粘弹性表面活性剂（VES）压裂液

粘弹性表面活性剂（VES）压裂液是Schlumberger Dowell公司开发的新型无聚合物压裂液,商品名ClearFrac,由表面活性剂长链脂肪酸的季铵盐溶解在盐水中而成。长链季铵盐分子在盐水中形成高度缠结的蚯吲状成刚性长棒状胶束,使压裂液具有了一定的粘度和弹性,压裂液冻胶遇到烃类（原油、天然气）便会破胶。VES压裂液不需要破胶剂、交联剂、杀菌剂等,用量少,对地层伤害小。本综述分章介绍VES压裂液的开发简史,组成及结构;流变性;滤失性;导流能力;国外国内应用概况。     

粘弹性表面活性剂压裂液的研究应用现状分析

粘弹性表面活性剂（VES）压裂液（又称为清洁压裂液）的使用改变了传统聚合物压裂液生产操作方式，可以减少传统压裂液对地层的损害和污染。归纳了目前国内现有的VES压裂液体系的组成、作用机理、研究现状及应用情况，总结了清洁压裂液性具有高效、低伤害、配制简单的特点，最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。     

低渗透油气储层压裂液的研究进展

综述了低渗致密储层尤其是鄂尔多斯盆地储层的压裂技术难点,针对低渗、低孔致密油藏,提出了提高低渗透致密油藏产量的措施,阐述了3种低渗透油藏压裂液—胍胶压裂液、聚合物压裂液和清洁压裂液各自优缺点和特性,重点介绍了清洁压裂液种类和特点、成胶原理、破胶原理,展望了清洁压裂液的未来发展趋势。     

粘弹性表面活性剂压裂液的破胶作用

压裂液在压裂过程中起传递压力和携带支撑剂的作用,但聚合物压裂液中聚合物因降解不完全会给储集层带来损害,严重时甚至造成油气井减产。表面活性剂分子是由亲水头基和亲油尾基构成的,溶于水时可聚集为胶束。粘弹性表面活性剂在某些盐存在时,可在低含量时形成类似于聚合物分子那样的棒状胶束,并相互缠绕,而产生粘弹性。粘弹性表面活性剂压裂液因不存在聚合物残渣,对裂缝损害小,而视为清洁压裂液。一般认为,这种压裂液遇到地层中原油或天然气时可破胶,无须外加破胶剂。然而研究表明,天然气并不能使该压裂液破胶,压裂气井时必须外加破胶剂,并为此研究出了一种适合的高分子破胶剂。     

粘弹性表面活性剂压裂液研究应用进展与展望

粘弹性表面活性剂压裂液与传统水基聚合物压裂液相比具有低伤害、低摩阻、易于彻底破胶等优点,在近年来成为压裂液领域的研究重点。介绍了粘弹性表面活性剂压裂液的粘弹性机理和破胶机理,并综述了粘弹性表面活性剂压裂液在国内外的研究应用现状。针对粘弹性表面活性剂压裂液目前存在的耐温性较差、成本偏高、在渗透率大于200~300mD的地层的滤失量偏大和在气藏不能自动破胶的问题,分析了问题产生的原因,并讨论了解决方案。     

中高密度粘弹性表面活性剂压裂液的研制与应用

青海涩北气藏地层压力系数在1.3左右,盐敏性强,临界矿化度为8×104mg/L.针对该气藏及类似油气藏研制了中高密度(1.05～1.70 g/cm3)VES压裂液.讨论了VES压裂液的形成及破胶机理.压裂液密度由盐水提供,给出了盐水密度与无机盐种类、浓度关系式.所用表面活性剂是专门研制的,代号CFP-Ⅲ,在基本配方中用量15～40 g/L.密度1.30 g/cm3、CFP-Ⅲ浓度30 g/L的VES压裂液的性能如下20℃下的流变性显示剪切变稀特性;在20～45℃粘度基本恒定,在45～90℃粘度随温度上升而增大,＞90℃后粘度下降,在110℃时为53 mPa·s,因此该VES压裂液可用于120℃地层;在20℃、170 s-1下剪切60分钟使粘度降低25%,继续剪切时粘度不变;加入0.5%多烃类处理剂时彻底破胶,破胶液粘度与盐水相当;对储层岩心渗透率的伤害率仅为6.08%～11.14%.使用该VES压裂液在涩北13口气井进行压裂防砂先导性试验,气井不出砂日产气量增加75%～180%;给出了一口井的施工参数曲线图.图7表1参6.     

粘弹性表面活性剂压裂液的研究应用现状分析

粘弹性表面活性剂(VES)压裂液(又称为清洁压裂液)的使用改变了传统聚合物压裂液生产操作方式,可以减少传统压裂液对地层的损害和污染。归纳了目前国内现有的VES压裂液体系的组成、作用机理、研究现状及应用情况,总结了清洁压裂液性具有高效、低伤害、配制简单的特点,最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。     

新型低损害植物胶压裂液及其在低渗透储层中的应用

为了满足大庆油田低渗透储层压裂增产改造的需要,开发了一种新型低损害植物胶压裂液。室内实验和现场应用结果表明,与目前广泛使用的羟丙基瓜尔胶压裂液相比较,新型低损害植物胶压裂液具有聚合物浓度低、破胶液残渣含量少、对地层和裂缝导流能力损害低、成本低、增产效果显著等诸多优点。新型压裂液中高分子聚合物的分子量和化学结构与羟丙基瓜尔胶不同,因而其性能有明显优势。     

粘弹性胶束压裂液的形成与流变性质

由C16、C18烷基三甲基季铵盐和助剂配制了压裂用表面活性剂VES 60。考察了VES 60/水及其他体系形成胶束凝胶的能力。得到了一种蠕虫状胶束和一种片状胶束的环境扫描电镜照片。测定了体积分数(下同)为5%的CTAC与NaSal、NaSal+KNO3水溶液形成的胶束凝胶的粘度(70℃)随剪切速率的变化,讨论了两种盐之间的协同作用。在不同温度(10～40℃)和10s-1下,4%VES 60水溶液形成胶束的动力学包括三个阶段:链分散,低粘度;链缔合,粘度快速增大;链动态平衡,粘度基本稳定。在170s-1下4%VES 60的胶束溶液的粘度随温度升高而下降,在50～80℃区间下降幅度很小,粘度约在60mPa·s上下,在80℃以上急剧降低。20℃时4%VES 60胶束溶液的流变性符合H B模型,k′=8.664Pa·sn′,n′=0.2678,τy=5.4Pa。随表面活性剂体积分数增大(2.0%～5.0%),30℃时VES 60胶束溶液的粘弹性参数G′,G″和η 增大,tanδ减小,即弹性增强而粘性相对减弱。图5表2参6。     

粘弹性表面活性剂技术在酸化中的应用

粘弹性表面活性剂(VES)技术在压裂液中已成功应用多井次,并取得良好效果。介绍了一种应用粘弹性表面活性剂的新型转向酸液技术,主要用于碳酸盐岩非均质地层的酸化。该体系因其独特的流变性且无聚合物、无固相,因而施工后在地层无滞留物,返排彻底,对地层的伤害小。其适用井温可达100℃左右,是一种理想的新型酸液体系。     

粘弹性表面活性剂清洁压裂液破胶剂筛选实验

为解决清洁压裂液在低渗特低渗低产油藏压裂时无法彻底破胶的问题,根据清洁压裂液破胶机理,对清洁压裂液与醇类、表面活性剂类、无机盐、烃类等多种化学试剂的破胶情况进行了室内筛选实验。实验结果表明筛选出的清洁压裂液破胶剂YTS破胶性能较好,40℃时0.2%的加量可使清洁压裂液彻底破胶,破胶液粘度在5 mPa·s以下,并且破胶时间可控,能够满足低渗特低渗油藏清洁压裂液压裂施工的需要。     

表面活性剂在低渗透油气藏全过程保护中的应用进展

相圈闭损害在裂缝性低渗透油气藏中极为严重。概括了表面活性剂降低界面张力、改变润湿性的机理。氟表面活性剂可促进液相返排、预防相圈闭损害,故界面修饰显示出扩展屏蔽暂堵技术和欠平衡作业在低渗透油气藏全过程储层保护技术覆盖度的潜力。介绍了界面修饰在低渗透油气藏保护中的应用实例和氟表面活性剂的优良特性,指出进一步研究的发展方向。     

裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型

现有的压裂液滤失计算方法基本上是基于滤失速度与滤失时间的平方根成反比的经典滤失理论,不能用于裂缝性储层压裂液的滤失计算。在考虑压裂过程中压裂液分别沿天然裂缝和基质向地层渗滤的基础上,建立了裂缝性低渗透储层压裂液滤失计算新模型,采用正交变换法给出了模型的精确解。该模型易于收敛,计算速度快。计算结果表明,裂缝性储层实施压裂作业时,压裂液主要经由天然裂缝滤失,裂缝性储层压裂液滤失计算不能采用经典的滤失理论。     

粘弹性表面活性剂压裂液的化学和流变学原理

综述。前言讲述了压裂液发展史及粘弹性表面活性剂（VES）压裂液的产生。微观结构原理一节讲述了表面活性剂肢束的各种形态、可形成蠕虫状肢束的各类表面活性刺，尤其是美国Schlumberger公司的ClearFrac压裂液中使用的由芥酸合成的季铵盐类。稠化原理一节给出了蠕虫状肢束数量C（L）和平均长度艺表达式，讨论了表面活性剂体积分数、温度、肢束分离能对L的影响，图示了VES压裂液稠化过程。破肢原理一节介绍了烃等油类和亲油物质在蠕虫状胶束内增溶，引起VES压裂液破肢的过程。图3参15。     

粘弹性清洁压裂液的研究与应用

针对吉林油田油藏特点,优化出了VES-70粘弹性清洁压裂液配方体系。分析了粘弹性清洁压裂液的水溶液增粘特性、耐温耐剪切性能、破胶性能、动态滤失与损害性能,介绍了现场应用工艺和应用效果。研究结果表明,该清洁压裂液应用简便,直接将粘弹性表面活性剂加入清水中,即可形成粘弹性凝胶,具有明显的网络结构,粘弹性好、剪切稳定性强、支撑悬浮力好、施工摩阻低,可控制裂缝的有效延伸,增产效果显著。     

表面活性剂在水基压裂液中的应用

针对水基压裂液的特点与使用要求,分析了表面活性剂在水基压裂液中的作用机理,研究了1227杀菌剂、HY-605助排剂、SP169破乳剂、阴离子与非离子复合粘土稳定剂、消泡剂与起泡剂的应用效果以及与压裂液的配伍性。通过表面活性剂的作用,可有效地提高瓜胶水溶液的放置稳定性、压裂液的防乳、破乳、液体返排、稳定地层粘土、起泡与消泡能力以及保护地层、降低污染的效果。应用加有复合表面活性剂体系的有机硼交联压裂液于2001年在现场进行了3井次压裂施工,取得了液体返排率为85.9％,累计增油1670 t和天然气535.6×104 m3的良好效果。     

强水敏性低渗透地层改造用油基压裂液

在油气田勘探开发过程中,压裂是一种常用的强化开采措施。对于强水敏地层,水基压裂液会造成较大损害,难以获得理想的增产效果。油基压裂液是以烃类为基准的冻胶体系,对强水敏性低渗透地层的改造有独特的效果。本文简要介绍了油基压裂液的基本技术情况及该技术的国内外发展概况,建议在我局强水敏性低渗透油气田改造、增产措施中发展油基压裂液。     

一种新型压裂液的现场应用及分析

介绍国外研制的一种新型非聚合物压裂液，通过国内外现场应用实例对 其进行详细分析说明。该压裂液具有独特的流变性，液体工作效率高，配制简单方便，对地层伤害小，经现场应用效果明显，值得大面积推广应用。     

VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用

为了降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发研制了VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液,并利用RCV6300毛细管流变仪等试验仪器,对该压裂液的性能进行了研究。室内评价结果表明,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液在100℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度在130mPa·s以上;在120℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度达50mPa·s以上;随剪切时间的延长,该压裂液粘度变化很小;随温度的降低,该压裂液粘度具有很好的恢复性。试验结果表明,该压裂液粘度高且成本低,对地层的伤害要比HPG压裂液低50%左右。现场试验证实,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的25%~30%,比HPG压裂液的摩阻低1MPa/1000m,2口压裂井共增产原油5600t。使用该压裂液进行压裂施工,可以有效地降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,同时提高油井的增产效果。