无残渣压裂液研制与应用

聚合物压裂液残留物对压裂裂缝支撑带和地层渗透率造成难以恢复的伤害,影响压裂改造效果.为此,研发了一种新型黏弹性表面活性剂--无聚合物压裂液.该压裂液由羧酸衍生物(NRF-01a)组成,在盐水中,它能形成抗变形的棒状或球状胶束,使溶液具有黏弹性.该液体遇水或碳氢化合物自动破胶,无残留物,能满足油层压裂改造的需要.简述了这种无残渣压裂液的形成机理,测试了压裂液的性能.室内试验结果表明,该压裂液黏度随温度上升而上升,在60℃左右上升到最大值,且经过高剪切破坏后,黏度能迅速恢复,有良好的剪切恢复性,以水稀释和与烃接触破胶后,破胶液黏度接近清水黏度,不需要另加破胶剂.破胶液残渣测定结果显示,残渣含量基本为0;对基质和裂缝支撑带的伤害率均低于常规压裂液;防膨性能和对稠油降黏作用均很显著.该压裂液现场应用取得显著效果.     

低残渣压裂液稠化剂的结构表征及性能研究

采用物理化学双改性技术研制了一种低成本低残渣淀粉基压裂液稠化剂。采用红外光谱、X-射线衍射及扫描电镜对改性淀粉的分子结构、结晶结构与微观形态结构进行了表征,进一步探讨了改性淀粉的冷水可溶性机制。同时考察了改性淀粉基压裂液的基液、交联液与破胶液的性能。结果表明:经乙酰化、磷酸酯化及预糊化处理的改性淀粉已由多晶颗粒体系转变为非晶体系,即β-淀粉转变为α-淀粉,α-淀粉的这种无定形分子结构赋予了淀粉的冷水快速溶解性;改性淀粉基压裂液基液与交联液性能良好;残渣含量在40 mg/L~70 mg/L,表现出极低残渣性,对储层伤害小。     

抗高温无残渣压裂液的研究与应用

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设计并研制出了一种新型的抗高温无残渣压裂液稠化剂,用该稠化剂和其他添加剂配制出了抗高温无残渣压裂液。实验主要对该压裂液的抗温性能进行了评价,研究结果表明,该压裂液具有较好的高温流变性(抗温能力已达到160℃),并且破胶彻底、几乎无残渣。现场应用表明,该压裂液体系能够满足高温井的压裂施工要求,且增产效果较好。     

速溶胍胶压裂液的研究与应用

在普通胍胶中加入悬浮稳定剂、醇类助剂、表面活性剂类胶体组成了相对稳定的速溶胍胶,其含水率为3.42%,水不溶物含量为8.76%。考察了影响压裂液质量的主要因素及由速溶胍胶配制压裂液的性能。实验结果表明:基液的起黏速度随搅拌速度增大而加快,1000 r/min下搅拌5 min时,基液黏度达到最终黏度的90%;最佳配液水温在10℃左右;最佳配液pH值为6;KCl的加入减缓了胶液的起黏速度,但最终黏度随KCl加量增大而升高。与硼交联后的冻胶体系的黏弹性增加,且在较高振荡频率时,G’>G″,在频率为1 Hz时,储能模量G’和损耗模量G″分别为9.8 Pa和8.8 Pa,可满足携砂性能。该冻胶体系的滤失系数Cw=2.65×10-4m/min1/2,滤失速率Vo=0.44×10-4m/min,具有较小的滤失量;在110℃、0.10%破胶剂条件下,24 h后破胶液的黏度小于2 mPa.s;对岩心的平均伤害率为11.24%。与常规配液方式相比,单井可节约胍胶15%以上,具有广阔的应用前景。图6参1     

GW-CF低残渣压裂液体系

GW-CF低残渣压裂液体系,是针对油气田酸化压裂作业中低渗透率地层而自主研发的一种低残渣、低浓度、高返排的压裂液体系。该体系包括低残渣增稠剂和5个配套助剂,通过低残渣瓜尔胶增稠剂分子结构设计和高效、易控合成工艺及低浓度瓜尔胶有效交联等独创技术实现,具有使用浓度低、携砂能力强、滤失量小、摩阻低、返排率高、增产效果好等优点,满足了低渗透油气藏的经济、高效开采的需要,具有广阔的应用前景。     

速溶稠化剂低温压裂液

辽河油田区块分散,许多区块的压裂井远离基地,从配液站运输压裂液到井站费时费力,能够在低温浅井现场配液是一种很好的方法.通过对速溶稠化剂基本性能、配制储存的阐述以及对速溶稠化剂低温压裂液配伍性、破胶性、滤失性的研究,认为速溶稠化剂对低温压裂液主要性能影响不大,通过对现场配液质量主要影响因素研究,提出指导现场配液施工的措施.性能试验研究及现场实践表明,速溶稠化剂低温压裂液体系能够实现在现场及时配制的要求,可满足分散区块的现场施工.     

低残渣羧甲基压裂液在苏里格气田的应用

低残渣羧甲基压裂液是在保持瓜尔胶优点的基础上形成的新型压裂液体系,与羟丙基瓜胶相比,羧甲基压裂液体系具有稠化剂增黏速度快、交联性能好、摩阻相对小、耐温抗剪切性能强、剪切恢复性好、破胶性能优异、残渣低等优点。在苏里格气田现场施工中应用,解决了生产中出现的交联时间短、基液存储时间短和过破胶现象;增大了产能,节约了成本。     

低聚合物压裂液的研究及应用

通过国内外调研，研制开发出了低聚合物压裂液体系。这种压裂液体系是一种新型缓交联、低残渣、低伤害压裂液体系。通过对这种压裂液体系的系统研究，结合缓交联技术和快速返排工艺技术，完全避免了常规聚合物压裂液不耐剪切和破胶不彻底的问题，使低聚合物压裂液体系具有低残渣、易返排、对地层伤害小的特点。针对低压、低渗油藏特性，借鉴国内外压裂液研究经验，完成了低聚合物压裂液的研究及应用。文章主要介绍了低聚合物压裂液的室内研究和现场应用。     

合成聚合物XJJ- 4 耐高温压裂液室内研究

采用自制聚合物配制出了合成聚合物基高温压裂液研究了体系组成对压裂液性能的影响,考察了组成为:0.40%稠化剂XJJ-4+0.25%交联剂J-1+0.015%pH调节剂W-1+0.2%助排剂。压裂液体系的耐温抗剪切性、黏弹性、流变性以及破胶性。研究结果表明,该压裂液体系在150℃、170 s~(-1)下连续剪切2h后的黏度约120mPa·s,耐温抗剪切性良好;在线性黏弹区内,体系储能模量G′恒大于损耗模量G″,是典型的黏弹性结构流体;稠度系数(2.141 mPa·S~(0.476))较大,流变行为指数(0.476)较小,具有明显的非牛顿流体行为;加入0.01%破胶剂APS,在150℃下3 h完全破胶水化,破胶液黏度1.38mPa·s,残渣含量15 mg/L,且破胶液具有较低的表面张力(26.24mN/m)和界面张力(1.83mN/m),有利于压裂施工后破胶液顺利返排,降低对地层的伤害。     

低残渣硼交联液体瓜胶压裂液LGC性能研究与应用

在水基压裂过程中,需要先将瓜胶干粉配制成原胶液,在配制原胶液时,不仅需要干粉与水混合的特殊设备,溶胀时间长,而且易产生大小不同的"鱼眼"和局部结块.为了解决该问题,西安石油大学和吐哈油田在1993年合作研究开发了低残渣硼交联液体瓜胶压裂液技术.液体增稠剂LGC为浅黄色液体,固相含量为60%,易溶于水,不溶于油,1.0%水溶胶表观粘度大干120 mpa·s.对低残渣硼交联液体瓜胶压裂液LGC的性能进行了研究,结果表明:LGC较瓜胶干粉具有易分散水化、增粘速度快、水不溶物少、抗温抗剪切性好、破胶快、残渣少及与地层液体相容性好等特点.该压裂液于1996年首次在新疆油田成功地进行了现场试验,2002～2003年在陕北油田现场施工20井次,获得了较好应用效果.     

新型纤维在水力压裂液中的应用

常规聚合物压裂液一般依赖较高的流体粘度输送支撑剂,而纤维基压裂液通过纤维对支撑剂的携带、分布和运输作用来提高携砂能力,它能显著提高压裂液对支撑剂的输送能力,具有减少聚合物加量、减轻地层伤害、控制缝高、降低施工摩阻等显著优点。该项技术在几个油田的应用结果表明,它能够有效提高油井产量,具有广泛的适用性。     

低渗气藏低伤害压裂液技术研究与应用

根据中原油田文23和户部寨气田储层低渗、低压、中高温等特点,研究了适应该储层的低伤害HB-99有机硼交联压裂液和预前置液。通过对HB-99有机硼压裂液的延缓交联、自动破胶、热剪切稳定性、剪切后黏度恢复、表面活性、滤失、残渣含量以及对岩心伤害等性能评价,证明该压裂液延缓交联能力强,剪切后黏度恢复率高,滤失低,破胶水化彻底,残渣含量低,表面活性高,能防止黏土膨胀,对地层损害小。现场10井次试验表明,应用低伤害HB-99有机硼交联压裂液,施工成功率为100%,平均日增天然气28.3×104m3,增产效果显著。     

新型低伤害压裂液的研究与应用

针对安棚油田特低孔特低渗、储层温度高、微裂缝发育等地质特征 ,通过室内实验 ,研制出具有耐高温、低伤害、延迟交联等特点的新型压裂液体系 ,并进行了 2 0多井次的现场试验。结果表明 ,该压裂液具有很好的适应性 ,完全可满足安棚油田特低孔特低渗储层压裂改造的要求     

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.     

一种用于压裂液中非金属交联剂的研制

针对常规压裂液体系有机金属离子交联剂毒性较大且在碱性条件下不可避免的会对地层产生二次污染以及非金属离子交联剂形成的压裂液成胶速度慢且不抗剪切的问题,本文制备了由一种非金属离子交联体系形成的低毒性压裂液,通过对影响凝胶性能的主要因素进行分析得到了压裂液的最佳配方,并考察了压裂液的耐温抗剪切性能和破乳性能。实验结果表明:当稠化剂含量为0.075%、p H值调节剂0.015%、乙醇1%、促凝剂0.020%~0.025%、交联剂0.25%、氯化钾0~2%时,可制备出成胶时间短、耐温抗剪切性能和破胶性能优良的压裂液。该压裂液体系的成胶时间约为150 s左右,成胶后压裂液初始黏度为1529.0 m Pa·s,在100℃、170 s-1下剪切60、90、120 min后的黏度分别为259.9、197.4和166.8 m Pa·s;90℃下向压裂液中加入0.03%过硫酸钾破胶剂,3 h后完全破胶,破胶液清澈透明,黏度为1.07 m Pa·s。所研制的交联剂不含任何高价金属离子,减小了压裂液对地层的伤害。     

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。     

新型原油基压裂液研制

针对青海花土沟油田储层特征 ,以该油田原油为基液 ,在 3种二元和三元复合磷酸酯中优选出复合磷酸酯YJY A3为增稠剂 ,采用在原油中分散性良好的有机铝盐YJY B为交联剂、有机碱为破胶剂 ,研制了一种新型原油基压裂液。确定了基本配方 :1.8%YJY A3+1.8%JYJ B +1%～ 2 %有机碱 +原油。室内评价表明 :随温度升高 ,在 2 0～ 5 5℃压裂液粘度升高 ,在 5 5～ 70℃粘度基本稳定 ;在 2 5～ 6 0℃、170s- 1 下剪切 6 0min时粘度 >10 0mPa·s;在 2 0～70℃下破胶时间 4～ 8h可调 ;破胶液对 2支储层岩心渗透率的损害率仅为 2 .1%和 4 .2 % ,而常用水基压裂液的损害率为 85 .4 %和 91.2 %。图 6表 1参 2。     

高效驱油压裂液的开发与应用

针对长庆油田现用瓜胶压裂液摩阻高、破胶残渣多、回收处理难度大的问题,将超分子化学、胶体化学与油田化学相结合,研发出一种可替代瓜胶压裂液的高效驱油清洁压裂液体系,该压裂液由1.5% XYZC-6稠化剂、0.15% XYTJ-3调节剂组成。XYZC-6是一种以近肽链结构的黏弹性表面活性剂与多组分有机溶剂复合而成的材料,是一种可实时连续混配并能重复使用的增稠剂。XYTJ-3与返排液中的各项离子可形成溶于水的络合物,降低矿化度对压裂液的性能影响。实验表明,该压裂液耐温90℃,抗盐可达100 000 mg/L,具有良好的携砂、减阻性能,并且压裂液破胶彻底,破胶液残渣含量为2 mg/L,破胶液的界面张力可达0.01~0.001 mN/m。高效驱油压裂液在长庆油田靖安区块得以成功应用,产后单井产量是相邻井产量的2倍,返排液经分离沉降等简单处理后即可再配压裂液,末端返排液经处理可用于驱油,变废为宝,实现压裂液"零排放、零污染",大幅度降低了压裂液的环境污染,为压裂液"不落地"技术提供了保障。      

清洁压裂液技术在青海油田采油一厂的应用及前景分析

介绍了VES-50清洁压裂液体系的优点,并通过775井现场施工加以验证。建议该体系在青海油田花土沟和油砂山油矿进行现场实验。