新型清洁压裂液的流变性实验研究

基于清洁压裂液和黏弹性表面活性剂的研究思路,综合应用分子缔合形成结构流体的理论,研制出了一种新型的清洁压裂液增稠剂及压裂液体系——GRF清洁压裂液。运用RS6000型流变仪对该压裂液的抗温性、抗剪切性能,黏弹性及触变性等进行了测定。通过大量实验表明,该压裂液具有良好的抗温、抗剪切性能;在低于动态屈服应力下该体系储能模量G′恒大于耗能模量G″,是典型的黏弹性结构流体;并且其触变性对降低流体摩阻起到了决定性作用。这些良好的流变特性使得GRF压裂液的现场应用取得了比常规压裂液更好的增产效果。     

清洁压裂液研究进展

清洁压裂液是一种无聚合物的黏弹性液体。其稠化剂为特定的表面活性剂,这些表面活性剂分子溶解在盐水中会形成棒状胶束,依靠胶束间相互缠绕形成的三维网状结构达到有效携砂;烃类物质能破坏表面活性剂的胶束结构,不需要外加破胶剂。因此,清洁压裂液的交联、携砂和破胶等原理都不同于常规压裂液。本文综述了清洁压裂液的增稠原理、流变性能、破胶性能,以及未来发展趋势。     

低温煤层气清洁压裂液研制及性能评价

针对低温煤层气储层压裂改造难点,研制出一种低温煤层气清洁压裂液配方:0.4%VES+0.15%SSN+1.0%防膨剂+0.06%增效剂+0.08%防残渣剂,并针对该体系研制出了一种低温隐形破胶剂(20~35℃),对该清洁压裂液的携砂性、流变稳定性以及破胶性能等重要参数进行了评价。结果表明,该清洁压裂液抗剪切稀释性能强;20℃时,陶粒在该清洁压裂液中的沉降速度为0.528 cm/min;岩心伤害率为17.1%;裂缝导流能力强;低摩阻;对煤粉分散运移具有一定抑制性;加入0.45%自制低温隐形破胶剂,在3~4 h完全破胶,破胶后溶液的表面张力为23.5 mN/m,破胶液黏度为3.85 mPa·s,破胶后残渣含量为6.5 mg/L,破胶液岩心伤害率为13.5%,破胶液与地层水配伍性良好。     

复合型清洁压裂液的性能评价

运用RS300型流变仪对以铵盐阳离子、磺酸盐阴离子表面活性剂及助剂为原料配制的新型清洁压裂液进行流变能评价。结果表明:该压裂液的流体类型属于假塑性非牛顿流体。在170s-1,90℃下,体系表观黏度仍可以达到85.63mPa·s,随着剪切速率降低,黏度可以恢复。比值约为15.3,具有较高弹性。对压裂液在25~300s~(-1)范围内来回剪切,结果发现,滞回曲线并未重合,证明具有触变性。流变性测试可知,该压裂液体系同时具有剪切稀释性及剪切恢复性,是一种低黏高弹的中低温清洁压裂液,放置时间长达5个月。     

清洁压裂液性能与破胶研究

采用阳离子季铵盐与水杨酸钠复配制备粘弹性体系——清洁压裂液,考察其性能及破胶情况。研究了水、原油、液化石油气及煤气对清洁压裂液粘弹体系的影响。结果表明,水对其稀释作用有限,原油可以使其破胶。制备了3种不同使用温度的清洁压裂液,破胶后体系黏度小于3 mPa·s,破胶时间0.5～6 h。清洁压裂液自身对粘土有抑制膨胀作用,抑制率73.6%,与 KCl 复配后抑制率达86.6%。研究表明,清洁压裂液对煤芯伤害率为41.13%,明显小于对照组线性瓜胶的伤害率78.64%。在阜新煤田压裂现场应用表明,清洁压裂液携砂性能良好,使用破胶剂返排效果理想。     

适用于低温煤层气储层的清洁压裂液研究

煤层较松软,脆性强,压裂时会产生大量的煤粉,且煤层埋深浅,储层温度远远低于砂岩储层,用常规的压裂砂岩储层的压裂液,就会造成压裂液破胶不彻底。因此,为了降低伤害,通过室内实验,研制出一种新型清洁压裂液及对应的破胶剂。清洁压裂液是由阳离子表面活性剂在盐水中缔合形成网状结构的低黏凝胶液,加入破胶剂后,可使体系在1.5 h~3 h失去携砂能力,6 h~8 h内破胶彻底无残渣。该压裂液配制简单,可调节性强,具有剪切稳定性、携砂能力强、低滤失性、低摩阻、对储层伤害小等优势。     

清洁压裂液室内评价

以自制季铵盐表面活性剂与水杨酸钠水溶液按一定比例混合,制备了清洁压裂液。对该压裂液的热稳定性、滤失性、破胶性和对地层伤害性进行了室内评价。结果表明,该清洁压裂液粘弹性好,能自动破胶无需使用破胶剂,对地层伤害小,配制简单,易于现场应用。     

清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用

随着油气资源的开采,地下资源的枯竭,压裂已经成为油气资源进行深层次挖掘的有效手段。但压裂过程中,由于外来压裂液侵入地层,对地层造成污染,严重影响压裂缝面附近基质的渗流能力,降低压裂后油井产能。为了降低压裂液对地层污染,需引进清洁压裂液,降低对地层的伤害。介绍了清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用,重点阐述了清洁水基压裂液性能,并对清洁水基压裂液的现场应用现状进行了简单分析。     

页岩气藏环境下清洁压裂液及其破胶研究

页岩气储量丰富且清洁、高效,具有良好的开采前景,而压裂液的性能决定了油气压裂开采施工的成败及产量.因此,本文在系统调研页岩气和压裂液相关文献的基础上,以清洁压裂液为切入点,归纳了清洁压裂液的成胶和破胶机理,围绕清洁压裂液破胶,概述了不同因素对清洁压裂液黏度的影响,并提出了未来页岩气清洁压裂液技术的发展方向.     

新型清洁压裂液（VES—SL）的研制及现场应用

通过研制开发的一种新型清洁压裂液（VES—SL）具有良好的抗温增稠性能，最高抗温能力为120℃；具有独特的流变性，在一定温度范围内其表观粘度随温度升高而增加，在72℃—76℃时达最高值。摩阻计算表明，裂缝净压力值较低，可有效控制缝高，提高裂缝导流能力。室内试验表明，该压裂液在柴油、地层水的作用下，破胶化水彻底，对油层渗透率伤害低，导流能力保持在92％以上。由于自身具有三维立体网络结构，可有效提高对支撑剂的悬浮能力，降低向油层的滤失。目前已成功实施水力压裂7口井、压裂防砂25口井，增产增注效果明显。通过现场应用发现，该压裂液还具有摩阻低、返排彻底、可长期放置的特点。     

APV缔合型清洁压裂液室内评价

清洁压裂液作为一类新型的低伤害压裂液,因其优良的特性在储层压裂改造中有良好的发展应用前景。为了对压裂施工设计提供必要的参数,通过室内试验的方法对APV缔合型清洁压裂液体系中温区配方进行了评价。结果表明:APV具有很好的耐温耐剪切特性和时间稳定性,在中温地层中能很好地满足施工的粘度要求。通过粘弹性测试得出该流体为强冻胶,在整个扫描过程中损耗模量低于储能模量,表现出以弹性行为为主,在相对低粘度时仍具有良好携砂性能。少量的破胶剂即可使此压裂液在4 h后完全破胶,随着破胶剂份量的增加,在一定程度上可以提高破胶速度,破胶液粘度小于3 mPa.s,具有很好的破胶性能,与地层配伍性良好。在实际使用中,可以采用改变破胶剂浓度来控制此清洁压裂液的破胶速度,更好地满足压裂施工的要求。     

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。     

新型吉米奇季铵盐在VES清洁压裂液中的应用研究

采用吉米奇(Gemini)季铵盐阳离子表面活性剂NGA——乙烯撑基双(十八烷基二甲基溴化铵)和氯化钠配制了一种VES清洁压裂液,使用控制应力流变仪对配制的VES清洁压裂液的性能进行了测定。结果表明:NGA 2.0%(w),NaCl 4.0%(w)配制的VES清洁压裂液体系具有良好的粘弹性及抗温稳定性能,最高抗温可达95℃,解决了传统季铵盐类清洁压裂液体系的添加量高、耐温性能差的缺点,具有良好的应用前景。     

吐哈油田低渗透油藏压裂液体系适应性评价

油井压裂改造技术作为油田增产的主体技术已日趋成熟,对压裂效果影响起至关重要作用的压裂液体系研究一直是各油田关注的重点内容之一。吐哈油田针对油田储层及油藏类型开展了压裂液体系的适应性评价研究,尤其是水基压裂液应用了胶囊破胶技术、延迟胶联技术、低温破胶技术及低残渣稠化剂,满足了吐哈低渗深井油藏在不同油藏温度及压裂施工条件下对压裂液性能的要求,为保证压裂效果奠定了基础。     

羟丙基磺基甜菜碱压裂液体系性能研究

考察了羟丙基磺基甜菜碱VESBET-4浓度、pH值和无机盐的加入对体系黏度的影响,并评价了VES压裂液（2.5%表面活性剂+0.5%黏土稳定剂）的耐温抗剪切性能、携砂能力及破胶性能。结果表明:当转速达到250 r/min时,质量分数为2%的VESBET-4溶液的黏度可达到600mPa·s以上;该表面活性剂适于在中性及碱性条件下使用;且该表面活性剂与黏土稳定剂NH₄Cl、KCl具有良好的配伍性,无机盐的加入基本不影响体系的黏度。该压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能,在温度70℃、剪切速率170s^-1下的体系黏度仍高于50 mPa·s,60℃、170s^-1下剪切2h后的体系黏度仍高于85mPa·s。同时,单颗砾石的沉降速率为0.95 cm/h,砂比为30%时的砂子沉降速率为1.11cm/h,说明该体系具有良好的携砂造缝能力。使用模拟地层水可对该压裂液体系进行破胶,破胶时间在1 h内,破胶后体系黏度可降至4.27 mPa·s以下。图5表2参12     

耐高温FRK-VES清洁压裂液性能评价

针对国内外清洁压裂液耐温性能较差的问题,开发出一种新型的两性离子表面活性剂压裂液体系。该清洁压裂液体系优化配方为4.0%FRK-VES＋0.30%稀盐酸＋4.0%KCl溶液＋1.0%苯甲酸钠。室内实验对FRK-VES压裂液体系性能进行了评价：耐温耐剪切性良好,120℃的表观黏度为83 mPa.s（170 1/s）,30℃连续剪切60 min的黏度为3167 mPa.s;携砂性能良好,摩阻较小,在常温下与原油和地层水混合可迅速破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,并且无残渣,破胶液界面张力为0.75 mN/m,表面张力为24.8 mN/m;该体系滤失系数为1.93×10-4m/min1/2,对渗透率为1μm2和0.2μm2储层的渗透率伤害率分别为19.56%、25.36%,适合不超过120℃的高温低渗砂岩的储层改造。该清洁压裂液在胜利油田、华北分公司现场施工,效果较好。图3表5参11     

油气层保护用清洁压裂液的性能评价

清洁压裂液体系是由新型双子表面活性剂与水杨酸钠在无机盐溶液中作用而成.通过对清洁压裂液体系进行综合性能评价发现:该清洁压裂液体系具有组成简单、无固相残渣、携砂性能好、遇水或油自动破胶(破胶时间小于2h)、破胶液的表面张力和界面张力均小于所要求的技术指标、配制及施工简单等特点,在60℃时黏度达624 mPa·s,满足中高...     

清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用

陕西省韩城市地区煤层气井的主要目的煤层底界与奥灰系含水层的距离不足10 m,为了提高单井增产改造的效果,并最大程度地降低对煤层的伤害,选用清洁压裂液进行该地区煤层压裂。针对该地区煤层特点,室内试验对清洁压裂液配方及破胶剂进行了优选,对优选配方的流变性、携砂能力、滤失控制能力、对煤层的伤害性进行了评价,介绍了其现场应用情况。使用清洁压裂液在该地区压裂3口井8层,施工成功率为100%,其摩阻仅为活性水摩阻的38%,压裂井的日产气量是活性水压裂井的一倍以上。室内试验及应用结果表明,清洁压裂液对煤层中的粘土有良好的防膨效果,能够降低粘土膨胀对煤层的伤害;抗剪切能力强,在较低粘度下就具有良好的携砂能力,压裂时排量的选择空间较大,能够形成长的支撑裂缝;摩阻较低,可以降低施工时的水马力;配制简单,用液量少,便于缺水地区使用。     

CHJ阴离子清洁压裂液的性能评价

制备了以阴离子表面活性剂为主剂的CHJ清洁压裂液,并研究了其主要性能。CHJ清洁压裂液黏度随稠化剂加量的增加而增加,随KCl加量的增大先增加后降低,在KCl质量分数约2.7%时,黏度达到最大值360 mPa.s。该清洁压裂液在100℃、170 s-1下的耐温耐剪切性能良好。在80、120℃时,砂粒在压裂液中的沉降速度分别为11.124、18.840 mm/min,携砂性较好。煤油加量为3%时,压裂液在70 min左右破胶,清洁压裂液黏度降至5 mPa.s以下,破胶液表面张力为26.10 mN/m,界面张力为0.73 mN/m,比较符合现场施工要求。清洁压裂液的破胶液对岩心的伤害率为7.65%。图4参11