压裂液降滤失技术研究

油层水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。压裂施工的成功与否主要取决于所用的压裂液。而压裂液的滤失是影响压裂施工效果的重要因素之一。所以本文首先对压裂液滤失的危害进行了分析,综述了压裂液的滤失机理、影响因素,同时对降滤失技术进行了研究,目前常用的降滤失技术能提高压裂液粘度,添加压裂液降滤失剂和液氮降滤失技术等。最后对降滤失技术的发展进行了展望。     

低滤失液体系完善与降滤失工艺研究

针对于缝洞型碳酸盐岩储层,酸化压裂改造工艺已经成为重要的增储上产措施。而压裂液的滤失,极大的影响了酸化压裂的整体效果。进一步优化和完善酸化压裂注入液体系,对提高酸化压裂效果显得更为重要。通过调整稠化剂及交联剂分子结构以及优化体系配方,解决了交联酸酸液体系稳定性问题,实现深度酸压提供技术保障。分析了硅粉、淀粉和分散液三种暂堵降滤失剂的优缺点,提出了暂堵降滤失剂物理、和化学要求,采用可降解合成高分子颗粒材料将达到良好暂堵滤失效果。并结合研究区碳酸盐岩储层温度特点及压裂工艺的需求,通过现场试验,完成了120~160℃高温压裂液配方体系。     

水基钻井液降滤失剂综述

综述了水基钻井液降滤失荆及其作用机理发展,提出把握降滤失剂的前沿发展方向至关重要.     

钻井用降滤失剂的研究进展

本文简要论述了国内外钻井液用降滤失剂的应用现状及未来研究发展状况。环保型降滤失剂绿色环保、价格低廉且抗盐能力特别强,在油田化学中得到了广泛的应用。现阶段应用的改性褐煤和改性纤维类因耐温性差,其应用范围有一定限制。国内降滤失剂的研究已经成为热点,现阶段的降滤失剂既具备降滤失剂的抗盐能力,又具有多元共聚物的抗温能力。本文除了对国内外各类降滤失剂研究现状进行了较详细的综述,同时也针对各自特点进行应用分析。     

疏松砂岩储层压裂液滤失规律实验研究

疏松砂岩储层渗透率变化范围大,压裂液滤失表现出较大差异。针对疏松砂岩储层压裂液滤失难以估量的问题,开展静态滤失实验研究不同胍胶浓度压裂液在不同压差环境下的滤失规律,确定滤失系数与压差关系。首先开展滤纸滤失实验,研究压裂液滤失对滤失压差的依赖性,随后针对疏松砂岩渗透率变化范围大的特点开展岩板滤失实验,探索岩板渗透率对压裂液滤失特性的影响。结果表明：压裂液的滤饼滤失系数与压差的幂指数成正比,与胶粉浓度的倒数平方根成正比。     

高渗透储层压裂液滤失模型

对于高渗透储层而言,由于压裂液滤失速度较快,滤失量较大,难以形成严格意义上的滤饼区,这时压裂液的滤失主要是受裂缝与油藏之间压力差的作用,而传统的滤失模型将裂缝到油气藏的区域分为滤饼区、侵入区和油气藏区,考虑压裂液的滤失受到压裂液黏度、地层流体压缩性和压裂液造壁性等3个因素的共同作用,但不能描述压裂液向地层作动态渗流的情况,因此,就无法用于高渗透地层压裂液的滤失计算。本文根据压裂液的渗流原理,建立了高渗储层的压裂液滤失模型,并根据所建模型做了参数敏感性分析。     

有机硅降滤失剂的研究进展

阐述了有机硅降滤失的研究进展,详细解释有机硅降滤失剂的作用机理。介绍有机硅改性腐植酸、有机硅改性淀粉和硅氟降滤失剂3种主要的有机硅降滤失剂,并对其制备过程和性能特点进行描述。最后对有机硅降滤失剂的发展方向作了简要概述。     

国内外油基钻井液降滤失剂研究进展

对油基降滤失剂的国内外研究现状进行了总结,油基钻井液降滤失剂主要有沥青类、腐殖酸类、白雀木类、木质素类、高分子聚合物类等几大类,并对后4类降滤失剂的研究现状进行了详细介绍。腐殖酸是天然化合物制备油基降滤失剂常用的原料,聚合物油基降滤失剂近年来得到快速的发展,显示出了优越的综合性能。最后展望了国内油基钻井液降滤失剂的发展方向。     

抗温抗盐改性淀粉降滤失剂的合成与性能研究

淀粉作为一种天然高分子,是一种环境友好的天然改性材料.改性淀粉降滤失剂可以使钻井液在井壁上形成薄而致密的滤饼,有效降低钻井液的滤失量,稳固井壁.本文以酸解羧甲基淀粉为原料,丙烯酰胺(AM)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、三羟乙基烯丙基氯化铵(THAAC)为单体,采用接枝共聚合成了改性淀粉降滤失剂CAS-ANT,并对其结...     

耐高温丙烯酰胺类降滤失剂研究进展

综述了当前耐高温丙烯酰胺类降滤失剂研究进展,重点对AM多元聚合物、AMPS多元聚合物、AM-AMPS多元聚合物类耐高温丙烯酰胺降滤失剂的合成原料及基本性能进行了分析,并对新型耐高温降滤失剂如石墨烯、有机/无机纳米复合类、油溶性聚合物的研究现状进行了介绍,以及对今后的研究方向提出建议,以便为相关研究提供参考.     

压裂返排液回注处理及可行性评价

为了充分利用水资源,压裂返排液多在处理后回注。为了确保回注效果,需要进行处理后压裂返排液的回注可行性评价。采用化学氧化与絮凝处理方式对压裂返排液进行了处理,通过对水质离子含量、混合水结垢量及配伍性、黏土膨胀率、储层伤害率的分析研究,对其回注可行性进行了评价。结果表明:压裂返排液经过"氧化-絮凝"处理后,压裂返排液的悬浮物质量浓度为1.6 mg/L、含油量低于1.0 mg/L,黏土在处理后压裂返排液中的防膨率为92.68%;处理后压裂返排液与储层产出水混合体积比为3∶7时,结垢量低于72 mg/L;当处理后水含油量、悬浮物质量浓度低于6.00 mg/L时,对储层渗透率的伤害率低于20%。     

水基压裂液对储层伤害性研究

通过室内实验,测定了4种类型压裂液(羟丙基胍胶型压裂液、田菁胶型压裂液、香豆胶型压裂液、胍胶原粉型压裂液)的性能,评价了压裂液与模拟延长川口采油厂储层岩石和地层水的相容性,并对模拟长6油层岩心进行了五类敏感性的分析,找出了压裂液对储层伤害的原因,为改善本油层使用压裂液性能提供依据。实验结果表明,4种类型压裂液的残渣量均较大,是造成压裂低效的主要原因;压裂液中破胶剂浓度相同的情况下,破胶时间与温度成反比,胶囊破胶剂有相对较高的降粘率;长6油层具有较强的水敏性、中度酸敏性和碱敏性,且压裂液对岩心渗透率损害严重。     

射孔孔道中携砂压裂液输送规律研究

携砂压裂液自射孔孔道进入水力裂缝,其为裂缝和井筒连接的唯一通道,然而实际压裂施工中常会出现支撑剂颗粒沉降在孔道内而将射孔孔眼堵住,或者流经孔道后能量损失过多而严重影响支撑剂在裂缝内的输送。针对此类问题,文章基于自主设计的实验装置研究了支撑剂在射孔孔道内的输送规律。结果表明:射孔孔道内沉降的砂堤厚度随施工排量的增加而降低,随孔径的增加而减小;射孔孔道两端的压差随施工排量的增加而增加,随孔径的增加而减小。携砂压裂液在射孔管道中流动时存在形成砂堤的最小临界排量和砂堤消失的最大临界排量。     

压裂液从聚合物到无聚合物的转变

阐述了传统聚合物压裂液的组成和突出特点,包括油基压裂液、水基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液。重点介绍了无聚合物压裂液重大研究成果及需要解决的问题,并对压裂液的发展趋势作了几点展望。     

压裂液从聚合物到无聚合物的转变

阐述了传统聚合物压裂液的组成和突出特点,包括油基压裂液、水基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液。重点介绍了无聚合物压裂液重大研究成果及需要解决的问题,并对压裂液的发展趋势作了几点展望。     

清洁压裂液用破胶剂的研究

对于常规的清洁压裂液体系1.5%～2%VES+0.4%～0.5%NaSal,KCl的加入可降低压裂液的流变性;而原油几乎无破胶作用,淡水及盐水的破胶能力也十分有限;松油醇和油酸均具有一定的破胶作用,但加量均较大,且破胶不彻底;0.2%的正辛醇、0.1%的十二烷基硫酸钠、0.1%十二烷基苯磺酸钠均可迅速破胶,且破胶后粘度低于5 mPa.s。     

氮气泡沫压裂液用作煤层气井性能研究

通过对氮气泡沫压裂液的筛选,优选出适合于煤层的泡沫压裂液体系,性能测定表明,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM泡沫体系经145 s-1剪切后粘度仍稳定在100 mPa.s,滤失系数为1.54×10-5 m/min1/2,陶粒沉降速度仅为清水的0.004 5%,对煤样的损害率只有20.8%(相对于瓜胶的79.4%),远小于常规压裂液,其吸附量对煤基质的孔隙基本不会产生堵塞,由此可见,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM体系泡沫压裂液非常适合煤层气井的压裂施工。     

超支化压裂液稠化剂的制备及评价

以二乙醇胺（DEA）、丙烯酸甲酯（MA）、三羟甲基丙烷（TMP）、顺丁烯二酸酐（MAH）为原料，合成了一种端羧基超支化大单体HPAE-C。并以HPAE-C、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，在水溶液中进行自由基聚合得到一种四元共聚物稠化剂PHPAE-C。通过FTIR和1HNMR对其结构进行表征。评价了超支化稠化剂的溶液性质和交联性能。结果表明，稠化剂质量浓度为3000 mg/L（剪切速率为7.34 s-1，25℃）时，溶液表观黏度可达846.7 mPa·s，升温至90℃时，黏度仍为570 mPa·s，并且在Na+质量浓度为6000 mg/L、Ca2+和Mg2+质量浓度为600 mg/L时表观黏度仍能达到300mPa·s以上，说明PHPAE-C具有良好的增黏、耐温、耐盐和抗剪切性能；在交联比m(聚合物水溶液)∶m(乙酰丙酮锆)=100∶0.06、交联温度为55 ℃、pH=5时交联效果最佳。并对交联效果最佳的压裂液进行了性能评价，结果表明，在120℃、170s-1下剪切80 min后，该体系的表观黏度可达到450 mPa·s左右，并且是一种具有良好悬砂、破胶性能的低伤害压裂液体系。     

A review of fracturing fluid systems used for hydraulic fracturing of oil and gas wells

Hydraulic fracturing has been used by the oil and gas industry as a way to boost hydrocarbon production since 1947. Recent advances in fracturing technologies, such as multistage fracturing in horizontal wells, are responsible for the latest hydrocarbon production boom in the US. Linear or crosslinked guars are the most commonly used fluids in traditional fracturing operations. The main functions of these fluids are to open/propagate the fractures and transport proppants into the fractures. Proppants are usually applied to form a thin layer between fracture faces to prop the fractures open at the end of the fracturing process. Chemical breakers are used to break the polymers at the end of the fracturing process so as to provide highly conductive fractures. Concerns over fracture conductivity damage by viscous fluids in ultra‐tight formations found in unconventional reservoirs prompted the industry to develop an alternative fracturing fluid called “slickwater”. It consists mainly of water with a very low concentration of linear polymer. The low concentration polymer serves primarily to reduce the friction loss along the flow lines. Proppant‐carrying capability of this type of fluids is still a subject of debate among industry experts. Constraints on local water availability and the potential for damage to formations have led the industry to develop other types of fracturing fluids such as viscoelastic surfactants and energized fluids. This article reviews both the traditional viscous fluids used in conventional hydraulic fracturing operations as well as the new family of fluids being developed for both traditional and unconventional reservoirs. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40735.     

酸性有机钛交联剂的合成及其在压裂液中的应用

以钛酸丁酯为主剂,多元醇为络合剂合成了一种酸性有机钛交联剂,并以部分水解聚丙烯酰胺作为稠化剂,制备了部分水解聚丙烯酰胺压裂液。研究了交联剂中钛酸丁酯的质量分数,丙三醇与乳酸的质量比以及pH对冻胶交联延时、黏度的影响,得到较佳的合成条件。考察了质量分数为0.5%的部分水解聚丙烯酰胺,m（HPAM）：m（有机钛）=100:0.5时,有机钛/部分水解聚丙烯酰胺压裂液的性能,交联延时300s;耐温性能优异,在95℃,170s-1的条件下连续剪切90min,黏度保持在50mPa.s以上,体系耐温耐剪切性能良好;由线性黏弹性范围内动态频率扫描结果可知,G’>G”,是典型的黏弹性流体;常温下,V（压裂液）：V（石英砂）=100:30时,沉降速度0.025mm/s;破胶后,破胶液黏度低于5.0mPa.s且残渣量较低,对储层伤害小。