CO2泡沫压裂液的流变特性研究

利用大型多功能泡沫回路(MPFL)装置研究了泡沫压裂液的流动行为特征，获得了不同CO     

氮气泡沫压裂液流变特性试验

利用高参数泡沫压裂液试验回路详细研究了模拟实际压裂条件下N2硼交联泡沫压裂液的流变特性,得到了模拟实际压裂条件下N2泡沫压裂液流变参数的计算关联式,从而为低渗、低压油气藏N2泡沫压裂技术的有效实施提供了试验依据。研究表明,在实际施工条件下,N2泡沫压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型来描述;其有效黏度随温度的增高而减小,随压力、泡沫质量的增大而增大;相对而言,温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响要明显,在该试验范围内,温度和泡沫质量对流变参数的影响均呈指数规律变化。     

硼交联氮气泡沫压裂液两相流流变特性实验研究

利用高参数泡沫压裂液实验回路研究了模拟实际压裂条件下N2硼交联泡沫压裂液的流变特性,得到了模拟实际压裂条件下N2泡沫压裂液流变参数的计算关联式,从而为低渗低压油气藏N2泡沫压裂技术的有效实施提供了实验依据。研究表明：在实际施工条件下,N2泡沫压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型来描述;其有效粘度随温度的增高而减小;随压力、泡沫质量的增大而增大;相对而言,温度和泡沫质量对流变参数的影响比压力的影响要明显,在实验范围内,温度和泡沫质量对流变参数的影响均呈指数规律变化。     

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。     

超临界C02／胍胶泡沫压裂液流变特性研究

泡沫压裂在提高低渗砂岩和碳改盐储层的油气产量方面取得了权其显著的效果,得到了广泛应用。但过去针对C02泡沫压裂液的实验研究大多压力较低,C02处于气体状态,而在实际压裂工艺中对C02泡沫压裂液来说,C02常处于超临界状态。为了更好地预测压裂效果,对处于超临界状态时的C02沫压裂液的流变参数进行研究就显得很有必要。为此,建立了一套大型的高压、高温实验系统,利用管式流变仪来研究实际压裂条件下C02泡沫压裂液的流变特性。结果表明：该压裂液具有剪切稀化性质,可用幂律模型处理;通过数据处理得到了该压裂液在不同压力、温度和泡沫质量下的有效粘度、流变指数和流变系数;并详细研究了压力、温度和泡沫质量对泡沫压裂液有效粘度、流变指数和流变系数的影响。     

CO_2刺激响应型清洁压裂液的室内研究

合成正辛酸酰胺丙基叔胺(DOAPTA)与阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)复配,得到一种能够对CO_2刺激响应的清洁压裂液。当DOAPTA-NaOA以物质的量比为0.8∶1配制成总浓度为100mmol/L的溶液,在CO_2作用下,黏度上升最高达2.92Pa·s。流变性测试表明:体系具有黏弹性流体行为;之后滴加NaOH溶液,体系即可转变至最初的低黏状态,实现彻底破胶。该体系增黏和破胶均容易进行,悬砂能力较强(1.64~1.8cm/h),耐温性能好(60℃),有望用于油田压裂作业中。     

CO_2泡沫压裂液体系优选实验研究

CO_2泡沫压裂液是一种新型压裂液体系,其滤失量低、返排能力强、与地层流体配伍性良好,能有效地降低压裂液对储层的伤害。通过对起泡剂、稳泡剂、助排剂、交联剂及黏土稳定剂等添加剂的筛选,研制了一种CO_2泡沫压裂液体系,配方为:0.5%QPJ-1起泡剂+0.5%羟丙基瓜尔胶+1.0%黏土稳定剂KCl+1.5%助排剂ZPJ-1+1.5%酸性交联剂JLJ+0.05%破胶剂PJJ-1。该压裂液泡沫质量高,破胶彻底,残渣较低,防膨效果显著,对储层伤害小,对现场应用具有一定的指导意义。     

CO2泡沫压裂液技术浅析

通过实验对泡沫压裂液的添加剂进行了优选和评价,确定了适合低渗透油田的CO2泡沫压裂液体系。在大庆油田的现场试验表明,CO2泡沫压裂液具有泡沫质量高,稳定性好,半衰期长,粘弹性大的特点,并有良好的耐温、耐剪切性能和流变性能,破胶彻底,界面张力低,对储层伤害小,可以满足低压、低渗油田的应用。     

CO_2响应性清洁压裂液的研究与评价

制备了CO_2响应性的黏弹性表面活性剂TAV作为清洁压裂液的稠化剂,筛选了反离子盐,得到了压裂液体系的最佳配方,测定了TAV溶液接触CO_2质子化前后的油水界面张力,考察了压裂液的流变性、携砂性、破胶与循环性能及其对岩心伤害情况。实验结果表明,CO_2响应后的TAV溶液可大幅降低油水界面张力,2.5%(w)的TAV溶液在0.2%(w)KCl助剂下,溶液黏度可达78 mPa·s,在110℃下流变剪切120 min黏度满足要求,体系对20～100目范围内的石英砂具有很好的悬浮性,120 min后仍处于均匀分布的状态;电导率测试证实该体系可重复CO_2/N_2响应,在40℃时通N_2后8 min即可破胶,且对岩心伤害最低达到12.7%。     

CO2泡沫压裂液性能评价

CO2泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分,在低压、水敏地层的压裂改造中,CO2泡沫压裂液比其它压裂液体系优异.经优选,确定CO2泡沫压裂液实验基础配方为:(0.65%～0.70%)GRJ改性瓜胶 1.0%FL-36起泡剂 0.1%杀菌剂 0.3%DL-10助排剂 1.0%KCl粘土稳定剂 (0.003%～0.06%)过硫酸铵 1.5?-8酸性交联剂.并对泡沫质量为50%～70%压裂液体系的剪切性能、耐温性能、流变参数、粘温性能、破胶与残渣、破胶液的表观性能和岩心伤害进行了评价.结果表明,CO2泡沫压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能和流变性能,携砂能力强,对储层岩心伤害小,可以满足大多数泡沫压裂施工的需要.     

新型延迟自生热增压泡沫压裂液研究

随着川西地区中浅层气藏采出程度加深,地层能量逐渐降低,压裂液返排率下降,常规压裂技术已不能适应开发需要。为解决该问题,研制了具有低腐蚀低伤害性能、泡沫携砂性好、低滤失、返排速度快的新型延迟自生热增压泡沫压裂液,并进行了现场应用。实验结果表明,该压裂液体系压后返排速度快,见气早,施工工艺成功率为100%。该研究在一定程度上增加了川西中浅层压裂改造的增产有效性。     

CO2泡沫压裂液的研究与应用

泡沫压裂液适用于低压、水敏性储集层。通过室内试验及研究，优选出CO2泡沫压裂液配方，得出对其性能测试的结果：起泡，稳泡能力强，流变性能，携砂能力好，低滤失，破胶快等，岩心实验证实具有低膨胀及低伤害特性，可以满足压裂工艺设计的要求，CO2泡沫压裂施工中，如要提高施工规模，增大砂量及砂液比，使用酸性交联压裂液体系可确保施工的顺利进行。在长庆油田等现场实施的CO2泡沫压裂液增产效果良好。     

CO2泡沫压裂在煤层气井中的适应性

CO2泡沫压裂液由于对储层伤害小、返排能力强、滤失量小和携砂能力强等特点,在油气田,特别在低压、水敏性储层中得到应用.CO2泡沫压裂液与常规水基压裂液最大的差异是交联环境的不同.常规水基压裂液是在碱性环境下交联、酸性环境下破胶,而CO2泡沫压裂液则要求在酸性环境下交联.为使稠化剂在酸性条件下能形成良好的冻胶,开发研制出了AC-8酸性交联剂,并通过室内研究,形成了CO2泡沫压裂的配套技术.现场应用表明,CO2泡沫压裂液是一种优质低伤害压裂液体系,该体系粘度高,滤失量低,能够清洁裂缝,对地层损害小,易返排,能够满足煤层气井的压裂施工.     

不同助剂对Welan gum压裂液流变性能影响研究

Welan gum(威兰胶)是一种由葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸等组成的杂多糖,其溶液具有较好的流变特性。黏土稳定剂、助排剂、杀菌剂、无机盐等助剂是水基冻胶压裂液除主剂以外的重要添加剂,在压裂液的配方中起着不同的作用。根据实验结果,讨论分析了这几种压裂液添加剂对威兰胶压裂液性能影响。结果表明,采用威兰胶制备的压裂液基本满足压裂液施工对液体各项性能指标要求。威兰胶加量越大,压裂液增黏性越好;威兰胶压裂液加0.5%(w)KCl与不加KCl相比较,压裂液黏度下降40%以上;杀菌剂对威兰胶压裂液黏度影响不大;在压裂液中分别加入0.3%(w)助排剂和COP-1与未加的压裂液比较,170s~(-1),剪切60min后,压裂液黏度降幅分别为41.49%和61.82%。     

一种新型压裂液

在"可逆结构溶液"新型压裂液概念的指导下,研制出一种新型压裂液增稠剂及其压裂液体系。试验研究表明:该体系G′恒大于G″,是典型的粘弹结构溶液;粘度不低于30mPa·s(170s^-1)的体系携砂能力即可满足施工要求;温度为150℃,增稠剂加量仅为0.8wt%时,体系粘度既达到了30mPa·s(170s^-1)以上,且对剪切时间不敏感;破胶液"清洁",对支撑剂导流能力保持在90%以上,岩心渗透率伤害低于10%。中原油田5口井(濮65-9、文99-20、卫10-40、卫侧214、卫355-4井)的应用表明,该新型压裂液施工简单,与常规压裂液相比组分少、配制简单,携砂性能良好,摩阻仅为清水的22%,使用温度已达到120℃,对地层的伤害低,取得了比常规压裂液更好的增产效果。     

原油基压裂液研究

研制了一种适用于低压、低渗、水敏性储集层的新型原油基压裂液体系。根据基液原油的组分合成相应的增稠剂，增稠剂在原油中与交联剂反应，形成网状结构，使原油成为黏度可以调控的冻胶，从根本上改变了油基压裂液以柴油、煤油为基液的现状，降低了油基压裂液的成本，同时还提高了压裂液的抗温、抗剪切和破胶性能，并将交联时间缩短到2h以内，可以满足现场压裂施工的要求，大大降低了施工强度和压裂改造的综合成本。在青海油田进行的现场先导试验取得成功。图9表1参5     

二氧化碳泡沫压裂技术在低渗透低压气藏中的应用

针对低渗透、低压气藏压裂改造中压裂液返排困难的问题,研究了CO₂泡沫压裂技术,分析了CO₂泡沫压裂过程中井筒和储层温度场变化对CO₂液气转化的影响,对提高CO₂泡沫压裂液的流变性、内相恒定与工艺措施等进行了室内研究.现场试验表明,CO₂泡沫压裂技术能减少进入地层的水基压裂液量,提供地层液体返排的能量,达到了压裂液自喷、快速、多排的目的,从而降低了压裂液对储层的二次伤害,提高了低渗透、低压气藏的压裂效果.     

油基泡沫钻井流体技术研究

针对水基泡沫钻井流体在水敏性地层易造成泥页岩水化膨胀,气体钻井遇到地层出水时即转换成水基泡沫钻井流体,在此过程中易造成井壁坍塌等问题,开展了油基泡沫钻井流体技术研究。研制出以油基发泡剂DRI-YF-1和油基稳泡剂DRI-YW-1为主要组分的油基泡沫钻井流体,进行了发泡体积、半衰期、流变性、抗高温和抗污染等性能评价实验。实验结果表明,油基泡沫钻井流体密度范围为0.17～0.38 g/cm³,其发泡体积和半衰期比国外同类产品高,流变性好,抗高温、抗污染能力较强。并观察了油基泡沫和油包水泡沫微观结构,提出了水进入油基泡沫前后的油基泡沫微观结构的假设模型。     

超临界二氧化碳喷射压裂井筒流体相态控制

为了探索超临界CO2喷射压裂的井筒流体相态控制方法,建立了超临界CO2喷射压裂井筒流动模型,进行了实例计算和分析,并以异常低地温梯度的地层为例研究井筒流体的相态控制问题。结果表明:超临界CO2喷射压裂过程中,随着井深增加,井筒压力逐渐增高,井筒温度先增高后在接近压裂层位处开始降低;井筒压力很容易达到CO2流体的临界压力,井筒温度的控制是超临界CO2喷射压裂相态控制的关键;如果地温梯度过低,压裂层位井筒中的CO2流体将达不到临界温度,影响超临界CO2喷射压裂作业的正常进行,此时提高注入CO2流体的温度,可有效促进压裂层位的CO2成为超临界态。该研究可为超临界CO2喷射压裂技术的流体相态控制提供一定的借鉴。