页岩油储层改造用压裂液体系的研究及应用

根据江汉油田页岩油藏具有低~中孔隙度、低一特低渗透率、地质构造复杂、敏感性强等非常规油藏的特征,室内研制了羧甲基羟丙基胍胶低伤害压裂液体系,评价了羧甲基羟丙基胍胶压裂液的溶胀性能、耐温抗剪切性能、破胶性能和对储层的伤害性能,以及无机盐离子对基液黏度的影响。实验结果表明,该压裂液的使用浓度为胍胶压裂液使用浓度的1/2时即可满足压裂施工的携砂要求,并且破胶后残渣含量低,降低了对储层的伤害,在潜页X井大规模压裂施工中应用成功。     

高温合成聚合物压裂液体系研究

根据高温低渗储层压裂改造对压裂液性能的要求,从聚合物分子结构分析入手,以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、2-丙烯酰胺基,2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,合成新型耐高温聚合物,并对其性能进行了评价。实验结果表明,剪切3 h后,压裂液黏度降低1.4 mPa.s,剪切稳定性良好,并且剪切恢复性较好。随着温度的增加,压裂液交联时间逐渐缩短。该压裂液耐温可达170℃。在60℃时,聚合物压裂液破胶困难,可以通过提高破胶剂加量以提高压裂液破胶效果。聚合物压裂液的残渣率为0.83%,对岩心的伤害率为16.7%,对支撑裂缝导流能力的伤害小于植物胶压裂液。适合高温低渗储层的压裂改造。     

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。     

华北某油田用油基压裂液的合成及性能研究

针对华北某油田储层特征,以该油田原油为基液,研制了一种适用于该油田连续压裂施工的原油基压裂液体系.根据相似相溶原理和油田原油的组分,探讨了油基压裂液胶凝剂二烷基磷酸酯铝的合成条件,进而对配制的压裂液流变性能、耐剪切性能、破胶性能等进行了测试和评价.实验结果表明,采用环己烷作为带水剂,二甲苯做溶剂合成的二烷基磷酸酯铝胶凝剂与原油基液配伍性能较好,与油田原油所配制的压裂液具有成胶速度快,抗温抗剪切性能好,能够实现连续施工的特点.     

适合致密油藏的低伤害可回收清洁压裂液体系

为了降低致密砂岩油藏压裂施工的成本和环境污染风险,提高压裂液的利用效率,以脂肪酸、二甲氨基丙 二胺、二氯异丙醇、非离子表面活性剂、多组分有机溶剂等为原料,制得新型复合表面活性剂（GEMR-2）,将其与 有机酸盐调节剂复配制得适合致密油藏的低伤害可回收清洁压裂液体系。室内对压裂液的携砂性、破胶性、对 岩心的伤害性、可回收等综合性能进行了评价,并成功进行了现场应用。结果表明,该压裂液体系的耐温抗剪切 性能良好,在80 ℃、170 s^-1的条件下剪切120 min 后的黏度仍能达到50 mPa·s 以上。压裂液的携砂能力较强,并 且可以迅速破胶,破胶液的残渣含量低于1.5 mg/L,界面张力较低。该压裂液破胶后对储层天然岩心渗透率的 伤害率低于5%,具有低伤害的特点。使用破胶液重复配制的压裂液仍然具备较强的耐温抗剪切性能,具有良好 的可回收重复利用性能。在ZM-12 井使用低伤害可回收清洁压裂液体系的施工过程顺利,压裂增产效果显著, 现场返排液重复配液性能较好,节约了大量的水资源。     

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液的综合性能

评价了有机硼交联的羟丙基瓜尔胶压裂液体系的延迟交联特性、耐温性、耐剪切性、流变性、粘弹性、破胶特性、滤失性能、残渣含量及对地层的伤害。该压裂液体系具有可控制的延迟交联作用、良好的耐高温和剪切恢复特性、快速破胶、助排能力和携砂能力强、储层伤害小等特点,可满足低、中、高温油气藏压裂的需要,能取得良好的施工和增产效果。     

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。     

硼-羟丙基瓜胶交联体系高温压裂液配方的室内研究

介绍了高温硼交联剂和用高温硼交联剂交联羟丙基瓜胶体系的压裂液配方，以及该体系压裂液的室内性能评价。该压裂液具有伤害率低、破胶化水彻底等特点，适用于深层低渗油气藏，可以满足小于150℃油气层压裂施工的需要。     

一种低伤害压裂液的性能评价与现场应用

随着对致密低渗油气藏开发力度的增大,压裂作为致密低渗油气藏的主要增产、增注的重要手段,愈来愈受到人们的关注。该研究参照中华人民国和国石油天然气行业标准SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》对一种新型压裂液增稠剂的耐温耐剪切性能、耐盐性、破胶性能等性能进行评价,实验结果显示,该压裂液增稠剂在100℃,170 s-1下恒温剪切90 min黏度大于50 m Pa·s,破胶液中无残渣,80℃下破胶液的表面张力为25.87m N/m等优点,现场施工8次,取得了日均提高产油量的良好效果,并具有良好的耐温耐剪切,携砂性能良好;破胶彻底、破胶液的表\界面张力低、伤害小,对于低渗透油气藏的压裂开采具有广泛的应用参考价值。     

速溶海水基压裂液在渤海油田的应用

针对渤海L油田的高孔、高渗、疏松砂岩储层特点,开发了一套速溶海水基压裂液,进行了速溶性、耐温耐剪切性、滤失性、破胶性能和岩心伤害性能评价。实验结果表明: SWF-SRG在海水中溶胀5 min溶解率达到92.3%,满足连续混配配液的要求;形成的速溶海水基压裂液在储层温度下剪切120 min后黏度大于50 mPa·s,满足现场压裂施工携砂的要求;该压裂液具有较高的造壁滤失系数、易破胶、储层伤害率低的优点,适合海上疏松砂岩压裂。速溶海水基压裂液连续混配压裂在L油田成功应用,最大配液速度达4.3 m3/min,最高砂比60%,最大加砂量51.1 m3,施工成功率100%,大幅提高了海上压裂施工效率。为海上大规模压裂提供了技术支撑。     

一种基于阳离子稠化剂的高抗盐压裂液研究及应用

针对目前压裂作业向着高温油气藏措施改造、节约用水,利用海水、地层高矿化度水配液等非常规领域的拓展,通过对疏水缔合聚合物压裂液增黏机理研究,基于阴阳离子电吸引原理,开发研制了自缔合高抗盐压裂液体系,并对其进行了性能评价和现场应用。研究表明,在阳离子聚合物溶液中加入阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠,可以使聚合物分子通过静电吸引作用进行自缔合交联,并通过在分子中引入球状胶束及钙镁离子稳定剂,大幅度增强压裂液的抗温抗盐性能。该压裂液体系黏度可以达到331 mPa·s,耐盐达60 000 mg·L-1,有良好的抗钙镁性能,岩心伤害性低,在130℃、170 s-1剪切1 h后黏度保持在50 mPa·s以上,可以满足60~130℃水温配液和压裂施工的要求;并且该压裂液在剪切速率上升时黏度降低,剪切速率下降时黏度又会恢复,可以有效降低摩阻。该体系在华北油田二连地区阿尔3-26井现场应用,采用矿化度达到9 104 mg·L-1的邻井地层水直接进行配液,提高了施工效率,增油效果显著。体系原料易得、成本价格低,抗盐性明显优于其他压裂液体系,具有良好的应用前景。      

APV缔合型清洁压裂液室内评价

清洁压裂液作为一类新型的低伤害压裂液,因其优良的特性在储层压裂改造中有良好的发展应用前景。为了对压裂施工设计提供必要的参数,通过室内试验的方法对APV缔合型清洁压裂液体系中温区配方进行了评价。结果表明:APV具有很好的耐温耐剪切特性和时间稳定性,在中温地层中能很好地满足施工的粘度要求。通过粘弹性测试得出该流体为强冻胶,在整个扫描过程中损耗模量低于储能模量,表现出以弹性行为为主,在相对低粘度时仍具有良好携砂性能。少量的破胶剂即可使此压裂液在4 h后完全破胶,随着破胶剂份量的增加,在一定程度上可以提高破胶速度,破胶液粘度小于3 mPa.s,具有很好的破胶性能,与地层配伍性良好。在实际使用中,可以采用改变破胶剂浓度来控制此清洁压裂液的破胶速度,更好地满足压裂施工的要求。     

磺化腐植酸/胍胶压裂液的制备及其性能研究

采用亚硫酸钠对腐植酸进行磺化改性,磺化腐植酸（SHA）与羧甲基胍胶（CMGG）混合后,加入有机锆交联形成新型耐温耐盐型压裂液凝胶（SHA/CMGG）,并研究了压裂液的应用性能。结果表明,SHA/CMGG凝胶比CMGG凝胶具有更好的黏弹性和悬砂能力,其中添加量0.3%SHA/CMGG压裂液性能最好,平均沉降速度为0.32 mm/min。由于磺酸根的引入,SHA/CMGG表现了优异的耐盐性,1%外加盐浓度下表观黏度下降率为50%。同时0.3%SHA/CMGG压裂液表现出良好的耐温耐剪切性能,在140 ℃和170 s?1剪切下,黏度为120 mPa·s,可保持60 min基本不变。破胶后,SHA/CMGG破胶液的黏度和岩心伤害性均变大,但增加量并不显著。通过SEM观察了压裂液作用过程的微观结构变化,SHA/CMGG凝胶具有致密的网状结构,对支撑剂的悬浮起着重要作用。      

水力喷射压裂液的研究及在中原油田的应用

针对水力喷射高剪切、油套混注的特点,室内研发了一种剪切恢复性好、低摩阻的压裂液体系,并初步探索了一种模拟现场施工条件的室内评价方法。经过对压裂液影响因素分析,研究发现,高剪切后的压裂液耐温耐剪切能力下降、粘弹性降低;随着油套液量比增大,成胶速率减慢,高温剪切实验中发现压裂液初期粘度最低,但"二次交联"后粘度最高,温度对"二次交联"影响很大,低温条件下不再出现"二次交联"特性,且耐温耐剪切能力差。经中原油田现场成功应用证明,此压裂液体系抗剪切能力强且可满足较大的油套液量比范围,具有广阔的应用前景。     

高温海水基压裂液研究及应用

通过室内实验研究,得到了适合海上高温深井压裂的高温海水基压裂液,其耐温达160℃,可以用矿化度40 000mg/L以内的过滤海水直接配制;合成了含有羟丙基和磺酸基的耐盐稠化剂PA-SRT,并通过核磁共振方法进行了表征。通过使用溶解促进剂使耐盐稠化剂5 min内黏度可达到最终黏度的80%,满足连续混配装置和增产作业船的使用要求。在国内某油田153℃油井压裂施工中成功应用,压裂液采用过滤海水直接配制,用液量565.2 m~3,加入支撑剂39.69 m~3,支撑剂质量浓度最高为491 kg/m~3。说明该高温海水基压裂液综合性能达到了现场应用的要求。     

柳杨堡气田高温有机硼交联剂的优选与评价

柳杨堡气田地层温度高、气藏埋藏深,具有低孔特低渗微细孔喉特点,对于压裂液耐温耐剪切。为此,优选了一种高温有机硼交联剂。分析了基液pH值、交联温度、交联比对交联时间的影响,为该交联剂应用提供了数据支持。利用优选的高温有机硼交联剂配制成压裂液具有耐温耐剪切性好(130℃,170 s~(-1)剪切120 min后黏度仍可达到160 mPa·s)、延迟交联时间可调(交联时间150～180 s)、破胶彻底、残渣少、对储层伤害小的优点,可以满足深层高温储层压裂施工需要。该交联剂用于柳杨堡气田现场试验3井次11段,成功率100%,取得了良好的压裂效果。     

CO2泡沫压裂液在裂缝中的两相流动研究

CO2泡沫压裂液具有油层伤害低、滤失量小、返排能力强等特点，不仅能在高渗透地层压裂中应用，在低渗透油气田的开发中也起到了关键性的作用。通过矩形裂缝实验系统研究了不同流体特性、不同流速、不同泡沫干度条件下CO2泡沫压裂液的两相流阻力特性，提出了两相流阻力的泡沫干度修正系数。在低粘度下，CO2泡沫压裂液在矩形裂缝中的两相流动阻力随流速和泡沫干度的增大而增大；在高粘度和高泡沫干度下，两相流阻力特性曲线相当于低流速区阻力特性曲线沿流速坐标轴向高流速区的平移，表明在该条件下的CO2泡沫压裂液在裂缝中能更好地满足高摩阻悬砂、低摩阻返排的压裂工艺要求，为泡沫压裂液性能的评估以及合理选择钻呆压裂参数提供依据。