耐温抗盐乳液型压裂液稠化剂的制备及性能

为了制备易溶解、耐温、耐盐、耐剪切性能优异的压裂液,将丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰吗啉(ACMO)进行共聚,并引入聚乙烯醇纤维,通过反相乳液聚合反应合成了新型的聚丙烯酰胺共聚物p(AM/AMPS/ACMO)。利用红外光谱和扫描电镜进行结构和形貌表征。结果表明,在0,5,10,20,50,100,150,200 g/L NaCl、CaCl₂、MgCl₂溶液中,经聚乙烯醇纤维改性后的p(AM/AMPS/ACMO)溶液粘度始终大于常规PAM溶液粘度,聚乙烯醇纤维改性后聚合物有更好的耐盐性能。聚乙烯醇纤维改性的稠化剂在120℃和150℃剪切速率为170 s^-1的条件下剪切1 h,剪切后粘度分别为85.94 mPa·s和72.74 mPa·s,远高于压裂液通用技术条件要求的粘度大于50 mPa·s,表明聚乙烯醇纤维改性p(AM/AMPS/ACMO)有较好的耐温耐剪切性能。     

超分子聚合物类清洁压裂液用浓缩稠化剂的制备及性能

用液体石蜡、甲醇、乳化剂B和分散剂TW60制备乳化液,向乳化液中加入超分子聚合物稠化剂BCG-1H,搅拌均匀后制得浓缩稠化剂HBCG。通过观察乳化液的稳定性和流动性对乳化液内相、分散剂进行优选,通过正交实验对HBCG各组分用量进行了优化,最终确定HBCG组成为:26.9 g液体石蜡、30.4 g甲醇、2.4 g乳化剂B、0.3 g分散剂TW60和40 g BCG-1H。通过溶解性能、耐温耐剪切性能、破胶性能以及残渣含量对HBCG的溶解性能及由其配制的压裂液各项性能进行了测试。结果表明,HBCG溶解时间仅为0.8 min,溶解过程中不会产生"鱼眼",可实现现场快速配制。配制的压裂液具有良好的耐温耐剪切能力,当HBCG质量浓度为16 g/L时,在170℃、170 s–1条件下剪切90 min,最终黏度稳定在40 mPa·s左右;在95℃下支撑剂陶粒(20～40目)的悬浮时间长达3.6 h,表现出优良的悬砂性能,4 h内可彻底破胶,破胶液的表面张力较低(27.5 mN/m)、残渣含量极低(9.80 mg/L),表现出良好的清洁特性。     

膦酸酯结构与柴油冻胶压裂液的耐温抗剪切性能

报道了膦酸酯对油基压裂液耐温抗剪切性能的影响,优化了膦酸酯的合成工艺,使更适合于柴油基压裂液体系,并总结了膦酸酯增稠剂与基液及油基压裂液的耐温抗剪切性能之间的关系,开拓了压裂液的应用前景。     

硼钛复合交联剂的制备及其在葫芦巴胶压裂体系中的应用

以四硼酸钠、钛酸丁酯、三乙醇胺、甘油、乙二醇为原料,合成了有机硼钛交联剂,制备了葫芦巴胶压裂液。研究了主剂及配体物料比,反应温度与反应时间对交联剂成胶性能的影响。结果表明,m（四硼酸钠）：m（钛酸丁酯）=1:4,m（三乙醇胺）：m（甘油）=1:2,反应温度70℃,反应时间3h的条件下,合成的交联剂性能最优。考察了w（葫芦巴胶溶液）=0.4%,m（葫芦巴胶溶液）：m（硼钛交联剂）=100:（0.4~0.6）时,葫芦巴胶压裂液的性能,交联延时150s,耐温耐剪切性能良好;常温下,携砂比V（压裂液）：V（石英砂）=70：30时,沉降速度0.009mm•s-1;体系易破胶,破胶液黏度低于5mPa•s,对储层伤害小。     

压裂用稠化剂耐高温性能研究

压裂液在水力压裂施工作业中起着传递压力、形成地层裂缝、携带支撑剂深入人工裂缝以及压裂完成后,化学分解或破胶到低黏度,保证大部分压裂液返排到地面以净化裂缝的作用。其性能好坏是关系到压裂施工的成败和影响压后增产效果的一个重要因素,现有的高温压裂液体系已经无法满足大庆油田松辽盆地深度埋藏天然气储层增产改造需要。笔者通过热分析实验分析了羟丙基胍胶压裂液高温降解的原因,并确定了系列提高稠化剂耐高温性能的技术对策,重点论述了通过羟丙基瓜胶和聚丙烯酰胺复合来提高稠化剂体系耐高温性能的方法,成为200℃超高温压裂液的研究的主要技术路线之一,为满足大庆油田松辽盆地深部埋藏高温气藏增产改造的需要提供依据。     

新型复合压裂稠化剂性能评价

以DPAM作为相渗改善剂,通过配制DPAM基压裂液体系、DPAM/HPG复合压裂液体系、DPAM/LWP复合压裂液体系,并进行配方优选,研制一种既可起到压裂液稠化剂的作用,又可改变储层的相渗特性,或者部分堵水,以达到控制水油比的新型压裂液稠化剂体系。结果表明,DPAM/HPG和DPAM/LWP复合体系,具有选择性改变相渗的特性,热稳定性和盐稳定性良好,随含水饱和度增加,水相渗透率大幅降低,油相渗透率改变较小,控水增油效果明显,对于油气井的高效开采具有重要的实践意义。     

利用废弃粉煤灰制备压裂液用硼交联剂的研究

利用废弃粉煤灰制备聚硅酸,以聚硅酸、硼砂为原料,合成了一种高温延缓型交联剂.采用单因素法,通过测定硼交联剂性能,优选出最佳合成工艺参数为:硼砂5wt%,配体28.5wt%,反应温度80 ℃,催化剂1.5wt%.并对合成目标产物进行了红外光谱表征,其交联的HPG(羟丙基胍胶)冻胶压裂液的高温流变性评价表明,当胍胶浓度为0.45wt%,交联比为100∶0.8(体积比)时,110 ℃,170 s-1的剪切速率条件下,剪切2 h,粘度达到130 MPa·s以上,证明该交联剂对HPG具有较好的交联效果,老化破胶实验表明其交联的压裂冻胶易破胶返排,残渣低.     

酸液稠化剂的合成及其性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,利用反相乳液聚合,合成了酸液稠化剂AD。实验结果表明:AD分子量高,增黏能力强,易溶于水和酸溶液;AD的缓速性能优良,具有良好的热稳定性、抗剪切性和化学相容性。     

压裂液用耐温型增稠剂研究进展

对国内外水基压裂液增稠剂和超临界CO₂压裂液增稠剂发展现状进行了综述,对无聚合物增稠剂、物理交联聚合物增稠剂、化学交联聚合物增稠剂体系的制备、性能及应用做了详细介绍,讨论了小分子聚合物、表面活性剂、含氟聚合物、含硅聚合物以及新型低聚酯类化合物等CO₂压裂液增稠剂的应用现状。比较分析了水基压裂液体系与超临界CO₂压裂液体系在压裂改造过程中表现出的优缺点,展望了未来压裂液增稠剂的发展趋势,为研发耐温性等综合性能更优异的增稠剂提供了理论基础和实践指导。     

硼钛复合交联剂的制备及其在葫芦巴胶压裂体系中的应用

以四硼酸钠、钛酸丁酯、三乙醇胺、甘油、乙二醇为原料,合成了有机硼钛交联剂,制备了葫芦巴胶压裂液。研究了主剂及配体物料比,反应温度与反应时间对交联剂成胶性能的影响。结果表明,m(四硼酸钠)∶m(钛酸丁酯)=1∶4,m(三乙醇胺)∶m(甘油)=1∶2,反应温度70℃,反应时间3 h的条件下,合成的交联剂性能最优。考察了w(葫芦巴胶溶液)=0.4%,m(葫芦巴胶溶液)∶m(硼钛交联剂)=100∶(0.4~0.6)时,葫芦巴胶压裂液的性能,交联延时150 s,耐温耐剪切性能良好;常温下,携砂比V(压裂液)∶V(石英砂)=70∶30时,沉降速度0.009mm/s;体系易破胶,破胶液黏度低于5 m Pa·s,对储层伤害小。     

压裂稠化剂的合成及性能评价

压裂施工是油气田增产的重要措施,随着高温、深井压裂作业需求,急需耐高温、耐剪切、耐盐的压裂液。本文采用AM与AMPS合成二元共聚物,根据压裂液性能要求,对压裂液配方进行研究,得到一种锆交联的P(AM/AMPS)压裂液配方,并对压裂液进行室内性能评价。     

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。     

双阳离子表面活性剂压裂液的制备及性能分析

介绍了页岩气压裂液的研究进展及存在的问题,以酰胺表面活性剂为增稠剂,采用季铵化反应制备了页岩气水力压裂液,进行了相关配方优化及性能表征,并优选了压裂液配方.该压裂液黏度大于300 mPa·s,具有良好的黏弹性、剪切稳定性及流动性,流动性指数小于1,溶液为非牛顿流体,不产生滤饼,可满足页岩气压裂的现场要求.对破胶液进行离...     

页岩气压裂用线性胶压裂液性能研究与现场应用

线性胶压裂液是页岩气开采最关键的技术之一。以SRFP-1增稠剂、SRFC-1交联剂、SRCS-1黏土稳定剂和SRCU-1助排剂工业品制备SRFP线性胶压裂液;评价了该压裂液体系的耐温耐剪切性能、降阻性能及破胶性能;测定了破胶液的表面张力及残渣含量。结果表明:SRFP线性胶压裂液在70~100℃条件下具有良好的流变性能;在60~80℃,破胶剂加入量为0.005%~0.05%条件下,2h内即可破胶,破胶液黏度小于5mPa·s,破胶液表面张力小于28mN/m,残渣含量小于100mg/L;最后将SRFP线性胶压裂液成功应用于宁夏某重点页岩气探井,最高砂比为22%,平均砂比为8%,返排液黏度小于5mPa·s。     

一种耐高温酸液稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料、是否引入十八烷基甲基丙烯酸酯(SMA)为区别,通过自由基聚合制备出两种稠化剂SY-1和SY-2.采用FTIR及芘探针法对其结构进行表征;通过热重分析仪、流变仪、酸岩反应旋转岩盘仪对其进行性能测试.结果表明:引入SMA单体后制得产物SY-2热稳定性得到改善;当SY-2添加量为质量分数为20％的盐酸溶液质量的0.8％时,溶液升温至180℃的终点黏度为50 mPa·s,继续剪切1 h后终点黏度为20.1 mPa·s,剪切稳定性为40.20％;在180℃、3 MPa下,SY-2型稠化酸的静态酸岩反应速率为8.94×10–5 g/(cm2·s).该体系与缓蚀剂、铁离子稳定剂配伍性良好,可用于深井高温酸化压裂.     

页岩钻井用聚合物乳液的制备及性能研究

通过乳液聚合制备新型聚合物乳液PDWL,作为水基钻井液的多功能添加剂,利用透射电子显微镜(TEM)、粒径分布(PSD)和热重分析(TGA)对其进行表征,并对钻井液各项性能进行检测,结果表明：PDWL能显著改善钻井液的流变性能,提高钻井液的剪切稀释性,PDWL在120℃下具有较好的降滤失性和耐温性,质量浓度为20.0 g/L时,页岩试样的线性膨胀率仅为4.9%,回收率为93.7%。PDWL还具有较优的密封性能和润滑性能,页岩表面可形成致密的封堵膜,渗透率几乎为0。在钻井液中加入质量浓度为20.0 g/L的PDWL后,润滑系数降低了64.4%。     

合成聚合物压裂液稠化剂的研究进展

水力压裂已经成为一种改造油气层的重要方法,是油气井增产、注水井增注的有效措施。压裂液的性能好坏直接影响压裂施工的效果,合成聚合物压裂液稠化剂具有增稠能力强、悬砂能力强、对细菌不敏感、冻胶稳定性好、无残渣、对地层低伤害、低成本等特点,成为国内外研究的热门方向。合成聚合物主要包括丙烯酰胺类与聚乙烯醇类等,对丙烯酰胺类稠化剂研究主要集中在低分子量、酸性交联、疏水缔合以及提高抗温耐盐抗剪切性四个方面。     

黏弹性双子表面活性剂压裂液的制备及性能评价

考察了阴离子双子表面活性剂SA系列及水杨酸钠对阳离子双子表面活性剂SC-18溶液黏弹性的影响。黏弹性表面活性剂的基础配方为:1%SA-12+1%SC-18+0.5%水杨酸钠。该压裂液体系可满足井温小于100℃的低渗透油藏的压裂改造。该压裂液具有较好的抗剪切能力,170s~(-1)下剪切2h后,黏度保留率大于80%;破胶后黏度小于5 mPa·s,表明该配方具备优异的破胶性能;破胶后均无残渣;石英砂在压裂液的沉降速度满足压裂液性能要求。     

耐高温低伤害清洁水性稠化剂的制备及性能

以丙烯酰胺、丙烯酸、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵和十八烷基甲基丙烯酸酯为原料制备了一种疏水缔合聚合物(AAOS),再使用低分子醇(乙二醇、丙三醇、正丙醇)、表面活性剂(椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和疏水缔合聚合物(AAOS)配制了一种自交联耐高温清洁水性稠化剂(FPM-1)。对FPM-1的形貌、溶解性、表观黏度、耐盐性、流变性进行了测试。结果表明,质量分数为0.30%的FPM-1水溶液能显著增强AAOS聚合物分子间的疏水缔合交联作用,增大聚合物的流体力学体积。FPM-1水溶液为高黏弹性流体,悬砂性能好;质量分数为0.27%的AAOS在水中的溶解时间为7 min,最终表观黏度为90 mPa·s,质量分数为0.60%的FPM-1(具有等效聚合物含量)在水中的溶解时间仅需3 min,且最终表观黏度为165 mPa·s。在90℃、170 s^–1条件下剪切1 h后,质量分数为0.27%的AAOS水溶液的表观黏度为51 m Pa·s,质量分数为0.60%的FPM-1水溶液表观黏度为77 m Pa·s;质量分数为1.40%...     

压裂液微胶囊材料的制备及应用

油气井压裂中常用的破胶剂为过硫酸铵,但该破胶剂加入过早或过多会使压裂液黏度提前损失,影响施工过程中压裂液的造缝能力;而加入的过少,又会使破胶不彻底,对油层造成残渣和滞留液体伤害。因此,为了解决这个问题,国内外的一些油气田普遍采用了胶囊破胶剂。本文介绍了一种用高分子化合物包裹制成的胶囊破胶剂,该破胶剂是利用包裹的高分子化合物的降解而释放出过硫酸铵,从而对压裂液起到破胶和降黏作用。同时还对该破胶剂的性能作了评价。与常规破胶剂相比,该破胶剂能在更高的浓度下使用,有效地降低压裂液黏度,解决压裂液携砂与破胶的矛盾。