小而减小。在 30～ 70℃范围乳状液流变性变化规律相似。图 1表 2参 3     

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。     

压裂返排液处理技术的研究进展

介绍了压裂返排液的性质及其处理技术,归纳了各处理技术的特点及处理效率。压裂返排液的成分复杂,处理难度大,一种方法对压裂返排液进行处理很难达到国家对返排液排放的要求,必须将几种方法联合起来对返排液进行处理。研究新型高效环保的压裂液体系和环保的生物处理剂,开发可使压裂返排液循环使用的工艺,利用油气田开发伴随的能量处理压裂返排液是将来压裂返排液处理技术发展的方向。     

纳米材料在压裂液体系中的应用进展

纳米材料具有的粒径小,表面大等特殊性质使其在油田开发中拥有广阔的应用前景。当其与传统压裂液技术相结合时可克服传统压裂液体系所遇到的困难。综述了国内外纳米材料在压裂液前置液、压裂液交联剂、压裂液破胶剂、处理压裂废液和VES清洁压裂液等油田压裂液体系中应用成果。     

连油加砂配套压裂液技术的研究与应用

在压裂技术改进的同时,压裂液体系也在不断地改革和创新。应用于川渝地区气井压裂的压裂液技术,不仅有具备延迟交联效果的泡排压裂液,也有最新的可回收压裂液体系。介绍了泡排压裂液连油加砂与可回收压裂液连油加砂两项技术及现场应用情况。现场实践表明,这两项压裂液技术都能很好地满足连续油管加砂现场复杂工艺的要求,使用这两项压裂液技术的5口井均顺利完成施工,并取得了预期的增产效果。     

九十年代国外压裂液技术发展的新动向

在９０年代,压裂液技术取得了生大进展,本文综合调研了大量国外文献,介绍了国外压裂液技术现状,分析总结了９０年代以来,国外压裂液在压裂液体系 ,化学添加剂,现场应用等方面的新进展,最后提出了国内压裂液研究方向的建议。     

清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用

随着油气资源的开采,地下资源的枯竭,压裂已经成为油气资源进行深层次挖掘的有效手段。但压裂过程中,由于外来压裂液侵入地层,对地层造成污染,严重影响压裂缝面附近基质的渗流能力,降低压裂后油井产能。为了降低压裂液对地层污染,需引进清洁压裂液,降低对地层的伤害。介绍了清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用,重点阐述了清洁水基压裂液性能,并对清洁水基压裂液的现场应用现状进行了简单分析。     

一种功能型滑溜水体系开发及应用

为实现1套压裂工作液体系兼具滑溜水与携砂液双重功能及回用高硬度返排液的目的,开发出1套功能型滑溜水体系。该体系由液态功能型降阻剂及调节剂构成,低浓度的功能型降阻剂水溶液可作为滑溜水使用,15 s内即可快速增稠,滑溜水降阻率高达74%;加入调节剂后体系黏度迅速增加,实现高砂比携砂,返排液回用时不受硬度影响,返排液回配携砂比可达24%。在陇东气开深井现场试验1口井,施工全程回用26 118 mg/L的高矿化度返排液配滑溜水及携砂液,入地总液量654 m3,施工成功。      

延长气田压裂液体系室内评价研究

延长气田位于鄂尔多斯盆地中部,经勘探在上古生界砂岩地层发现了四套储层,通过评价均属于低渗透气藏,主要表现为储层物性差,平均渗透率(0.2~1.0)×10-3μm2、孔隙度(4.8%~7.5%),地层压力系数低,平均为0.852,基本无自然产能。因此,加砂压裂技术是气田勘探开发的关键技术之一。文章对现用羟丙基胍尔胶压裂液体系的添加剂性能及压裂液整体性能进行了评价,该体系能够达到行业标准的要求。     

海上探井大型压裂工艺技术研究与实践

2010年8月9日,大港油田公司在渤海湾海域进行大规模压裂施工,采用低伤害超级胍胶压裂液体系及配套工艺技术对探井滨海6井成功实施了压裂改造,日产油103.6m3,日产气29 000m3,效果显著,不仅扩大了预探成果,而且为海上油井压裂技术应用提供了宝贵的经验。     

由破裂压力资料反求储层的有效渗透率

根据质量守恒原理和渗流力学理论,由压裂时的破裂压力及破裂前泵注的累计液量等数据,推导了储层有效渗透率的计算公式。经其与常规油藏模拟法的计算结果对比,该公式计算结果可靠,方便快捷,对实时调整部分压裂设计参数及进行压后评估分析,都具有一定的指导作用。