VES-8O清洁压裂液实验研究

清洁压裂液在交联、破胶机理上完全不同于常规压裂液，清洁压裂液采用特殊的低分子量表面活性剂为稠化剂，基本无水不溶物，对储层伤害很小。VES-80清洁压裂液是一种无聚合物的粘弹性液体．靠一种特殊合成的低分子量表面活性剂．在一定浓度的盐溶液介质条件下，形成蠕虫状胶束并缠结成网状结构而将水增稠。达到交联目的；当遇到有机物或其它亲油性物质时。蠕虫状胶束被分解成小球状胶束。网状结构也被破坏，溶液粘度降低，达到压裂液破胶目的。试验结果表明，VES-80清洁压裂液抗剪切、携砂、破胶性能良好．几乎无水不溶物。对储层无二次伤害；该压裂液组成简单。配制方便，现场施工便利．可满足现场施工要求。     

清洁压裂液室内研究

低压、低渗透油层使用聚合物压裂液不仅会在压开裂缝的表面形成滤饼,还会产生部分残渣留在地层和支撑裂缝中,造成二次污染,影响压裂效果.研制出了增稠剂VES-Ⅰ和VES-Ⅱ,并优选出了适用于20～120 ℃的清洁压裂液配方,即:将水、增稠剂VES-Ⅰ和VES-Ⅱ、胶束促进剂SYN、KCl等按一定比例混合,搅拌形成粘弹性胶体.该压裂液破胶后无残渣,其独特配方消除了阳离子表面活性剂的润湿反转作用对地层可能造成的伤害,所以,不会降低地层的渗透率及支撑裂缝的导流能力.该压裂液配制简单,不需要杀菌剂和破胶剂,具有流变性能好、造缝与携砂能力强、对地层伤害小、使用方便等优点.     

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。     

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。     

清洁压裂液在七里村采油厂的应用

根据国内外关于压裂液和表面活性剂的研究成果,运用表面化学、流变学和说理压裂工程等多学科知识和方法来解决清洁压裂液的理论与实践问题。研究了较完整的清洁压裂液体系及其应用技术:清洁压裂液的组成和配方,清洁压裂液的性能,清洁压裂液的成胶机理等。最终开发出能适用于油矿实际的清洁压裂液体系及应用技术,解决胍尔胶压裂液对地层伤害较大的缺点,使油矿低渗透油藏的压裂增产效果获得提高。将清洁压裂液应用到延长油矿七里村采油厂的16口井中,成功率达100%。     

清洁压裂液室内评价

以自制季铵盐表面活性剂与水杨酸钠水溶液按一定比例混合,制备了清洁压裂液。对该压裂液的热稳定性、滤失性、破胶性和对地层伤害性进行了室内评价。结果表明,该清洁压裂液粘弹性好,能自动破胶无需使用破胶剂,对地层伤害小,配制简单,易于现场应用。     

粘弹性表面活性剂清洁压裂液破胶剂筛选实验

为解决清洁压裂液在低渗特低渗低产油藏压裂时无法彻底破胶的问题,根据清洁压裂液破胶机理,对清洁压裂液与醇类、表面活性剂类、无机盐、烃类等多种化学试剂的破胶情况进行了室内筛选实验。实验结果表明筛选出的清洁压裂液破胶剂YTS破胶性能较好,40℃时0.2%的加量可使清洁压裂液彻底破胶,破胶液粘度在5 mPa·s以下,并且破胶时间可控,能够满足低渗特低渗油藏清洁压裂液压裂施工的需要。     

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     

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。     

两性/阴离子表面活性剂清洁压裂液性能评价

为解决阳离子型表面活性剂压裂液的性能缺陷,采用两性离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂制备出了清洁压裂液,考察了其性能特征。研究结果表明,两性/阴离子表面活性剂清洁压裂液黏度随KCl加量的增大先增加后减小。随SDS加量的增大而增加。组成为2.24%甜菜碱+0.9%十二烷基硫酸钠(SDS)+6.2%KCl的两性/阴离子表面活性荆清洁压裂液在65℃、170 s~(1)下恒温剪切约40 min,压裂液黏度保持在59.5 mPa·s左右,耐温耐剪切性较好。在室温、55℃、65℃条件下,砂粒在压裂液中的沉降速率分别为0.02、0.14、0.51 mm/s,携砂性较好。煤油加量为2%时。压裂液快速破胶。破胶液黏度2.15 mPa·s,表面及界面张力分别为26.542和0.8562 mN/m,无残渣。压裂液在天然岩心的滤失系数为5.6×10~(-4)m/min~(1/2),滤失性较好。破胶液对岩心渗透率的伤害率为19.1%。比较适合于温度在65℃以内的地层。     

清洁压裂液破胶液驱油体系实验研究

文中针对清洁压裂液返排液难处理的问题,对清洁压裂液返排液重复利用技术进行了研究。在评价破胶液基本性质的基础上,对清洁压裂液破胶液体系降低界面张力、乳化能力、改变岩石润湿及提高采收率等性能进行了评价。结果表明:在某低渗油藏条件下,该体系能有效降低界面张力至10~(-3)~10~(-2)m N/m数量级;该体系乳化能力较好,润湿性能优良,其动态饱和吸附量为8.09 mg/g,且水驱后动态滞留量仅相当于动态饱和吸附量的1/4~1/3。室内岩心模拟驱油实验表明,该体系在最优注入方案条件下实现采收率增值10.04%,说明该体系能够满足低渗油藏压裂后进一步提高采收率的要求。     

阴阳离子双子表面活性剂在清洁压裂液中的应用

采用阳离子双子表面活性剂GC-18与阴离子双子表面活性剂GA-12复配,并引入有机阴离子,得到新型清洁压裂液VES-GCA。通过测定不同质量浓度的GA-12与有机阴离子添加剂X对压裂液体系黏度的影响,得到压裂液最优配方为0.10 g/L GC-18＋0.10 g/L GA-12＋0.03 g/L X。研究表明,该压裂液体系在70℃,170 s-1条件下,表观黏度在30 mPa.s以上,能够满足清洁压裂液的携砂要求;抗剪切能力良好,破胶能力强,破胶后无残渣,对地层伤害小,且具有添加量低的优点,在中低温、低渗储层的压裂改造中具有良好的应用前景。     

多功能清洁酸性压裂液的设计

设计一种新型阴离子表面活性剂,通过在强酸或弱酸中交联,得到多功能清洁酸性压裂液(MF-VES)。实验结果表明,在配比为5%HCl+10%CH₃OH+6.5%MF-VES+0.5%YH-2条件下,MF-VES压裂液具有黏弹性表面活性剂(VES)的低黏度、高弹性、耐剪切等性能及很强的携砂能力。通过缓蚀剂的筛选评价实验,采用YH-2作为缓蚀剂,能够保证多功能压裂液在施工过程中不对压裂施工设备和管柱造成大的伤害。现场应用结果表明:MF-VES压裂液作业过程伴随酸化过程,可清除近井地带的污染,同时解除近裂缝地带的颗粒运移、基质的塑性应变等作业伤害;提高近裂缝地带的渗透率,在高导流能力的人工裂缝周围创造出一条高渗流带,消除压裂作业带来的伤害。     

中高温清洁压裂液体系PA-VES120的研发

为提高清洁压裂液的耐温性能,通过实验合成了阳离子双子表面活性剂PA-S18,并利用红外光谱和核磁共振技术对其分子结构进行了表征。以PA-S18为主剂,配制了中高温清洁压裂液体系PA-VES120,并对其耐温抗剪切性能、破胶性能及对地层伤害程度进行了实验评价,结果表明:该体系在120℃、170 s^-1下剪切60 min,粘度保持在40 mPa·s以上,可满足悬砂性能要求;该体系破胶简单,利用2%的原油、柴油、混苯作为破胶剂,2 h内均能完全破胶;该体系对岩心基质渗透率损害率和动态滤失渗透率损害率均在10%左右,对地层伤害较小。PA-VES120清洁压裂液体系的成功研发,对于提高海上低渗油气藏中高温地层压裂增产效果具有重要意义。     

CO2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。     

XP-9801原油基压裂液室内实验研究

油基压裂液具有对地层伤害小、摩阻小、返排快、造缝能力强、携砂量大、适用油层温度范围广等特点,倍受国内外关注。该文介绍了ＸＰ－９８０１油基压裂液的组成,对压裂液的耐温性能、耐温抗剪切性能、流变性能、摩阻性能、滤失性能以及破胶性能进行了研究。当剪切速率为１７０ｓ－１,ＸＰ－９８０１有机磷酸酯增稠剂的浓度为２．０％时,配制的原油基压裂液耐温高于１１０℃;当温度在３０～１１０℃范围内时,以剪切速率１７０ｓ－１剪切６０ｍｉｎ,其最大粘度为３２８．４ｍＰａｓ;原油基压裂液在１１０℃时的造壁滤失系数一般小于５×１０－４／ｍｉｎ１／２,并且随着增稠剂浓度的增大而变小;通过调节破胶剂浓度可控制冻胶体系破胶时间,当破胶剂浓度为２２％～３５％时,冻胶体系破胶时间为６～１２ｈ,其粘度下降到与基液粘度相当的水平。研究表明ＸＰ－９８０１原油基压裂液具有适用温度范围广和性能稳定等优点,适用于对地层温度较高的低渗透油田进行压裂改造。     

低渗透油藏压裂液的研制及应用

低渗透油藏具有低孔、低渗等特性，在压裂液的使用上应以降低滤失、减少伤害为重点。根据低渗透油藏储层的特点，对压裂液添加剂进行了优选，对压裂液的性能进行了评价。现场应用表明，该压裂液具有一定的耐温抗剪切性能、较好的流变性、滤失性以及破胶性。满足了工艺上的需要，在榆树林油田实施后取得了良好的效果。     

粘弹性清洁压裂液的作用机理和现场应用

常规水基压裂液破胶后具有较高的残渣量,对支撑裂缝伤害较大,在一定程度上影响了油气田的产量.研究开发出了新型的VES清洁压裂液体系,它是由VES粘弹性表面活性剂和水或盐水组成.该压裂液集粘弹性、抗剪切性、自动破胶性于一体.通过分析VES清洁压裂液的粘弹性形成机理、抗剪切机理、携砂机理、破胶机理、滤失机理、伤害机理,表明粘弹性清洁压裂液具有独特的分子结构和独特的流变性能,它具有配制简便,使用添加剂种类少,不存在残渣,对储层伤害小等特点.现场实验表明,清洁压裂液具有破胶性能,施工摩阻低,携砂能力强,可有效地控制缝高.与使用水基压裂液的邻井相比,粘弹性清洁压裂液压裂施工后增产效果明显.