反相乳液型减阻剂及滑溜水体系的研发与应用

由于常规压裂液降阻效果差,对储层伤害大,为了大幅度降低施工摩阻,降低施工压力,改善压裂改造效果,采用反相乳液聚合法合成了一种用于压裂的反相乳液型减阻剂,并以其为主剂,与优选出的配伍性能好、协同效应好的黏土稳定剂、助排剂等复配形成了一种新型滑溜水体系。室内试验表明:0.10%~0.15%反相乳液型减阻剂溶液的减阻率达到65%以上;新型滑溜水体系的减阻率达到65%,且具有较高的防膨胀和助排性能,较好的耐温抗盐性能。新型滑溜水体系已在青海、江汉、华北等油田薄互致密储层压裂和页岩油气井分段压裂中进行了应用,表现出了良好的特性,获得了良好的改造效果。该体系能够满足页岩油气储层及致密储层压裂的需要,且能降低大型压裂的施工成本。      

滑溜水用速溶型减阻剂研究与应用

滑溜水压裂在非常规油气田开发中得到广泛应用,其原因是滑溜水可以有效降低管内摩阻,从而减少施工压力,且对地层伤害小。针对连续混配的施工工艺,研制出一种可应用于滑溜水体系的速溶型减阻剂,该体系溶解速度快、减阻效率高,且与滑溜水中的防膨剂、助排剂等助剂配伍性良好,可满足常规配液方式及连续混配工艺。现场试验结果表明,利用新型速溶减阻剂配制的滑溜水溶液减阻率可达65%以上,且2min内完全溶解于滑溜水体系中,可应用于压裂及酸化施工中。     

水溶性减阻剂在页岩气滑溜水压裂中的应用进展

滑溜水压裂是致密页岩气开采主要采用的增产手段,水溶性减阻剂是滑溜水压裂液中用于降低流体在管道输送过程中所受阻力的化学试剂。介绍了减阻剂的减阻机理,综述了水溶性减阻剂在页岩气滑溜水压裂领域应用的研究进展,包括生物基多糖减阻剂、聚氧化乙烯减阻剂和聚丙烯酰胺类减阻剂在页岩气压裂领域应用的研究现状。对水溶性减阻剂的应用前景进行了展望,减阻性能好、对储层伤害低、环境友好和成本较低廉的减阻剂是未来研究的重点。     

非常规油藏多功能滑溜水体系研究与应用

非常规油藏压裂使用的常规滑溜水存在溶解缓慢、携砂性能差、抗盐能力弱及对温度敏感等问题。针对以上问题,笔者自主研发由0.1%~0.6%可变黏减阻剂与0.2%纳米乳液组成的多功能滑溜水体系,该滑溜水体系溶解速度快,90 s基本溶解完成;0.1%的减阻剂滑溜水减阻率可达74.84%;使用中不需要添加交联剂可实现变黏携砂;对一价离子与二价离子均有很高耐受性,可使用返排液配液;在-30~40℃环境中放置后,减阻剂乳液仍可正常使用。滑溜水进入地层破胶后,对页岩、砂岩储层岩心的渗吸驱油率为71.25%~74.16%。经现场应用,压裂成功率100%,施工中砂密度最高为540~550 kg/m^(3),减阻率超过77%,压后两井日产油9.8~14.4 m^(3),证明多功能滑溜水体系具有驱油增效的特点。     

抗盐型滑溜水减阻剂的性能评价

目前使用的大多数减阻剂抗盐能力无法满足滑溜水高矿化度配液用水的要求。为了获得可用高矿化度水配制的减阻剂,开展了疏水缔合聚合物抗盐型减阻剂GAF-RP的研究,评价了GAF-RP的溶解性、减阻性和抗盐能力等,研究了采用GAF-RP与增效辅剂GAF-2D和黏土稳定剂GAF-16配制的滑溜水体系的减阻性能、防膨性能及对岩心的伤害等,并在吉林某油田进行了现场应用。结果表明,GAF-RP减阻和抗盐效果均好于聚丙烯酰胺类减阻剂,GAF-RP溶解时间短,能在120 s内达到最大减阻率80%;抗盐达25×10~4mg/L,抗氯化钙1000 mg/L;GAF-RP配制的滑溜水体系具有较低的表面张力(27.1 mN/m)以及较高的防膨性能(防膨率大于80%),对岩心基质渗透率损害率小(小于5%);该滑溜水返排液可重复配液,返排液配制体系的减阻性能较好,减阻率为78.2%,压后返排率49.6%,日产油4.3 t,增产效果较好。     

滑溜水用减阻剂室内性能测试与现场摩阻预测

经验预估滑溜水压裂现场的减阻效果具有差异较大的不足,而以往的减阻剂减阻性能评价实验多侧重于相关产品的对比优选,对其测试结果如何应用于现场实际的说明并不多见。针对以上问题,搭建了室内环路摩阻测试系统,依据Prandtl-Karman定律,通过清水湍流率定出测试用的3条直管管径分别为10.46,7.59和5.86 mm。对不同管径,在一定泵送排量梯度下对5种不同浓度的DR-800减阻剂溶液的摩阻压降进行了测定。对于0.07%和0.10%浓度的减阻剂溶液,将测试压降换算成摩阻系数,与考虑黏度项计算出的雷诺数相对应,可以很好地拟合于Virk渐近线,证明了DR-800减阻剂的优良减阻性能。在定量测试减阻性能后,采用摩阻放大法中的阻力速度法,将室内实验测得的降阻比与阻力速度进行回归得出表达式,确定出各阻力速度所对应的具体减阻率大小。运用该式,通过迭代计算,可以得到每种工况下相对确定的减阻率,比起经验预测,精度明显提高。因此,上述的室内研究方法对减阻剂的现场应用具有指导意义。      

水包水乳液减阻剂的减阻机理研究

将采用分散聚合法制备的水包水乳液减阻剂直接溶解于纯水中,配制成滑溜水;通过环境扫描电子显微镜与室内管道摩阻仪对减阻剂进行微观结构表征与减阻性能测试。实验结果表明,该减阻剂具有良好的速溶性,能在98 s内溶解完全;减阻剂浓度和高价离子浓度影响滑溜水的减阻性能,其中,Ca~(2+),Fe~(3+),SO_4~(2-)质量浓度分别超过75,20,100 g/L时,才会影响减阻效率;在滑溜水实际应用时应侧重非结构黏度的减阻作用。     

致密油层体积压裂滑溜水体系研究及在昌吉油田的应用

针对昌吉油田致密油水平体积压裂要求,研制出新型耐温耐盐降阻剂WH24及具有助排、破乳、黏土防膨和杀菌作用为一体的多功能增效剂。通过室内实验对滑溜水体系进行评价,直管降阻实验结果显示质量分数0.06%~0.1%降阻剂的滑溜水降阻效果明显。大排量连续混配滑溜水体系在昌吉油田致密油层3口水平井共计55层的压裂施工成功率100%,滑溜水施工排量11 m3/min,降阻率相比清水可降低80%。该滑溜水体系出色的降阻效果为昌吉油田致密油层的体积压裂成功实施奠定了基础,同时也节约了成本,减少了环境污染。     

致密油新一代驱油型滑溜水压裂液体系的研制与应用

鄂尔多斯盆地致密油藏储层渗透率低,地层压力低,油井依靠压裂投产。油藏开发中普遍呈现初期产量高、递减快、稳产难度大、采收率低等特征。为实现油井压裂施工中补充地层能量、储层低伤害、降低界面张力以及提高洗油效率等目的,文中提出了在JHFR-2减阻剂+JHFD-2多功能添加剂滑溜水压裂液体系中加入HE-BIO生物驱油剂,并且在压裂液减阻效果、抗盐性、储层伤害、生物毒性、洗油效率、驱油效率等实验研究的基础上,研制了集压裂、增能、驱油为一体的致密油新一代驱油型滑溜水压裂液体系。该体系具有速溶、无毒、环保低伤害、减阻、抗盐、防膨、超低界面张力等特点。利用该压裂液体系,在南泥湾油田P132平2井开展压裂三采一体化先导试验取得圆满成功,为我国致密油藏的高效开发进行了有益尝试。     

鄂尔多斯盆地致密油滑溜水压裂液的研究与应用

北美页岩气等非常规油气资源得到了效益开发,主要的增产手段是滑溜水体积压裂。国内致密油储层改造使用的滑溜水压裂液研究与应用较少,国外产品价格昂贵且技术封锁。鄂尔多斯盆地致密油资源量大,开发前景广阔,其储层条件更复杂,具有低孔、低渗、低压特点,使用常规压裂液改造施工压力高,储层伤害大,改造效果不理想。该盆地黄土塬地貌水资源匮乏,体积压裂备水困难,且大量的返排液增加了环保压力。根据致密油地质特征和工艺需求,合成了梳状分子结构减阻剂DR64,配套优选出高效助排剂和黏土稳定剂,形成了一种适合盆地致密油开发的低成本可回收滑溜水压裂液体系。大量的室内和矿场试验表明,该体系减阻率达到64.1%,有效地减小了高泵压的风险,具有低伤害、携砂性能稳定、低成本可回收重复利用的特点,表现出良好的工艺适应性,为国内非常规油气资源的开发提供了宝贵经验。     

适合致密砂砾岩储层的多功能滑溜水压裂液体系研制与评价

针对致密砂砾岩油藏采用常规水基压裂液施工效果较差的问题,室内实验以多功能纳米乳液减阻剂DZR-3为主要处理剂,结合复合表面活性剂FHR-1和杀菌剂SYR,研制了一种适合致密砂砾岩储层的多功能滑溜水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。实验结果表明：多功能滑溜水压裂液体系的基本性能指标均能满足标准;体系的耐温抗盐性能和抗剪切性能较好;体系对致密砂砾岩岩心的基质渗透率损害率低于10%,明显低于常规瓜尔胶和滑溜水压裂液;体系还具有较好的渗吸驱油效果,在地层温度条件下对砂砾岩岩心的自发渗吸驱油效率可以达到30.8%,驱油效果明显优于常规瓜尔胶和滑溜水压裂液。现场应用结果表明,SL-X井压裂施工后的产油量明显高于使用常规瓜尔胶和滑溜水压裂液的邻井,实现了压裂后油井增产的目的。该成果为致密砂砾岩储层的高效压裂开发提供了技术支持。     

低吸附耐高矿化度滑溜水体系研制与现场应用

为降低压裂用滑溜水对储层的吸附伤害和实现产出水直接配制,提高回收再利用率,基于耐高矿化度、低吸附的要求,通过引入极性阳离子片段设计并制备了一种高耐盐低吸附降阻剂NY,将NY与助排剂、黏土稳定剂等添加剂复配得到滑溜水体系,对滑溜水配方进行了优化,评价了滑溜水的综合性能,并在四川盆地页岩区块进行了现场应用。结果表明,降阻剂NY的耐盐降阻性能良好,在高矿化度(≤300 g/L)下的降阻率大于70%,并与各添加剂的配伍性良好。滑溜水的耐盐降阻性能良好,在矿化度为0～300 g/L的条件下,滑溜水体系的起黏时间均小于60 s,表观黏度为1～3 mPa·s,表面张力均小于30 mN/m,防膨率均大于80%,页岩吸附量≤3.66 mg/g,各项指标均满足行业标准与现场压裂需求。现场实施8口井,施工成功率100%,产出水重复利用率100%。与普通耐盐滑溜水相比,该滑溜水吸附性和对储层的伤害低,液体综合成本降低17%,单井产量提升44%,现场应用效果显著。图4表7参21     

一剂多能乳液聚合物压裂液的制备与应用

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、2-丙烯酰胺基烷基磺酸(AMCS)为单体,制备了反相乳液聚合物AADS,将其与有机锆复合交联剂配合使用可形成一剂多能乳液聚合物压裂液.研究了合成AADS的适宜条件,考察了它的性能及现场应用情况.实验结果表明,合成AADS...     

一种基于返排水的新型滑溜水压裂液体系

页岩油气开发普遍采用大型体积压裂,返排液量大,处理技术难度大且成本高。为了实现返排水的循环利用,对减阻剂、助排剂、页岩抑制剂进行了研发或优选,形成了一种新型滑溜水压裂液体系:0.1%JHFR减阻剂+0.2%JHJZ助排剂+0.25%JHNW页岩抑制剂。室内研究表明:该体系绿色环保、20 s速溶、减阻达70%、高抗盐、与返排水配伍性良好。该体系在长宁H7平台的3口水平井成功应用,可满足现场连续混配的压裂要求,有利于节约水资源。     

致密砂岩变黏滑溜水体系的研制与应用

目的 为了满足致密砂岩气藏储层改造需求以及解决作业现场压裂返排液处理难题,开发了一种自缔合乳液变黏滑溜水(VSW)体系,该体系仅含一种多效添加剂。方法 通过含量控制实现滑溜水与携砂液的在线转变,评价了压裂液的降阻性能、耐温抗剪切性能、携砂性能、破胶液性能及岩心基质伤害,并在苏里格气田开展了水平井现场试验。结果 配方为1.0%(w)VSW的高黏滑溜水在清水和标准盐水中的黏度分别为93 mPa·s和64 mPa·s;清水配制的1.0%(w)VSW高黏滑溜水,在90℃、170 s^-1下剪切1 h后,黏度为78 mPa·s;携砂性能良好,0.425～0.850 mm陶粒支撑剂的沉降速度为0.84 mm/s。配方为0.1%(w)～0.3%(w)VSW的低黏滑溜水降阻率可超过75%。高黏滑溜水破胶液黏度为1.74 mPa·s,对岩心基质的损害率低于10%;现场压裂施工最高加砂质量浓度达700 kg/m³,平均无阻流量达104.69×10⁴ m³/d,返排液回收利用率达97.5%。结论 该体系具有良好的增黏性及抗...     

滑溜水压裂液降阻剂的研制与应用

通过对高聚物降阻机理及影响因素的分析研究,借助正交实验设计方法,优选出降阻剂主要活性组分UJ,研制出低成本滑溜水压裂液降阻剂GCY-1,性能表征结果显示,该降阻剂具备高分子降阻特性,性能良好,并通过添加适当的压裂液添加剂,形成了滑溜水体系配方,该配方在现场应用4井次,降阻率可达63.6%,取得了良好的应用效果。     

一种两性离子聚合物凝胶微球的制备与封堵性能

针对油基钻井液封堵性不足的难题,以N,N-二甲基丙烯酰胺（DAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC）为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,采用悬浮聚合法合成了一种两性离子聚合物凝胶微球。采用核磁共振氢谱对凝胶微球进行了分子结构表征,并考察了单体投料比、交联剂加量、乳化剂加量等对凝胶微球粒径与封堵性能的影响规律,最终将单体投料比优选为DAM∶AMPS∶DMDAAC=7∶1∶2,MBA加量优选为单体总质量的0.2%,乳化剂加量优选为单体总质量的3%,得到的凝胶微球平均粒径在22 μm左右。在油基钻井液中评价了微球的封堵性能,结果表明,凝胶微球在油基钻井液中的适应性良好,能够在高温下封堵尺寸为5～150 μm范围内的漏缝,效果优于氧化沥青与细目碳酸钙,是一种高性能的微米级封堵剂,具有较好的现场应用潜力。      

两性离子聚合物泥浆的研究与应用(一)——两性离子聚合物处理剂及其作用机理

聚合物泥浆的抑制性和流变性能,都是通过聚合物链团(或链束)与粘土颗粒形成吸附层的包被作用和成网作用来实现的。由于其内在的诸方面因素制约,存在着维持泥浆体系的胶体稳定性与有效地抑制粘土水化分散间的矛盾。为此,提出了采用两性离子聚合物处理剂及其体系的新构思,并开发了两种两性离子聚合物新型处理剂,以其特有的结构特点,使其在具有较强抑制性的同时,又能起到改善泥浆性能的双重效果。     

一种新型油包水钻井液乳化剂的研究与应用

利用N,N-二甲基l,3-丙二胺、脂肪酸、脂肪胺和环氧氯丙烷合成出Gemini阳离子表面活性剂,作为新型油包水钻井液用主乳化剂(代号为DQGC),DQGC具有极强的表面活性,可以形成致密的油水界面膜,在相对较小加量下既具有较高的破乳电压(大于1 000 V),同时可以润湿重晶石粉和岩屑等固相.使用DQGC研制出的新型油包水钻井液,在XS平1、S25平1、PF平84井进行了现场试验,表现出低黏高切的良好流变性,以及携屑能力、电稳定性和滤失造壁性强等优点,动塑比维持在0.4 Pa/mPa·s以上,满足了复杂结构井的钻探需求,可替代国外油包水钻井液乳化剂.     

耐盐乳液滑溜水在南川气田的研究与应用

粉剂型滑溜水存在配液费用高、黏度变化难、耐盐能力差等问题,难以满足常压页岩气“少液多砂”以及液体重复利用的要求。为了实时可调液体黏度,提升液体耐盐能力,合成了满足南川页岩气压裂液技术要求的乳液减阻剂,并评价了性能指标,形成了南川常压页岩气耐盐乳液滑溜水配方。现场应用5口井110段,砂液比10.8%,平均单段减少液量500 m³以上,液体综合成本降低66.8%,压后单井测试产量达到11.4×10⁴ m³/d,为常压页岩气的高效低成本改造提供了借鉴。