过硫酸铵与生物酶压裂破胶技术对比研究

压裂是低渗或特低渗油气井增产、注水井增注的一项重要举措,压裂液破胶不及时、不彻底乃至在裂缝中形成滤饼,降低了油层裂缝的导流能力,因此压裂液的破胶效果直接影响压裂液的返排和增产,本文主要结合延长油田子长采油厂低渗或特低渗油层的情况,针对生物酶与过硫酸铵破胶各自机理,半乳甘露聚糖生物酶与压裂液添加剂的配伍性,两者与油层水质配伍性及胍胶残留物对地层的伤害情况和现场实际应用后的效果进行综合对比,寻求最佳的破胶剂为油田压裂破胶剂找到合理的解决方案。     

巴喀致密砂岩气藏醇基压裂液研究及效果评价

为解决巴喀致密砂岩气藏压裂时的水锁等地层伤害问题,研制了一种低浓度醇基压裂液体系,用于改善地层气相渗透率和压裂效果。在筛选醇、增稠剂、交联剂等主剂与添加剂,研究评价醇对瓜胶液性能的影响,醇基压裂液体系的抗温抗剪切性能、破胶性能的基础上,通过室内实验表明,醇基压裂液体系可降低破胶液的表面张力,解除水锁提高返排效率,对岩心的伤害率比常规水基压裂液降低30%以上。现场醇基压裂井平均增产9.5倍,残液自喷返排率达到55%以上。     

红台低压气藏用压裂液生物酶破胶剂的性能与现场试验

为解决红台区块低压、低孔、低渗砂岩气藏压裂改造施工中压裂液破胶返排困难、残渣含量高对地层的伤害问题,对酶博士生物酶的破胶机理与酶活性的影响因素进行了探讨,并开展了生物酶破胶剂技术研究。研究结果表明:生物酶对红台区块泡沫增能压裂液具有适应性、配伍性好的特点,生物酶破胶剂可以在pH 6~10、40~90℃条件下使用,在pH=7、温度为80℃时活性最高;在泡沫增能压裂液体系中加入20 mg/L的生物酶破胶剂,压裂液快速破胶返排,破胶液黏度低于3 mPa.s,残渣含量254 mg/L,与未加生物酶相比降低幅度达63%,从而可提高压裂后地层的渗透率与导流能力。该技术应用于红台区块低压气藏,增产效果显著,取得了较好的经济效益。图5表4参6     

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.     

低浓度瓜胶压裂液体系评价及在大牛地气田的应用

水力压裂是大牛地气田低孔低渗储层开发的有效手段,压裂液是压裂工艺技术的重要组成部分,而目前0.45%HPG压裂液残渣含量较高(300~700 mg/L),对储层基质和人工裂缝伤害大。通过室内实验评价,优选有机硼交联剂HB-JLJ、高效助排剂HB-ZPJ以及生物酶破胶剂HB-PJJ,并结合常规黏土稳定剂、杀菌剂和起泡剂等添加剂,形成一套适合90℃储层温度条件的低浓度瓜胶压裂液体系。该压裂液体系具有良好的交联、携砂和流变性能,破胶液残渣含量为173~202 mg/L,表面张力为22.2~22.6 m N/m,较现用0.45%HPG压裂液对岩心伤害率降低19.96%。0.30%HPG压裂液体系在D井现场应用各项性能良好,增产效果显著。     

高温生物酶双元破胶性能与现场应用

针对高尚堡油田压裂液所用过硫酸铵(APS)破胶剂破胶不彻底、不均匀的问题,从海栖热袍嗜热菌中提取β-苷露聚糖酶的基因片断,通过凝胶色谱法和电喷雾离子化质谱分析了APS与生物酶的破胶原理,研究了苷露聚糖酶适宜的温度与p H值范围,用胍胶、生物酶和胶囊破胶剂及其他添加剂配制压裂液,在高尚堡深层水井进行了现场应用。结果表明,苷露聚糖酶为内切酶,通过内切作用大幅降低胍胶黏度与分子量,其直接作用于糖苷键,主要产生二～六低聚糖,单糖极少;而APS较易断裂糖环上的C—C键。β-苷露聚糖酶耐温120℃、耐受pH值4～10.5,该酶最适宜的温度为70℃、pH值为6～7,120℃下的活性为最高酶活的40%,保持活性时间为55min,90℃下的活性可保持180 min。在压裂液中同时加入APS和生物酶破胶,可降低残渣含量22%～45%。9口注水井压裂现场应用时,在压后裂缝完全闭合后,尾追高浓度生物酶溶液,现场增注效果良好,初期注水压力平均下降约13 MPa,平均累计增注1.2×10~m~3,有效期290 d。图9表6参10     

高温酶破胶剂在奈曼油田压裂液体系中的应用

奈曼油田交联冻胶压裂液体系存在破胶不彻底、残渣量大、地层伤害严重等问题.因此,对高温生物酶破胶剂在奈曼油田压裂液体系中的应用可行性、适用性,以及破胶效果进行了室内评价.结果表明,在100～120℃下,添加酶保护剂后,生物酶单独作用或生物酶与少量APS复配作用,奈曼压裂液体系均可在2h内彻底破胶,破胶液黏度小于5 rnPa·s,残渣量降至380mg/L.矿场试验表明,复配使用高温生物酶和APS复破胶的2口井压裂液返排率均达50％以上,与同期采用APS作为破胶剂的4口井相比高出10％～15％,施工产能效果良好,压裂施工后产量增加27％～36％.     

无聚合物压裂液作用原理及性能影响因素概述

目前 ,国内油井进行压裂施工大部分使用是含聚合物压裂液体系。但含聚压裂液不易破胶 ,返排不彻底 ,会对地层造成二次伤害 ,就此国外首先研制了无聚合物压裂液。对无聚合物压裂液易破胶、易返排 ,低伤害等优越性能和现场应用效果做了详细的阐述 ,并建议国内的压裂施工尤其是对强水敏性地层的压裂施工尽快过渡到使用无聚压裂液上来     

金秋区块气田水回注增注措施

研制了一套适合川渝地区使用的酶破胶羟丙基胍胶压裂液体系,该酶破胶剂对压裂液稠化剂具有很好的专一破胶性能,与压裂液各种添加剂有良好的配伍性能。与常规破胶剂相比,酶破胶剂破胶更彻底,破胶液黏度小,残渣含量少,对支撑裂缝导流能力伤害小。在合川001-25井组3口井的现场应用表明,该酶破胶压裂液体系能够完全满足现场加砂压裂施工要求,返排液残渣含量明显低于常规破胶剂体系,且使用酶破胶剂的2口井压后增产效果较使用常规破胶剂的更好。     

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.     

清洁滑溜水压裂液在长宁H26平台的应用

目前使用的滑溜水压裂液存在着与返排水不适应以及对储层伤害大等缺点。根据四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩特点及施工需要,研发出一种适合长宁区块的清洁滑溜水压裂液体系,进行了室内性能评价和现场应用。室内实验表明,该压裂液主剂JHFR-2的减阻性能好,使用现场返排液配制滑溜水时减阻率可达70%,溶解时间在30 s以内,最优加量为0.07%~0.10%;对岩心渗透率恢复率为91.9%;压裂液无毒,易返排。在长宁H26-4井的应用表明,清洁滑溜水压裂液的降阻性能好,能达到连续在线混配施工的要求,完全满足长时间大液量大砂量的页岩气井地层压裂。该压裂液配制工艺简单,可降低施工成本,有较好的应用前景。      

二氧化碳泡沫压裂液性能研究

对低压、低渗、水敏地层采用CO2泡沫压裂技术,起到增产增注效果。泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、粘度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在以上储层的改造中得到了广泛应用。研究了影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素,如泡沫质量、温度、压力、稠化剂、酸性交联剂,并对CO2泡沫压裂液性能进行了评价。     

长庆陇东地区油井压裂返排液配钻井液研究与应用

针对长庆陇东地区压裂返排液总量大、资源化利用率低的技术难题,以“减量化、资源化”为核心,通过对陇东油井区域4种典型压裂返排液样品的基本性能、离子成分、生化指标、发泡性能等分析研究,确定出返排液配制钻井液的主要影响因素。针对研究得出的影响因素开展了返排液预处理除砂设备、杀菌剂、抑泡剂及离子去除剂的优选评价等,同时结合长庆油气田现场生产实际确定出返排液预处理工艺技术流程,并在水资源短缺的长庆陇东致密油大井组水平井华H20-*平台完成2口井压裂返排液预处理及配制钻井液技术研究先导性试验。现场应用结果表明,预处理后返排液配制的钻井液同生产用水配制的钻井液性能基本接近,密度为1.25~1.30 g/cm3,表观黏度损失率可控制在15.0%以内,试验井段井壁稳定、钻井液滤失量、发泡性能可控,能够很好地满足现场钻井液使用要求。该研究及应用为压裂返排液配钻井液技术的推广及提高水资源综合利率奠定基础。      

适用于致密气藏的可变黏压裂液体系性能评价及现场应用

目的 针对川渝地区致密气藏储层改造,主要采用体积压裂造长缝。高强度加砂对压裂液携砂与降阻性能提出更高的要求,需要研发一种疏水缔合聚合物作为降阻剂。方法 利用疏水缔合聚合物疏水基分子内缔合达到优异的增黏效果。同时,该降阻剂与金属交联剂可形成稳定的交联体系,进一步提高压裂液黏度,从而形成适合于致密气藏开发用变黏压裂液体系。结果 该压裂液体系在秋林、金华、中台等地区致密气储层使用12井次。加砂强度5～6 t/m,最高砂浓度480 kg/m³,变黏压裂液黏度3～30 mPa·s,降阻率>70%,满足施工设计要求。结论 该压裂液体系在可在2～100 mPa·s黏度范围内实时调整,在低-中黏度范围内降阻率均大于70%;在交联情况下,降阻率为55%～60%,岩心伤害率小于15%,悬砂性能良好,现场使用方便。     

压裂液延迟交联与快速破胶技术

针对压裂液伤害地层的问题，通过对压裂液延迟交联与快速破胶技术的研究试验，研制出了时间延迟交联剂和温度延迟交联剂．确定了压裂液在不同温度和不同时间内破胶时需要破胶剂的用量。结果表明．压裂液交联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。为减少压裂液对地层的伤害，破胶剂加量应根据施工时问与裂缝中压裂液温度情况，使压裂液的破胶时间与施工时间相一致，既能保证压裂液的造缝与携砂能力，又能使压裂液在施工结束后快速破胶、水化返排。现场应用表明，压裂液具有摩阻低、抗剪切性能好、造缝与携砂能力强。对地层伤害小的优点．满足了现场施工的需要，提高了油井(特别是深井)压裂施工的成功率。在华北冀中对井深3400～3800m的油井压裂施工9口，平均砂比为29．3％，成功率为100％。     

一种新型清洁压裂液体系的研究及应用

利用分子间的静电作用以及疏水基团的缔合作用,研制出一种新型清洁压裂液,从耐高温性、抗剪切性、黏弹性、流变参数、滤失性、破胶性、抗盐性以及对地层伤害性等方面对该压裂液体系进行评价,发现该新型压裂液分别在130℃和160℃、170s-1下剪切1h后,黏度仍保持在40mPa·s以上,残渣量为0,岩心伤害率为21.72%,沉砂速率为1.96×10-4 m/min,滤失系数C3=7.622×10-4 m/min~(1/2),且压裂液性质不受水中盐浓度的影响。此外,与传统胍胶压裂液进行对比发现,该新型压裂液在抗高温性与抗剪切性方面与胍胶压裂液相差甚微,而在伤害性、破胶性等方面则远远优于胍胶压裂液。该压裂液在高速剪切下黏度下降,剪切速率降低时,黏度随之恢复,这一特点可大大降低施工摩阻。该新型压裂液具有的上述特点,使之可望取代胍胶压裂液,成为可满足油田压裂施工的压裂液体系。在G34-0X井盒8段的压裂施工中应用效果显著,可满足现场施工需求。     

多功能清洁压裂液F-VES性能评价

针对目前阳离子清洁压裂液存在的成本高、吸附造成的伤害大的问题,研发出了一种小分子阴离子型、抗剪切、低伤害、多功能的环保型清洁压裂液体系,其配方为:4%F-VES+0.5%KCl。室内性能评价结果表明,该压裂液的耐温耐剪切性良好,在80℃的表观黏度为40 mPa.s,在60℃连续剪切70 min后的黏度为67 mPa.s;在常温下与原油混合可迅速破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,表面张力为25 mN/m;静态悬砂速度为0.02～0.04cm/s;对岩心的伤害率为14.5%,比瓜胶压裂液和VES压裂液分别下降了58.6%和45.5%;对支撑剂导流能力的伤害率为9%,较VES压裂液下降了近74%;破胶液的驱油率为65%,与驱油剂WP-1相当。     

低伤害油层保护液性能试验评价

针对基山砂岩体储层特性,从防膨、防乳、低表(界)面张力等角度出发,研制了低伤害油层保护液配方体系,进行了降低返排压力试验、耐温性试验、防原油乳化试验、岩心伤害试验。结果表明,在低渗透砂岩油藏完井、洗压井等作业液中加入油层保护液,能够有效防止粘土矿物的膨胀,防止完井液与原油形成乳液,明显降低完井液返排压力,可以很好地防止水敏和水锁现象的发生,对地层渗透率基本无伤害。     

建南致密砂岩气藏压裂液伤害主控因素

实验测定了建南致密砂岩油气藏羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、低聚物压裂液和羟丙基瓜胶压裂液3种压裂液破胶后的黏度、表面张力及残渣含量,发现3种压裂液破胶后的性能参数存在一定的差异。通过测试不同压裂液体系对岩心的总伤害率和基质伤害率并计算出了水锁伤害率,发现岩心的水锁伤害率（65%~80%）远大于基质伤害率（5%~15%）,水锁伤害才是降低储层渗透率的主要伤害来源;且岩心基质伤害率和水锁伤害率不仅与压裂液的性能参数有一定的关系,还与岩心渗透率和岩性存在一定的关系。通过分解实验法逐步分析测定了这些因素对压裂液伤害的影响后得出,压裂液的残渣含量是影响基质伤害的主控因素;岩心渗透率是影响水锁伤害的主控因素。通过解水锁实验发现,严重水锁的岩心通过相应的解水锁措施后,岩心渗透率恢复值高达70以上,说明通过相应措施确实能减小水锁伤害。      

应用核磁共振技术研究压裂液伤害机理

核磁共振岩心分析技术能够快速、无损地检测出岩心含油饱和度和含水饱和度、束缚流体和可动流体饱和度的大小.通过测量压裂液侵入岩心引起的束缚水增加量、油相反排后的滞留量,能够分别判断出粘土吸水膨胀、水锁效应引起的岩心渗透率伤害程度,由此获得了压裂液对致密岩心伤害程度和机理的新认识.研究结果表明,压裂液对岩心的伤害机理和伤害程度不同,粘土吸水后引起的粘土膨胀和粘土颗粒分散运移对岩心渗透率有伤害,但由于粘土吸水量较少,岩心渗透率的损害率也较小,约为10%.反排后可动压裂液滤液或可动活性水在岩心孔隙内的滞留量均很少,因此水锁效应对油相有效渗透率的损害率较小,约为10%.压裂液滤液对岩心有效渗透率损害率比活性水高出约30%,这说明压裂液中的大分子物质在岩心孔隙内的吸附滞留是引起岩心渗透率伤害的主要原因.