耐温VES压裂液SCF的性能

长链脂肪酸在酸存在下与胺缩合再经季铵化,得到季铵盐型表面活性剂,引入无机和有机阴离子,得到粘弹性表面活性剂,溶于水中制成VES压裂液SCF。测定了体积分数4.0%的SCF压裂液170s-1下40～150℃的粘温曲线,温度升至150℃时粘度为68mPa·s,降温至90℃并维持130min后粘度为88mPa·s;在130℃剪切95min时粘度>80mPa·s,在150℃剪切45min时粘度～70mPa·s。在60℃、100～500s-1区间,上行和下行粘度～剪切速率曲线几乎重叠。少量水和互溶剂、少量原油、大量水可使SCF压裂液完全破胶。残渣率为176mg/L。砂比为10%时,粒径0.5～0.8mm石英砂在SCF压裂液中的悬浮率>90%。SCF压裂液对粘土的防膨率为80.5%。在原油与SCF体积比为1∶4和1∶1时,原油30℃粘度由1832mPa·s分别降至100和48.7mPa·s。图4表2参1。     

新型清洁压裂液的实验室合成

研制出一种新型的双子季铵盐表面活性剂———N,N-双十八烷基-N,N,N,N-四醇乙基-二溴乙二铵(Gemini-OHAB),对用Gemini-OHAB及其它辅剂配制的新型压裂液体系性能进行了研究。结果表明:该体系具有良好的粘弹性、悬砂性能、低温溶解性以及抗温稳定性能;而且由于双子季铵盐表面活性剂中引入了醇乙基,该新型压裂液体系解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的低温不溶性及高生物毒性,也克服了甜菜碱类清洁压裂液体系抗温性能低的缺点,具有良好的市场应用前景。     

中高温粘弹性压裂液体系性能研究

由长链脂肪酸合成了甜菜碱类的表面活性剂CFN（有效物≥50％），对用该种表面活性剂及其他辅剂配制的新型压裂液体系性能进行了研究。结果表明：该体系具有良好的粘弹性、悬砂性能、低温溶解性能以及抗温稳定性能；该体系在特种催化剂作用下可降解破胶，破胶液粘度与盐水相近，具有良好的市场应用前景。     

清洁压裂液的研究与应用

介绍了以粘弹性表面活性剂为主剂的清洁型水基压裂液特点,清洁型水基压裂液包括季铵盐类阳离子表面活性剂体系、甜菜碱型阳离子表面活性剂体系、非离子表面活性剂体系、阴离子和非离子及两性表面活性剂复合体系、疏水缔合物体系。简要介绍了各体系的主要配方、使用的主剂和辅助添加剂及各体系优缺点。清洁型水基压裂液在国内外油田现场应用均取得良好的施工效果,其用量约是聚合物压裂液用量的50%。     

新型清洁压裂液研究方向

目前的研究结果表明,清洁压裂液体系的低伤害、高效率、高经济性是压裂液发展的主要方向。其中VES清洁压裂液的研究相对比较成熟,但大规模应用仍有困难。清洁泡沫压裂液体系相对单一的清洁压裂液体系具有一定的优势,可以通过加入无害化的气体来减少化学药剂的用量。在油气田开采中生物技术的应用十分广泛,通过这种绿色环保技术可以从根本上解决开采过程中污染大、消耗高的技术难题。从油藏的可持续发展考虑,清洁压裂液不但可以降低开采过程中对地层的伤害,保护储层,而且还可以降低开采作业的成本。无论是从经济层面还是从技术角度来看,对清洁压裂液的研究都是十分必要的。     

新型酸性清洁压裂液的研制

合成了一种新型的粘弹性两性表面活性剂作为稠化剂,在酸液中稠化增粘,并制备了酸性清洁压裂液。对酸性清洁压裂液的流变、抗温、携砂、破胶、滤失等基本性能进行室内评价,结果表明酸性清洁压裂液具有良好的抗温抗剪切、携砂、破胶返排、降低滤失、低伤害等性能,将加砂压裂和酸化压裂有机的结合,在压裂过程中还能对储层进行酸处理,提高压裂的效率,改善压裂效果。     

粘弹性表面活性剂压裂液的研究应用现状分析

粘弹性表面活性剂（VES）压裂液（又称为清洁压裂液）的使用改变了传统聚合物压裂液生产操作方式，可以减少传统压裂液对地层的损害和污染。归纳了目前国内现有的VES压裂液体系的组成、作用机理、研究现状及应用情况，总结了清洁压裂液性具有高效、低伤害、配制简单的特点，最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。     

新型超分子压裂液的流变性能研究及应用

由于常规清洁压裂液中表面活性剂加量大、成本高且耐温性能差,难以大范围推广应用。根据超分子化学原理,利用疏水聚合物与新型表面活性剂研发了一种新型超分子结构的清洁压裂液,该压裂液中粘弹性表面活性剂用量少、成本低、耐温性能提高。对新型超分子压裂液配方进行优化,确定新型超分子压裂液由质量分数为0.2%的疏水聚合物PX-A和0.5%粘弹性表面活性剂J201构成。对超分子形成机理进行分析发现,表面活性剂与聚合物疏水基团形成混合胶束,随着胶束的增多,胶束结构更加密集,强度增加,相互之间发生缠结、架桥等形成密集三维网状结构,宏观上表现为溶液粘度快速上升。新型超分子压裂液的性能评价结果表明,其耐温、耐剪切性能良好,可以耐130℃高温,储能模量整体高于耗能模量,粘弹性好,携砂性能良好,摩阻低,无残渣,伤害小,且组成简单,配液方便。矿场试验结果表明,采用新型超分子压裂液压裂施工后,苏东38-64C4井测试产气量为10×104m3/d,是采用胍胶压裂液邻井产量的2倍,可节约成本25%,并在长庆油区应用4口井,效果均较好。     

粘弹性表面活性剂（VES）压裂液

粘弹性表面活性剂（VES）压裂液是Schlumberger Dowell公司开发的新型无聚合物压裂液,商品名ClearFrac,由表面活性剂长链脂肪酸的季铵盐溶解在盐水中而成。长链季铵盐分子在盐水中形成高度缠结的蚯吲状成刚性长棒状胶束,使压裂液具有了一定的粘度和弹性,压裂液冻胶遇到烃类（原油、天然气）便会破胶。VES压裂液不需要破胶剂、交联剂、杀菌剂等,用量少,对地层伤害小。本综述分章介绍VES压裂液的开发简史,组成及结构;流变性;滤失性;导流能力;国外国内应用概况。     

VES-100高温清洁压裂液的性能评价

研究了不同浓度的WT-100表面活性剂作为增稠剂的清洁压裂液的流变性能,以及在不同类型的盐溶液中的粘度变化。用流变仪测定了60℃时3%NH4CL体系的储能模量和耗能模量,证实了其存在较好的粘弹性。4%WT-100+3%NH4CL体系在100℃,170 s-1条件下表观粘度达到36 mPa.s,该体系具有较好的悬砂性能,破胶简单彻底,残渣少,破胶液粘度低,容易返排,而且还具有一定的耐酸性,可以配制成酸性压裂液。     

CHJ阴离子清洁压裂液的性能评价

制备了以阴离子表面活性剂为主剂的CHJ清洁压裂液,并研究了其主要性能。CHJ清洁压裂液黏度随稠化剂加量的增加而增加,随KCl加量的增大先增加后降低,在KCl质量分数约2.7%时,黏度达到最大值360 mPa.s。该清洁压裂液在100℃、170 s-1下的耐温耐剪切性能良好。在80、120℃时,砂粒在压裂液中的沉降速度分别为11.124、18.840 mm/min,携砂性较好。煤油加量为3%时,压裂液在70 min左右破胶,清洁压裂液黏度降至5 mPa.s以下,破胶液表面张力为26.10 mN/m,界面张力为0.73 mN/m,比较符合现场施工要求。清洁压裂液的破胶液对岩心的伤害率为7.65%。图4参11     

新型清洁压裂液的流变性实验研究

基于清洁压裂液和黏弹性表面活性剂的研究思路,综合应用分子缔合形成结构流体的理论,研制出了一种新型的清洁压裂液增稠剂及压裂液体系——GRF清洁压裂液。运用RS6000型流变仪对该压裂液的抗温性、抗剪切性能,黏弹性及触变性等进行了测定。通过大量实验表明,该压裂液具有良好的抗温、抗剪切性能;在低于动态屈服应力下该体系储能模量G′恒大于耗能模量G″,是典型的黏弹性结构流体;并且其触变性对降低流体摩阻起到了决定性作用。这些良好的流变特性使得GRF压裂液的现场应用取得了比常规压裂液更好的增产效果。     

抗高温清洁压裂液的性能研究

清洁压裂液不会伤害地层岩缝,符合绿色环保的要求。研究了几种清洁压裂液的配方,在实验室内用ZNN-D6旋转黏度计测定了它们在不同温度下的表观黏度。实验测出GPP+NaCl、GPP+KCl、GPP+C7H5O3Na压裂液体系均能在常压、120℃的高温下表现出较好的表观黏度,具有良好的实用价值。     

FRC-1清洁压裂液体系的性能和应用

FRC-1清洁型水基压裂液由2.5%粘弹性表面活性剂、0.1%特殊稳定剂和4.0%氯化物的盐水组成,室温高速搅拌成为粘弹态,在常温、170 s-1剪切速率下,表观粘度140 mPa·s.FRC-1型压裂液携砂能力强,与烃类接触或被地层水稀释会自动破胶不留下任何残渣,不会造成裂缝导流能力的损害.该压裂液体系在pH大于5.0、使用温度60℃以下时,压裂效果好,在长庆油田现场应用已取得较好效果.     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

陕西省韩城市地区煤层气井的主要目的煤层底界与奥灰系含水层的距离不足10 m,为了提高单井增产改造的效果,并最大程度地降低对煤层的伤害,选用清洁压裂液进行该地区煤层压裂。针对该地区煤层特点,室内试验对清洁压裂液配方及破胶剂进行了优选,对优选配方的流变性、携砂能力、滤失控制能力、对煤层的伤害性进行了评价,介绍了其现场应用情况。使用清洁压裂液在该地区压裂3口井8层,施工成功率为100%,其摩阻仅为活性水摩阻的38%,压裂井的日产气量是活性水压裂井的一倍以上。室内试验及应用结果表明,清洁压裂液对煤层中的粘土有良好的防膨效果,能够降低粘土膨胀对煤层的伤害;抗剪切能力强,在较低粘度下就具有良好的携砂能力,压裂时排量的选择空间较大,能够形成长的支撑裂缝;摩阻较低,可以降低施工时的水马力;配制简单,用液量少,便于缺水地区使用。     

多功能清洁压裂液F-VES性能评价

针对目前阳离子清洁压裂液存在的成本高、吸附造成的伤害大的问题,研发出了一种小分子阴离子型、抗剪切、低伤害、多功能的环保型清洁压裂液体系,其配方为:4%F-VES+0.5%KCl。室内性能评价结果表明,该压裂液的耐温耐剪切性良好,在80℃的表观黏度为40 mPa.s,在60℃连续剪切70 min后的黏度为67 mPa.s;在常温下与原油混合可迅速破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,表面张力为25 mN/m;静态悬砂速度为0.02～0.04cm/s;对岩心的伤害率为14.5%,比瓜胶压裂液和VES压裂液分别下降了58.6%和45.5%;对支撑剂导流能力的伤害率为9%,较VES压裂液下降了近74%;破胶液的驱油率为65%,与驱油剂WP-1相当。     

新型吉米奇(Gemini)季铵盐(NGA)的研制及其在VES清洁压裂液中的应用

本研究合成了一种新型的吉米奇(Gemini)季铵盐阳离子表面活性剂NGA-乙烯撑基双(十八烷基二甲基溴化铵),并对产物的表面活性及由产物配制的VES清洁压裂液的性能进行了测定。结果表明:其CMC为1.2×10~(-1) mol/L,r_(CMC)为30.7 mN/m;添加NGA 2.0%(wt),NaCl 4.0%(wt)配制的VES清洁压裂液体系具有良好的粘弹性及抗温稳定性能,最高抗温可达95℃,解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的添加量高、耐温性能差的缺点,具有良好的市场应用前景。     

含双子表面活性剂酸性清洁压裂液的合成与性能

以N,N-二甲氨基丙胺、硬脂酸和1,3-二氯-2-丙醇为原料,合成了一种黏弹性阳离子双子表面活性剂,并以其作为酸液稠化剂制备了一种酸性清洁压裂液.对该压裂液的相关性能进行了室内评价,结果表明该压裂液具有良好的热稳定性以及抗剪切、缓速、抗盐、破胶性能,用于酸化压裂作业可有效改善压裂效果,提高压裂效率,是一种理想的清洁压裂...     

磺酸型表面活性剂清洁压裂液的性能研究

为研制新型清洁压裂液,采用脂肪酸甲酯磺酸钠与芥酸酰胺丙基甜菜碱复配得到了一种增稠剂MC-1,研究了MC-1及无机盐加量对压裂液黏度的影响,考察了压裂液(3%MC-1+5%KCl)的耐温性、耐剪切性、悬砂性和破胶性能。结果表明,MC-1与多种无机盐KCl、NH4Cl和Na Cl均有较好的协同性,其中与KCl的协同性最好,压裂液黏度随MC-1和KCl加量增大而增加;该压裂液具有较好的耐温耐剪切性和悬砂性,在80℃、砂比40%的条件下,砂子的沉降速度为1.18 mm/s;与煤油混合后在80℃下2 h内完全破胶,破胶液黏度为4.5 m Pa·s,表面张力为24 m N/m,界面张力为0.8764 m N/m。该压裂液可适用于小于90℃的地层使用。     

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。