自悬浮支撑剂的性能评价与现场应用

为解决常规压裂液存在的压裂施工配液流程复杂、冻胶残渣对地层伤害大的问题,以陶粒砂、速溶液体改造剂和高分子聚合物为原料制备了自悬浮支撑剂,对其综合性能进行了室内试验评价,并研究形成了自悬浮支撑剂施工工艺。通过室内评价试验可知,自悬浮支撑剂悬浮形成时间短,具有良好的悬浮稳定性能、耐温耐剪切性能、破胶性能和低伤害特性。自悬浮支撑剂在5口井的清水压裂中进行了现场应用,简化了压裂施工流程,施工成功率100%。其中,X-1井压裂施工顺利,压裂后的日产油量是采用常规压裂液的邻井X-2井的2倍多,增产效果显著。室内试验与现场应用结果表明,自悬浮支撑剂能够达到简化施工流程、降低对储层的伤害和提高油气产量的目的,具有良好的推广应用前景。      

新型自悬浮支撑剂性能评价与现场应用

针对常规胍胶压裂液压裂时残渣对低渗油藏储层伤害大、配液流程复杂、作业强度大的问题,以覆膜石英砂为支撑剂核心、膨胀性树脂为悬浮性材料制备了自悬浮支撑剂,对其性能进行了评价,并开展了清水压裂试验。室内性能评价结果表明:自悬浮支撑剂的理化性能与陶粒、覆膜石英砂相当,导流能力与覆膜石英砂相当,可以在140 s内形成悬浮状态,在110℃下静置120 min不会分层;在540 s-1剪切速率下,剪切10 min后,稳定时间为27 min,而且破胶后胶液的黏度只有4 mPa·s。该自悬浮支撑剂在6口井的清水压裂中进行了应用,施工成功率100%,达到了国内常规冻胶压裂液加砂压裂的技术指标。研究结果表明,自悬浮支撑剂可以满足清水压裂施工的需求,能达到节省胍胶、简化配液流程、减轻储层伤害的目的,具有良好的经济效益和广阔的应用前景。      

自悬浮支撑剂性能评价实验研究

为研究自悬浮支撑剂的各项性能,本文对新型自悬浮支撑剂的溶胀性能、静态悬砂性能、耐温耐剪切性能、破胶性能以及防膨性能进行了室内实验研究。实验结果表明,自悬浮支撑剂的各项性能均符合相关技术指标规定,能够满足现场施工要求,具有良好的应用前景。     

膨胀型自悬浮支撑剂的制备及性能评价

为了提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂措施产量,通过在支撑剂表面进行硅烷偶联改性引入双键,再通过接枝聚合反应将膨胀树脂接枝在支撑剂表面,制得膨胀型自悬浮支撑剂,研究了硅烷偶联剂种类及用量、单体比例、单体浓度对自悬浮支撑剂膨胀性能的影响。结果表明,在支撑剂、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N,N'-甲叉基双丙烯酰胺(MBA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)质量比为600∶71∶40∶1∶8,硅烷偶联剂加量1%,引发剂加量1‰,单体(AA、AM、AMPS、MBA)质量分数20%,反应温度30℃的条件下制得的自悬浮支撑剂在清水中的膨胀倍数为1.5~5;支撑剂膨胀性能受阳离子浓度的影响,影响强弱顺序为Mg~(2+)Ca~(2+)K~+Na~+;压裂模拟结果表明,自悬浮支撑剂的运移铺置效果好于常规支撑剂,其支撑裂缝半长为119.2 m,比常规支撑剂提高24%。     

自悬浮支撑剂研究进展及应用现状

阐述了膨胀型自悬浮支撑剂、黏弹型自悬浮支撑剂、气悬浮支撑剂的研究现状;从常规物理性能、导流能力、悬浮性能、包覆层溶液性能等方面探讨了自悬浮支撑剂性能评价现状;详细分析了自悬浮支撑剂的国内外应用情况.综合分析认为,自悬浮支撑剂作为一种新型支撑剂,将支撑剂与压裂液合二为一,不借助常规压裂液体系就能长时间悬浮,可实现清水压裂...     

油基岩屑残渣自悬浮支撑剂的制备及性能评价

目的为了安全有效地处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣,采用其烧结陶粒支撑剂,同时,为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂增产效果,进行了自悬浮支撑剂的制备与研究。 方法通过聚合反应将聚丙烯胺树脂包覆在支撑剂表面,制得膨胀型自悬浮支撑剂,研究了交联剂用量、单体量、合成温度对自悬浮支撑剂膨胀性能的影响。 结果覆膜材料配比(质量比)为:m(陶粒)∶m(丙烯酰胺)∶m(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)∶m(过硫酸铵)∶m(N,N,N′,N′-四甲基乙二胺)=10.000∶2.000∶0.002∶0.020∶0.031时,自悬浮支撑剂性能最佳,其膨胀倍数为4.3,沉降速度为45 mm/s。 结论覆膜支撑剂自悬浮功能的实现主要与聚丙烯酰胺树脂的溶胀有关,树脂的体积膨胀和聚丙烯酰胺分子链向外延伸引起溶液黏度的增加,提升了支撑剂在溶液中的沉降阻力。该研究对拓宽油基岩屑烧结支撑剂的应用范围、提高油基岩屑残渣资源化利用产品附加值有十分重要的意义。      

一种树脂覆膜砂支撑剂的研究及现场应用

讨论了制备用作压裂支撑刺的树脂覆膜砂使用的树脂和固化剂的选择、包胶设备及工艺。选用软化点〉80℃、富含酸基并中和成盐、在水中易乳化的改性双酚A环氧树脂和中温固化的潜伏型固化刺，制备了树脂覆膜石英砂。该覆膜砂的导流能力在闭合压力〉15MPa时明显高于原始石英砂。〉40MPa时与52MPa陶粒相当或略好；该覆膜砂的52MPa和70MPa破碎率远小于石英砂，仅为3．01％和7．00％，浊度、圆度、球度、酸溶度均好于石英砂。井深3750m、油层温度130℃、原始压力系数高达1．8的某油井，1987年用普通陶粒压裂后投产，返吐砂量0．544m^3；1988年用普通陶粒压裂酸化后，砂面高于人工井底45．35m；2003年压裂中使用该覆膜砂38m^3，压裂后未返吐砂。产油量增加，有效期已超过6个月。图2表2参5。     

覆膜支撑剂长期导流能力评价

压裂支撑剂的长期导流能力对油气井的压裂效果和压裂有效期具有重要影响。为了正确评价覆膜支撑剂作为压裂支撑剂的有效性，用裂缝导流仪首次在国内对覆膜支撑剂的长期导流能力进行了评价，并对实验后的样品进行了电镜观察。从实验结果分析中发现，覆膜陶粒支撑剂的长期导流能力早期随时间变化急剧降低，7 ｄ后变化趋缓，其值明显低于短期导流能力，而且长期导流能力比短期导流能力实验后的覆膜陶粒支撑剂涂层破坏明显；单涂层砂比双涂层砂长期导流能力效果好。     

阳离子型水凝胶的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,甲醛合次硫酸氢钠-过硫酸铵为引发剂,采用溶液聚合法合成了阳离子型水凝胶。考察了单体组成、单体用量、交联剂用量、引发剂用量和填充剂种类等因素对产物性能的影响。研究结果表明,当AM与DMDAAC物质的量比为8∶2、单体总质量分数为25%、交联剂的质量分数为0.03%、引发剂的质量分数为0.08%、填充剂可溶性淀粉用量占单体质量的3%时,水凝胶具备较佳的膨胀倍数、抗压强度以及耐温抗盐性能。     

覆膜支撑剂导气阻水效果可视化试验研究

为评价覆膜支撑剂的导气阻水效果,为应用覆膜支撑剂实现低渗水驱气藏控水稳产提供依据,采用喷涂工艺制备了用于水侵低渗气井压裂的覆膜支撑剂,采用水滴试验评价了其疏水性;通过填砂管相对渗透率试验,分析了覆膜支撑剂与普通石英砂的气–水两相渗透规律;模拟渗流通道建立渗流模型,进行了可视化水驱气试验,研究驱替过程中气水在普通石英砂带...     

一种超低密度支撑剂的可用性评价

常规支撑剂的密度一般比较大,严重影响着有效水力裂缝的形成,并难以应用于长缝压裂,超低密度支撑剂的使用能够增加裂缝有效长度,提高压裂井的增产效益。采用室内实验与软件模拟相结合的评价手段,对一种新型空心覆膜陶粒支撑剂（ST-I）进行酸溶解度、抗破碎率等基本性能评价,分析了其导流能力在不同闭合压力、铺砂浓度下的变化规律。同时将这种超低密度支撑剂与普通陶粒支撑剂进行性能比较,测试了其在不同压裂液黏度下的沉降特性。结果表明,该支撑剂具有较好的物理、导流性能,在压裂液中的沉降速度较普通陶粒支撑剂明显较慢,完全满足长缝压裂的基本要求。通过后期合理的压裂施工设计,能够形成有效支撑半缝长达到180 m 左右的裂缝。     

新型高温多层覆膜砂支撑剂的研制及湿热法性能评价

稠油油藏多轮次吞吐井采用常规覆膜砂建立的挡砂屏障挡砂效果差,无法满足蒸汽吞吐井一次防砂、多轮注汽的要求。针对常规覆膜砂在覆膜工艺、覆膜材料等方面的不足,设计研制了由预固化层、可固化层和惰性层构成的高温多层覆膜支撑剂。同时,根据蒸汽吞吐井的井底高温、湿度环境建立了湿热法评价系统,对高温多层覆膜支撑剂进行了高温蒸汽老化实验,并与常规高温覆膜砂进行了对比。实验结果表明,经过四轮高温蒸汽后,高温多层覆膜支撑剂和常规高温覆膜砂的抗压强度分别为7.1、3.6 MPa,渗透率分别为87、29μm^2,前者的抗压强度较高,导流能力良好。将高温多层覆膜支撑剂用于现场试验,施工后4口井平均日产液25.8 t,平均日产油11.4 t,累计产油6475.9 t,防砂、增油效果良好,满足稠油油藏一次防砂多轮次注汽的要求,应用前景良好。     

胍胶自增稠支撑剂性能及其储层伤害性评价

为大幅减少现有压裂液工艺配制和运输费用,实现在线配制携砂液,本文采用将胍胶细粉黏附在支撑剂颗粒外表面的方法制作了新型自增稠支撑剂,并以高温高矿化度油藏环境为实验条件,开展了该自增稠支撑剂性能评价及储层伤害性实验。研究表明,在温度高于80℃的情况下,与SZ36-1油田注入水、长庆油田注入水、大庆油田污水和大庆油田清水相比,由矿化度最高的大港油田注入水配制的胍胶增稠剂溶液增黏性最好,视黏度最高,储能模量最大,携砂能力最强。当砂比大于30%后,用大港油田注入水配制自增稠支撑剂悬浮时间小于20 s,沉降时间大于4 h。当自增稠支撑剂破胶剂加量为0.03%数5.0%时,破胶时间为14数2.5h。恒速实验中,随着岩心渗透率增大,滤失量逐渐升高,伤害率逐渐降低。恒压实验中,随着滤失压差的增大,滤失量逐渐增加,伤害率逐渐增加。该胍胶自增稠支撑剂可满足高温油藏压裂施工需求,具有广阔的应用前景。图5表6参20     

川西地区自悬浮支撑剂加砂压裂技术先导试验

川西中浅层致密砂岩储层改造工艺中压裂液体系主要采用瓜胶有机硼交联体系,该体系存在配液过程相对复杂、破胶液无害化处理难度大、防膨及返排效果差、容易对地层产生二次污染等问题。为了简化施工工序、强化环境保护,针对自悬浮支撑剂能够较长时间悬浮于清水中实现清水携砂的特性,根据川西地区实际情况,确定清水压裂液配方为1.0%氯化钾+0.5%增效剂,完成了自悬浮支撑剂及其悬浮性能测试,优化了压裂主体工艺参数,确定在砂比低于15%时采用基液进行携砂,砂比大于等于15%时采用活性水携砂,最终形成了川西地区自悬浮支撑剂加砂压裂技术。在HP13-2井进行了先导试验,结果表明,该技术与常规压裂技术相比,具有自悬浮支撑剂在水中易膨胀悬浮、携砂效果好、破胶后残渣少、活性水防膨及返排效果好、现场施工工艺简单的优点,可以在致密气及页岩气的开发中逐步推广。     

棉短绒水凝胶油田堵剂的制备与性能评价

为提高注水油田的采收率,拓展棉短绒等生物质材料在石油开采领域中的应用,本文以棉短绒为原料,通过盐酸预处理、在6%NaOH+4%尿素溶液中冷冻溶解、与环氧氯丙烷反应等过程,制备出棉短绒水凝胶堵剂。采用热重仪、静态力学测试仪、流变仪、采油化学剂评价仪等对其性能进行测试评价。研究结果表明:棉短绒预处理的适宜条件为棉短绒质量3 g,质量分数3%的稀盐酸36 m L,加热温度95℃、加热时间为120 min;水凝胶的合成条件为反应温度60℃,成胶时间5 h,棉短绒质量3 g,交联剂4 mL,6%NaOH+4%尿素溶液40 mL。在此条件下合成的水凝胶的预聚体的黏度低,易泵注;凝胶堵剂对初始渗透率为257.23×10^-3μm²的岩心的封堵率达到99.64%,抗压强度达到131 kPa。棉短绒水凝胶具有较好的耐温耐盐性且成本较低。图9表2参9     

支撑剂评价及应用分析

支撑剂的作用在于充填压裂产生的人工裂缝，在地层形成具有高导流能力的油气渗流通道，支撑剂的性能和在不同地层条件对支搏裂缝的渗透率的影响差异较大．了解支搏剂的类型、性能评价和各种因素对支撑裂缝导流能力的影响，是正确选择和使用支撑剂的基础．本文从支撑剂的性质和裂缝中的分布，分析支撑剂类型、铺置浓度和地层应力对裂缝渗透率，以及压裂效果的影响．     

导电水凝胶的制备与性能

以聚乙烯醇(PVA)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AAc)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,FeCl3为交联剂,甘油(Gly)为抗冻剂,水为溶剂,采用自由基聚合和冻融循环法制备了PVA-P(AM-AAc)-Fe3+-Gly导电水凝胶(以下简称PAFG).结果表明:当Gly质量分数为50％时,PAFG的拉伸强度为409 ...     

带压作业用自降解凝胶性能的评价

凝胶带压封隔技术要求凝胶所需的强度与其破胶性能的矛盾性限制了该技术的发展。鉴于外部破胶困难,通过引入不稳定交联剂PLG与丙烯酰胺、丙烯酸共聚合成了一种PLG自降解凝胶,采用单一变量法研究了配方组分浓度对凝胶降解时间的影响,通过单轴压缩实验探究了凝胶强度,通过热重分析与PEGDA凝胶对比分析了PLGN凝胶的降解性能,探究了PLG凝胶的封堵性能。结果表明,PLG凝胶优化配方为：丙烯酸加量为7%、丙烯酰胺加量为7%、不稳定交联剂PLG加量为0.4%、APS加量为0.3%。PLG凝胶的本体强度为55.1 N;热重分析表明PLG凝胶具有优异的降解性能,相比PEGDA凝胶,PLG凝胶具有更短的降解时间。凝胶在60～100℃均可实现降解,温度越高降解时间越短。此外,凝胶封堵实验表明,凝胶在60～100℃均有较好的封堵能力,且在凝胶封堵作业结束后不需要额外注入破胶剂。凝胶降解时间可以通过设计配方来控制,以实现凝胶的快速破胶。该自降解凝胶可以作为油气井带压作业封堵剂。     

保护储层型水凝胶修井液技术——淡水水凝胶体系构建与性能评价

针对常规修井液无法满足东海平湖油田高温、深井、低孔低渗储层修井要求的情况,结合该油田砂岩储层渗透性漏失的特点,从漏失的根源入手,优选出了胶凝剂、流态稳定剂、改善抗盐性的辅助胶凝剂和无机水凝胶以及保护储层的黏土稳定剂和助排剂,成功地构建了一套以改变流动介质流态为主的淡水水凝胶修井液,并对其性能进行了系统评价,该体系不但具有较好的可泵性、抗温稳定性、热稳定性和堵漏性,而且腐蚀性小、配伍性好,还具有较好的储层保护性能。     

一种低密度压裂液支撑剂的研究

本文选用20～40目的坚果壳颗粒,以85%的酚醛树脂乙醇溶液为浸渍液,采用真空浸渍法得到一次包覆支撑剂样品1#,采用涂覆浸渍法得到二次、三次包覆支撑剂样品2#和3#。并对所得支撑剂样品的密度、吸水率、压缩形变率、圆度和球度及导流能力等性能进行了测试。实验结果表明：所得支撑剂的堆密度为0.85 g/cm3,真密度为1.2...