生物酶破胶在油气田压裂中的应用

针对瓜胶压裂液体系氧化破胶后所出现的破胶不完全、残渣量大,易造成地层污染等问题,通过调研国内外生物酶技术的应用现状发现,生物酶作为一种高效、低温、绿色环保、经济性好的清洁型压裂液添加剂,技术在国外已相对成熟,而国内应用较少。提出生物酶技术与氧化剂复配,互补其优势,应用前景可观。     

生物酶破胶剂在气井压裂中的研究与应用

针对重庆合川区块气井压裂中常规氧化破胶剂如过硫酸铵(APS)存在的化学污染、破胶不彻底、返胶等问题,对生物酶破胶剂对该体系的破胶效果及适用性进行了研究.结果表明,生物酶破胶剂与该压裂液体系存在一定的配伍禁忌,但是通过添加0.06％酶保护剂,用30mg/L生物酶+20mg/LAPS或50 mg/L或90mg/L生物酶作破胶剂,体系均可彻底破胶,无返胶现象;使用1号瓜胶作稠化剂时残渣含量小于240 mg/L,分子量较小(在1000～4000Da之间),完全满足施工要求.现场以生物酶与APS复配方式破胶的2口井压裂液返排率达63％以上,施工产能效果良好,压裂施工后测试产气分别为1.51×104 m3/d和3.19×104 m3/d.     

低温储层生物酶破胶工艺研究与应用

生物酶破胶剂具有破胶彻底、残渣量少、对地层伤害小等优点~([1])。针对JS油田浅井压裂存在破胶不彻底、返胶的情况,开展了生物酶破胶技术研究。通过实验,对生物酶与体系的配伍性、适用条件、破胶效果等进行评价。     

生物酶压裂技术在南泥湾油田的应用

延长油田南泥湾采油厂所处区块储层物性较差,属于低含油饱和度、低孔隙度、超低渗透率的"三低"储层物性。油井普遍无自然产能,需经压裂改造后才能获得工业油流,常规压裂液对油井压裂后,由于压裂液返排不彻底,对储层造成一定的污染、堵塞孔喉,从而造成油田采收率低。本文采用了一种新型的压裂方法-生物酶压裂,此方法弥补了常规压裂液压裂后对储层造成污染的不足,生物酶压裂液有着破胶彻底,低残渣,利用率高、提高采收率的优点。得出的合理产量对气井的配产更具有指导意义。     

生物酶破胶技术填补国内石油生产空白

长江大学化学与环境工程学院教授易绍全率领的研究小组，在国外研究成果的基础上，深入研究低温状况下生物酶破胶技术，经1年努力，终于研发出了生物破胶酶。实验室研究结果显示，在温度低于60℃的情况下，利用这种生物酶对黄原胶破胶，能在4-8h内使黄原胶的黏度下降80％～90％。     

生物酶破胶填补国内技术空白

石油开采中使用的钻井液、完井液、压裂液等工作液，常需加入一种名叫黄原胶的生物聚合物来增加粘度，以保证施工的顺利进行。为了保护油层，施工结束后又需将这些粘性极大的工作液返排至地面，这时，它的粘性又阻碍着工作液的返排。     

长庆油气田压裂用生物酶破胶技术及其应用

利用核磁共振技术研究了用APS破胶的硼交联瓜尔胶压裂液对长庆低渗岩心的伤害机理,认为主要伤害因素是压裂液的黏滞力和大分子聚合物.指出了长庆油气田使用APS破胶的不足之处.基于引进产品开发了酶破胶剂GLZ-1,该剂含β-1,4-和α-1,6-糖苷键特异水解酶,可将半乳甘露聚糖最终分解为单糖和二糖.根据酶活力测定,该剂适用温度范围为40～90℃,适用pH范围为6～10,盐度在2%～10%范围内对酶活力基本上无影响,该剂与压裂液添加剂配伍.与APS相比,破胶液残渣含量较低,破胶液滤液中总合糖量较高且随破胶时间的升幅较大,4、24、48 h破胶液中聚糖相对分子质量(M)主要分布区域分别为1300～5500、1200～4800、250～3800,而用APS破胶时,破胶液中检测不到M＜5000的聚糖分子.GLZ-1破胶液对岩心渗透率的伤害小于20%,而APS破胶液的伤害为27.7%～30.2%.在部尔多斯盆地苏力格气田8口井、西峰油田20口井压裂中使用GLZ-1破胶,油井返排液黏度＜2 mPa·s,返排率＞65%,气田一次喷通,返排液黏度＜3 mPa·s,平均返排率90.2%.图1表6参3.     

高温生物酶破胶剂在克拉玛依油田压裂液中的应用

研究了用生物酶破胶剂来解决克拉玛依油田压裂液体系破胶不彻底、对地层伤害大这一难题的可行性。结果表明,调整生物酶用量至250 mg/L 和添加酶保护剂250 mg/L,并与0.01%过硫酸铵复配,2.5 h 可以彻底破胶,破胶液黏度为3.3 mPa·s,残渣量280 mg/L,且无返胶现象。质谱分析破胶液分子量集中在2 147~6 366 Da,主要为13~39 低聚糖分子,表明生物酶破胶剂将瓜尔胶彻底降解成小分子的多糖化合物,解决了破胶不彻底并返胶的难题。     

新型生物酶破胶剂的研究与应用

为解决低渗、特低渗油藏及大型压裂施工中压裂液破胶程度控制难、破胶后压裂液残渣长期对地层伤害等问题，对百力士160微量生物酶的破胶机理和酶活性的影响因素进行分析，并开展了新型生物酶破胶技术的研究。研究结果表明，该酶对多糖类及其衍生物有降解作用，对辽河油田中低温压裂液具有适应性、配伍性较好的特点。在辽河油田8口生产井和4口探井压裂施工中应用，获得良好的施工效果。     

压裂高渗透地层时的新破胶剂技术

用羟乙棋纤维素聚合物在高渗透率岩心中的再次获得渗透率研究工作揭示出过硫酸盐型氧化破胶剂及酶破脐剂不能适当地降解聚合物。使用高浓度过氧化酸破胶剂显示了破胶的改善，但是，为了适用这些高浓度的破胶剂，还需要进行辅助工作。     

新型压裂液破胶剂的研究与应用

为解决压裂液的前期降粘与后期破胶困难的矛盾,研制出了一种新型的水基压裂液破胶剂——EB-1微胶囊破胶剂。EB-1微胶囊破胶剂是在过硫酸铵表面包结一层防止水侵入的绝缘包衣,绝缘包衣对破胶剂具有屏蔽作用并在一定的条件下释放,从而达到了廷缓破胶的目的。经室内和现场应用表明,EB-1微胶囊破胶剂能提高压裂液中破胶剂的浓度,使压裂液在较短的时间内破胶化水,压裂液反排液的粘度均小于3 mPa·s,同时压裂后关井时间由原来的12h以上缩短为6-8 h;EB-1微胶囊破胶剂的生产设备采用转鼓式喷涂包衣工艺,结构设计合理,包衣材料回收率为80％,节约了成本,提高经济效益,降低了对环境的污染;EB-1微胶囊破胶剂具有良好的缓释性能,使压裂液在施工中能保持较高的携砂能力,防止压裂液提前破胶;EB-1微胶囊破胶剂能提高压裂液中破胶成分的有效含量,压裂液破胶化水彻底,提高压裂液的反排效果,减少对地层及支撑剂的伤害,提高增产效果。     

CO2破岩机理及压裂工艺技术研究

为了明确不同介质注入过程中有效应力的变化规律,揭示超临界CO₂压裂的起裂压力低、穿透距离远、裂缝密度广的力学机理,基于线弹性多孔介质模型,线性分解井筒平面各向应力,引入井筒增压速率,对孔隙压力与附加周向应力进行修正。结合长庆气田致密气特征,集CO₂破岩增压与滑溜水体积压裂双重优势,改进气藏地质储量容积差值法,优化CO₂注入量,根据井下压力计监测数据分析动态滤失平衡点,优化CO₂施工排量,研发防冻隔离液,开发单机组作业流程,攻关形成前置CO₂蓄能压裂技术。计算结果表明：液态CO₂压裂的起裂压力降低了69.2%,超临界CO₂压裂的起裂压力降低了75.5%。在鄂尔多斯盆地东部开展先导性试验6口井,一次喷通率100%,平均试气产量7.59万m³/d,为长庆气田探索出了新的技术增产途径。     

非常规压裂返排液回注处理实验研究

油气井作业过程中产生的压裂返排液已成为当前油田地表水体主要污染源之一。对非常规开采压裂返排液进行了主要污染成分分析,结合油田现场处理现状提出了回注处理工艺,并进行了实验研究。结果表明,在采用破胶、Fe/C微电解、混凝和压滤的处理工艺后,压裂返排液达到ρ(悬浮物)10mg/L、ρ(油)30mg/L、pH值为6~9的标准要求。该研究为压裂返排液回注处理工艺、装置的设计及现场实施提供了实验基础。     

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.     

牛东火山岩油藏压裂技术研究与应用

火山岩油藏由于岩性坚硬、致密、裂缝分布范围小且复杂,因而沟通性差,开发程度低。以牛东火山岩油藏为背景,研究形成了火山岩油藏压裂技术。该技术以低排量,控制缝高、连续段塞加砂以及高砂比等技术相结合,实现深穿透、造有效长缝,克服了火山岩油藏压裂的技术难点。并采用胶囊和APS双元破胶技术,解决了压裂液在40℃以下破胶慢的难题,1 h完全破胶,破胶液粘度小于3 mPa·s。通过现场应用效果,证实该技术适用于低温火山岩油藏的压裂施工作业,增油效果显著。     

浅层致密气压裂用低温压裂液优选及现场应用

针对埋藏浅的低温致密气藏,优选了适用于该气藏的低温压裂液体系。通过对改性胍胶、多效添加剂、交联剂的优选,确立了低温压裂液配方:0.3%GW-3+0.5%DT+0.5%KCl+0.3%JL,并对体系的综合性能进行评价。结果表明:该低温压裂液属于假塑性流体、具有较好的耐剪切性能,在60℃、170 s^-1条件下剪切120 min后,黏度保持在145.6 mPa·s以上。通过破胶剂加量优化可以实现在低温下控制破胶时间和破胶效果,达到快速破胶目的,破胶液具有返排率高、储层伤害小的特点。现场应用效果较好。     

微胶囊包裹化学生热压裂液体系及其工艺技术研究

在低温浅层油气井及高含蜡、高凝油油井的压裂中,由于低温下常规破胶剂活性太低而使破胶困难,同时也由于注入流体的“冷伤害”而使得压裂增产效果较差。为了避免这些问题的出现,可采用微胶囊包裹化学生热压裂液进行压裂作业。通过实验选定了NaNO₂-NH₄Cl生热体系,利用相分离法对该体系的催化剂-草酸进行微胶囊包裹。当NH₄Cl-NaNO₂草酸微胶囊与羟丙基瓜尔胶压裂液复配后,体系的稳定性及抗剪切性能都保持较好。当体系中NH₄Cl和NaNO₂浓度为2.0mol/L时,草酸微胶囊质量分数为0.93%,过硫酸铵质量分数为0.08%时,在170s^-1剪切速度下连续剪切2h后,压裂液粘度能保持在300 mPa·s左右,生热峰值温度能达到78℃,4h后破胶液粘度为3.12 mPa·s。     

无粘土弱凝胶钻井液的研制开发及应用

常用钻井液中所含的徽细粘土颗粒很容易侵入储层,使储层渗透率大大降低,对保护储层不利,尤其对保护酸敏性储层不利,因为酸敏性储层不能采用酸化的方法来恢复渗透率。因此,研制了一种新型的无粘土弱凝胶钻井液体系,用性能较好的聚合物(PF—Ⅵ)和交联剂(JLJ)作增粘剂,保证无粘土弱凝胶钻井液的粘度;辅以一定量的抑制剂、降滤失剂和润滑剂以防止储层中的粘土分散、膨胀。评价试验结果表明,使用BROOKFIELD DV—Ⅱ粘度计在0.3 r/min下(即剪切速率为0.0636s-1)测定该钻井液的粘度为40000-50000 mPa·s.可满足现场需要;与原油、盐相容性好,不会对储层造成伤害;加入一种氧化剂后,形成的弱凝胶能快速破胶降解;岩心渗透率的恢复值在80％以上。该钻井液在南海涠11-4-Al2b水平井及新疆TK431井的钻井过程中,都取得了很好的效果。     

速溶胍胶压裂液的研制及再生可行性研究

针对压裂施工时压裂液配制效率低,施工后返排液多、处理费用高且近期胍胶原料价格大涨等问题,研制了一种速溶胍胶压裂液。通过溶解速率测定、破胶及重复交联性能评价等一系列实验．将该胍胶与常规胍胶性能进行对比．并研究了该速溶胍胶的再生利用可行性。实验结果表明,速溶胍胶溶解快、分散性好、破胶彻底,以此作为增稠剂组成的压裂液体系耐剪切性能良好,具有一定的可再生性,经济环保,具有广阔的应用前景。     

控制裂缝高度压裂工艺技术实验研究及现场应用

对控制裂缝高度的压裂工艺技术进行了定量分析和数值模拟.对控制裂缝高度压裂工艺进行了实验研究,确定了携带液和导向剂的最优组合及其阻挡效果,提出了遮挡层压力降与导向剂砂比的拟合关系式.在此基础上,研究了控制裂缝高度压裂数值模拟和施工设计的方法,提出了施工设计的多目标优化模型及其向单目标优化模型的转化和求解,研制了控制裂缝高度压裂优化设计软件,并给出了该技术的现场应用情况.