低浓度羟丙基瓜尔胶压裂液体系的研究

为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,进一步提高压裂液效果,降低压裂成本,开发了满足低渗透储层压裂需要的低质量分数、低残渣、低伤害的胍胶压裂液体系。该压裂液体系胍胶浓度为0.35%,交联剂用量为0.50%,破胶后残渣为144 mg/L,破胶剂用量为0.008%,破胶时间为3 h,与常规胍胶体系相比破胶残渣下降率为51.52%,起泡剂、黏土稳定剂、助排剂用量均为0.50%,温度稳定剂为0.10%。流变等研究分析结果表明该体系具有良好的抗温抗剪切能力,当温度达到140℃时黏度大于100 m Pa·s,在170 s~(-1)剪切90 min后黏度大于80 m Pa·s。通过对岩心伤害率与静态滤失进行研究发现伤害率下降均大于50%,静态滤失较小,有利于降低对储层的伤害。     

羧甲基羟丙基胍胶压裂液的研究与应用

苏北盆地致密砂岩段、有机质泥页岩段含油丰富,具有较大的开发潜力。该类油藏敏感性强,渗透率低,普通的胍胶体系容易对地层造成强水敏、强水锁伤害。针对此类储层特点,开展了羧甲基羟丙基胍胶压裂液配方研究,形成了适应不同温度的交联体系,具有水不溶物低,用量少,残渣低,易破胶;耐高温、高剪切,粘弹性好;返排率高,粘土抑制性能强等优点。经现场应用,可满足江苏油田非常规储层的压裂需要。     

有机钛PC-500交联羟丙基瓜尔胶压裂液

用有机钛、胺基醇和乳酸合成了有机钛交联剂ＰＣ－５００,研究了羟丙基瓜尔胶／有机钛ＰＣ－５００水基冻胶压裂液的配方,得到了可耐温１００℃以上,抗剪切,低残渣,交联时间可调的压裂液。在配方研究中特别考察了冻胶稳定剂、ｐＨ调节剂的作用。     

羟丙基瓜尔胶压裂液的研究及应用

羟丙基瓜尔胶压裂液是一种新型的低伤害压裂液,它适合于地层温度为30~150℃的油层进行压裂改造。该压裂液应用于低温地层(25~50℃)时,是采用氧化剂和激活剂共同作用,达到使压裂液破胶化水的目的。应用于高温地层(120~150℃)时,是采用有机硼作为交联剂,使压裂液在高温深井地层中具有较高的粘度、较好的携砂性,与有机钛交联剂相比,对地层伤害减小。该压裂液已在现场应用237井次,取得了较好的经济效益和社会效益。     

高温低伤害的有机硼锆CZB-03交联羟丙基瓜尔胶压裂液研究

实验研究了有机硼锆交联剂CZB 0 3(有机锆交联剂OZ 1用一种复合吸附抑制剂处理后与等质量的有机硼交联剂OB 2 0 0的复配物 )与HPG的交联性能、冻胶耐温性和伤害性 ,实验体系为加有 0 .3%复合添加剂CA 0 3的0 .6 %HPG/CZB 0 3压裂液。该体系的最佳pH值为 9～ 11,适宜交联比为 10 0∶0 .3～ 0 .4 ,在温度≤ 4 0℃时延缓交联时间为 2～ 4min。该体系的耐温性高于 16 0℃ ,在 16 0℃、170s-1剪切 12 0min ,粘度保持 10 0mPa·s以上。该体系的滤失控制性能较好 ,加入 1%降滤失剂ZJ 1可使 16 0℃、3.5MPa滤失系数C3 (m/min0 .5)由 9.19× 10 -4降到6 .98× 10 -4。加入 0 .0 4 %专用破胶剂EB 0 3,在 16 0℃放置 2h后破胶液粘度为 5 .2mPa·s。CZB 0 3压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害远小于OZ 1压裂液 ,略高于OB 2 0 0压裂液 ,在室温和 4 0～ 70MPa下 ,CZB 0 3,OZ 1,OB 2 0 0交联HPG压裂液的伤害率分别在 13.8%～ 16 .1% ,4 9.8%～ 5 1.2 % ,9.1%～ 11.7% ,平均值分别为 14 .7% ,5 0 .4 % ,10 .6 %。图 3表 3参 2。     

疏水缔合改性羟丙基瓜尔胶的合成工艺

实验以羟丙基瓜尔胶(HPG)分子链上的活泼羟基与1-溴代十二烷的大分子反应,将长链疏水单体引入羟丙基瓜尔胶的亲水分子链上,制备疏水缔合改性羟丙基瓜尔胶(BD-HAHPG).讨论了工艺条件对增黏性能的影响,实验结果表明,其最佳合成工艺条件为:反应温度80℃,w(氢氧化钠)=2.0%,w(HPG)=9.0%,w(1-溴代十...     

磺酸基羟丙基瓜尔胶的制备和性能

以3-氯-2-羟基丙磺酸钠,瓜尔胶原粉为原料,在碱性催化剂作用下采用湿法合成了磺酸基羟丙基瓜尔胶.讨论了外加盐、酸度、取代度和不同浓度的瓜尔胶水溶液对磺酸基羟丙基瓜尔胶流变曲线的影响,并通过红外光谱,扫描电镜,核磁图谱,XRD等进行了分析.结果发现,随着外加盐浓度的增大,表观黏度逐渐减小,表现出明显的聚电解质的通性,A...     

甘谷驿油田低浓度瓜尔胶压裂液体系应用

甘谷驿油田储层属于特低孔特低渗储层,油井投产及增产措施主要依靠压裂措施。压裂施工使用的压裂液体系以水基低温羟丙基瓜尔胶为主,占90%以上。近年来原油价格持续走低,降本增效成为各油田的主要任务,甘谷驿油田通过降低压裂液羟丙基瓜尔胶的加入浓度,在降低储层改造费用的同时,也降低了压裂液对储层的伤害,降低了水处理的难度。该体系将羟丙基瓜尔胶的使用浓度由0.35%降低到0.25%,保持压裂液的黏度大于140 m Pa·s。2013年至2016年四年时间压裂措施共计1 600井次,施工压裂平稳,砂比40%~45%,均顺利完成施工,且增产效果较好。     

羟丙基瓜尔胶的合成与表征

以异丙醇为分散剂,在氢氧化钠为催化剂的作用下,瓜尔胶改性合成了羟丙基瓜尔胶。优化后的最佳条件为:瓜尔胶50 m1,异丙醇200 mL、水38～50 mL、氢氧化钠3 g、反应温度60℃、反应时间4 h、环氧丙烷10 mL;产物的表观黏度可达114 mPa·s,水不溶物质量分数7.69%,与硼砂的交联性好。产物经FT-IR、XRD、DSC和SEM进行了确证,其相变温度和晶粒度有所改变。     

羧甲基瓜尔胶压裂液的研究与应用

针对低渗透储层压裂增产改造的需要,开发应用了一种新型羧甲基瓜尔胶压裂液.利用红外光谱、滴定和黏度等实验法表征了羧甲基瓜尔胶的结构、羧甲基的取代度和相对分子质量,研究了羧甲基瓜尔胶的水溶性以及羧甲基瓜尔胶压裂液的件能,并和羟丙基瓜尔胶压裂液进行了对比分析.实验结果表明:羧甲基基团的引入导致瓜尔胶高分子链构象更加伸展,因此...     

可再生低分子量羧甲基羟丙基胍胶体系流变性研究

低相对分子质量胍胶压裂液正成为一种新型清洁压裂液。研究了硼砂交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系再生前后的流变性。考察了硼交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系的影响因素．研究了再生前后凝胶体系的粘度曲线、粘弹性和滞后环．并使用共转Jeffreys模型表征了凝胶体系的流动曲线。结果表明,再生后体系具有良好的粘弹性和剪切变稀特性,再生前后的流变特性基本不变,说明该体系具有良好的可再生性。共转Jeffreys模型可表征凝胶体系的流动曲线,计算值与实验值吻合良好。     

油田压裂用羟丙基胍胶的合成及性能评价

主要介绍了油田用羟丙基胍胶实验室制备方法。考察了胍胶含量对压裂液中水不溶物含量的影响,交联剂对胍胶压裂液粘度的影响,羟丙基胍胶压裂液耐温耐盐性。结果表明,羟丙基胍胶压裂液中水不溶物含量小于原粉胍胶压裂液水不溶物含量的1／2;交联剂的加入有利于提高羟丙基胍胶压裂液粘度;羟丙基胍胶压裂液耐温性不很理想;耐盐性明显好于原粉胍胶压裂液。     

一种压裂液用疏水阳离子改性瓜胶的制备与评价

为解决瓜胶压裂液的高地层伤害等问题,对瓜胶GG进行了改性。用十二烷基二甲基叔胺与环氧氯丙烷合成了长链的疏水阳离子单体CT1,以瓜胶为原料,疏水阳离子单体CT1为醚化剂,甲醇为溶剂,氢氧化钠为催化剂,通过溶剂法制备了改性瓜胶CTGG。对其结构进行了红外光谱分析,评价了其溶解性能、增稠性能、水不溶物含量、残渣含量和耐温耐剪切性能。结果表明,CTGG中成功引入了疏水阳离子基团,可以在60 min内基本溶解,其水不溶物含量和残渣含量均低于瓜胶,残渣含量仅为246.45 mg/L;不同浓度下,CTGG的基液黏度均大于GG和HPG;所形成的冻胶在120℃条件下,质量分数为0.35%的CTGG所配成的压裂液体系在120℃下依然具有良好的抗剪切性能,黏度能够维持在67.4 mPa·s以上;质量分数为0.40%时,冻胶的黏度能稳定在300 mPa·s。因此,CTGG具有良好的溶解性能和增稠性能,有利于降低对储层导流能力的伤害,且耐温耐剪切性能好。      

磺基甜菜碱两性离子胍尔胶的合成及性能研究

介绍了应用环氧氯丙烷、1,3-丙基磺内酯、33％二甲胺水溶液及其胍尔胶为原料合成磺基甜菜碱两性离子胍尔胶的方法。磺基甜菜碱两性离子胍尔胶溶液中的水不溶物含量3．0％,残渣150mg／L,与硼砂交联时间60s,破胶时间20min,满足配制压裂液的要求。考察了温度、磺基甜菜碱两性离子胍尔胶水溶液含量、盐品种及盐含量对其溶液黏度的影响,结果表明,温度对其溶液黏度影响很明显,高于35℃时,黏度下降非常快;两性离子胍尔胶含量越高,溶液黏度越高;盐品种及盐含量对溶液黏度影响不大。     

羧甲基瓜尔胶水溶液流变特性研究

研究了羧甲基瓜尔胶水溶液的流变特性,考察了羧甲基瓜尔胶浓度、温度、pH值及外加NaCl浓度对羧甲基瓜尔胶水溶液表观黏度的影响.结果表明,羧甲基瓜尔胶水溶液表观黏度随浓度的增加而增大,随温度的上升而降低,随NaCl浓度的增加而明显降低,稳定的pH值范围为6～8.羧甲基瓜尔胶水溶液具有剪切变稀特性,溶液表观黏度随剪切速率的变化可用Ostwald-Dewaele方程描述;零切黏度可由Spencer-Dillon经验公式外推得出,其与温度的关系符合Arrhenius公式.羧甲基瓜尔胶水溶液具有一定的触变性和黏弹性,黏弹性随浓度的增加而增强.图10表2参16     

甲酸盐加重瓜胶压裂液体系

为解决深层破裂压力高、常规压裂液难以压开的难题,开展了加重压裂液体系研究。由于压裂液需要进入到储层深部,因此要求加重剂具有良好的水溶性,而瓜胶压裂液需要在弱碱性环境中交联,因此强酸弱碱盐类加重剂,如氯化钙、氯化锌等不适用,溴酸盐（溴化钾、溴化钙等）虽可用但成本较高,难以应用,因此选择甲酸盐,该加重压裂液密度在1.0~1.5g/cm3范围内可调。受电性、分子量和分散性的影响,助排剂和黏土稳定剂可能与甲酸盐发生化学反应或物理作用,出现絮凝、析出或沉淀现象,通过实验优选出ME-1微乳助排剂和FP-2黏土稳定剂,结合流变性、滤失和破胶等实验,优选了与其配伍的有机硼交联剂等相关助剂,形成综合性能良好的加重压裂液体系。董8井压裂层段5 353.70~5 364.45 m,地层温度为120℃,优化加重压裂液（密度为1.2 g/cm3）现场配制工艺,成功地进行了现场应用;压后破胶液黏度小于5 mPa·s,返排率达100%。该加重压裂液技术为下一步的高闭合应力油藏的压裂改造提供了经验。      

海水中瓜尔胶溶胀性能研究

针对海上连续混配海水基压裂液过程中稠化剂溶胀问题,开展了瓜尔胶溶胀性能的研究。考察了瓜尔胶取代基类型、取代度、搅拌速度、瓜尔胶加量、pH值和温度对瓜尔胶溶胀性能的影响。结果表明,我国某海域海水水样矿化度为34440 mg/L,富含Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺和Cl^-、SO₄^2-。在常规条件下（20℃、300 r/min、pH=7.5）,羧甲基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶（取代度0.30）、羟丙基瓜尔胶（取代度0.15）、未改性瓜尔胶在海水中的溶胀时间分别为25、50、55、60 min,对应的表观黏度分别为63、59、45、23 mPa·s。以羧甲基瓜尔胶为研究对象,考察其他因素对溶胀性能的影响。优选的配制方案为：搅拌速度400~500 r/min、温度30~40℃、pH值6~7,瓜尔胶加量0.5%以内。溶胀时间能控制在10 min以内,满足连续混配海水基压裂液施工要求。     

阳离子胍胶的研制及其在油田中应用的室内试验

研制出了阳离子胍胶，并分析了其特性。在室内试验了阳离子胍胶作为增粘剂在钻井液、完井液、压裂液等方面的应用，并筛选出符合各类技术指标的合理配方。说明阳离子胍胶在油田有着广泛的用途。     

瓜胶压裂液体系示踪剂的筛选

在油气田开发过程中,多数油气井压裂通常是采取分段压裂,各层段一起合排,此过程目前常用总的返排量来判断整体压裂液的返排效果,而无法了解各个层段压裂液的返排情况。为了评价各层段压裂液的返排效果,可在各层段压裂过程中加入一定浓度的不同示踪剂,在返排时对压裂液返排液进行连续取样,检测返排液中各种示踪剂的浓度,从而判断各层段的返排效果,计算压裂液在地层中的残留量。而在压裂中所用示踪剂需要与压裂液配伍,对油田常用的几种示踪剂进行了实验评价。实验研究结果表明,小分子醇类和无机阴离子(SCN-和Br-)不适合作为瓜胶压裂液示踪剂,2种微量物质TA和TB与瓜胶压裂液配伍,不会对压裂液成胶和破胶产生影响,并且由于其在地层环境中有较低的吸附量,不会对定量测量造成影响,可初步选为压裂液示踪剂。     

醚化剂改性低相对分子质量胍胶的研究

选用与氯乙酸钠羧基醚化剂具有相似碳链结构,且分别含有阳离子、磺酸基的醚化剂对低相对分子质量胍胶进行醚化改性,制得3种改性低相对分子质量胍胶.重点考察了这3种改性低相对分子质量胍胶与四硼酸钠交联剂形成的冻胶压裂体系的抗温性能、破胶性能、降滤失性能和水中不溶物含量的差异.结果表明,与未改性低相对分子质量胍胶相比,阳离子改性有助于低相对分子质量胍胶压裂液抗温性能的提高,而磺化和羧基化改性不利于抗温性能.用阳离子、磺酸基和羧基醚化剂改性的胍胶压裂液的滤失量均有所上升,但破胶液的水中不溶物含量均明显降低;三者的破胶性能没有明显差异.