清洁压裂液的配方优选及性能评价

清洁压裂液是一种无聚合物压裂液,是在合成长链脂肪酸衍生的粘弹性表面活性剂的基础上,添加了助表面活性剂和粘土防膨剂等助剂,重点研究了该压裂液体系的粘度与质量分数、盐含量、Ph值和温度的关系,以及压裂液的破胶性能等。     

一种经济型清洁压裂液配方研究与性能评价

粘弹性表面活性剂(Viscoelastic surfactant,下文简称VES)压裂液与传统聚合物压裂液不同,可消除残余聚合物对支撑剂充填层的堵塞,并能有效提高导流能力,减少对地层的损害及污染,压后油气产量比使用传统压裂液有显著提高。介绍了VES压裂液的原理及配方设计原则。通过室内试验确定了一种经济型VES压裂液的配方,并对其性能进行了相关评价。     

新型连续混配型清洁压裂液体系研究

通过对粘弹性表面活性剂分子结构的分析,筛选出了低温下溶解性能好、易成胶的长链烷基季铵盐表面活性剂VES-1、VES-2,并通过与激活剂(水杨酸钠)、聚合醇等进行配方优化组合,确定了YCQJ-2清洁压裂液稠化剂的配方,同时评价了1.0%～5.0%YCQJ-2清洁压裂液的性能。结果显示,YCQJ-2清洁压裂液稠化剂与清水按照一定比例混合,即可形成粘弹性较好的冻胶,破胶容易,表/界面张力低,对岩心的伤害率低于15.0%,而且可以实现就地连续混配、连续施工,简化了施工程序,节约成本,保护环境。     

粘弹性清洁压裂液室内性能研究

聚合物压裂液会在压开裂缝的表面形成滤饼,产生部分残渣留在地层和支撑裂缝中,造成二次污染,影响压裂效果。研制出了清洁压裂液配方,即:将水、高分子量表面活性剂D-1、E-2,胶束促进剂YZ-1等按一定比例混合,搅拌形成粘弹性胶体。该压裂液配制简单,不需要杀菌剂和破胶剂,具有流变性能好、造缝与携砂能力强、对地层伤害小、使用方便等优点。     

新型双子表面活性剂型清洁压裂液增稠剂的合成及性能

以二乙醇胺、溴代十二烷和二溴乙烷为原料,合成了一种双子表面活性剂型增稠剂GD,研究了其对清洁压裂液体系S1、S2和S3黏度和携砂性能的影响。结果表明,GD对S1的黏度性能影响相对较大,加入质量分数为0.04%的GD (100g压裂液中加入0.04g的双子表面活性剂GD)可使S1的黏度增幅高达42.96%。由于GD的加入,清洁压裂液体系S1、S2和S3中均可形成三维网状结构,从而增加体系的携砂性能;当GD质量分数为0.04%时,20～30目砂子在S1、S1和S3体系中的沉降时间增幅分别高达155.6%、179.4%和100%。     

一种清洁压裂液的制备与性能评价

针对目前粘弹性表面活性剂压裂液耐温性不足、成本高的缺点,研制了一种双子表面活性剂清洁压裂液。以芥酸和乙醇胺为原料合成压裂液稠化剂,优选出了3%双子表面活性剂+0.25%的水杨酸钠作为主要配方;粘弹性实验表明,VES-G型压裂液体系具有很好的粘弹性,在140℃剪切1 h的条件下保持155 m Pa·s,在50℃,70℃的实验条件下,压裂液均能在4 h之内彻底破胶。VES-G压裂液成本较低且携砂、耐温性、破胶效果均能满足现场压裂施工要求。     

清洁压裂液的研究现状及发展趋势

清洁压裂液是一种以粘弹性表面活性剂为增稠剂,且具有对地层伤害小、残渣少、几乎无污染等特点。简要地综述了压裂液的发展概况及其基本性能,对其国内外清洁压裂液的研究现状进行了详细的概括,展望了清洁压裂液的发展前景。     

SY型清洁压裂液性能评价研究

在大量调研前人研究成果的基础上,对通过实验确定配方的SY型清洁压裂液从耐温性能、抗剪切性能、悬砂性能、破胶性能及破胶后残渣含量五个方面对该清洁压裂液的性能进行综合评价。详细阐明了每个性能的实验方法及具体步骤,并对实验结果进行分析研究。确定SY型清洁压裂液具有较强的耐温耐剪切能力、优异的悬砂性能、较好的破胶性能以及破胶后无残渣,认为SY型清洁压裂液具有较高的推广使用价值。     

黏弹性表面活性剂压裂液的研究与应用进展

黏弹性表面活性剂压裂液是以黏弹性表面活性剂为主剂的清洁压裂液。黏弹性表面活性剂压裂液体系具有破胶后无残渣、携砂性好、滤失控制性能好等特点,但随着对环保问题的日益重视及钻井深度的不断增加,丰富黏弹性表面活性剂压裂液体系迫在眉睫。本文介绍了黏弹性表面活性剂压裂液的发展和应用。根据压裂液配方不同,将其分为常规黏弹性表面活性剂压裂液和非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液,总结了不同种类的黏弹性表面活性剂压裂液的组成、耐温耐剪切等性能及应用情况。分析表明,降低成本、研制简单的配制工艺是常规黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向;在油田进行大规模实际应用及得到更完善的体系是非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向。     

Preparation of degradable amphoteric surfactant and property evaluation of clean fracturing fluid

The main agent of clean fracturing fluid, cationic quaternary ammonium salt surfactant, is difficult to degrade in natural conditions because of its long alkyl chain. In this study, a biodegradable amphoteric surfactant, stearate sulfobetaine (SESB), was synthesized by esterification of long-chain stearic acid and N,N-dimethyl ethanolamine followed by quaternization to serve as the main agent of clean fracturing fluid. The structure of the synthetic degradable surfactant was verified by infrared and ¹H-nuclear magnetic resonance spectroscopies. In addition, a series of indoor performance evaluations were carried out, including shear resistance, viscoelasticity, sand carrying capacity, and gel-breaking performance. A series of experimental evaluations showed that the clean fracturing fluid prepared with 2% SESB and 0.4% EDTA-4Na had an excellent comprehensive performance. The apparent viscosity was higher than 50 mPa s at 80°C for a shear rate of 170 s⁻¹. It has good heat and shear resistance performance. In addition, the system processed high shear stability and recovery at room temperature. According to the viscoelastic test, the system mainly relies on elasticity to carry sand. The static settling velocity of sand was 0.042 mm/s under high-temperature conditions of 95°C.     

耐高温清洁压裂液的制备及性能评价

以丙烯腈、二乙醇胺和芥酸为原料合成了芥酸酰胺丙基二羟乙基叔胺(UC_(22)-OH)。通过FTIR、~1HNMR、~(13)CNMR及HPLC-MS对其进行了结构表征。将UC_(22)-OH用作稠化剂,配制清洁压裂液,考察温度对清洁压裂液表观黏度的影响,并探究高温下胶束聚集体的类型和尺寸。通过室内实验,对UC_(22)-OH清洁压裂液的流变性、携砂性、破胶返排性以及地层伤害性进行了评价。结果表明,质量分数为4%的UC_(22)-OH清洁压裂液在120℃、170 s~(–1)下剪切5400 s,表观黏度稳定保持在65 m Pa·s;80℃下其弹性模量G'>4.2 Pa,黏性模量G'>1.7 Pa,在陶粒体积分数为20%的情况下,可稳定携砂8 h;遇煤油后其可在70 min内彻底破胶,破胶液的表界面张力较低;UC_(22)-OH清洁压裂液的基质渗透率损害率最低,仅为9.1%。UC_(22)-OH清洁压裂液具有优异的耐温性和抗剪切性、80℃下的携砂性能和破胶返排性能优异,对地层具有低残渣、低伤害的特性。     

A rigid double-tailed surfactant preparation method and its application in clean fracturing fluid

Using 1,8-dihydroxynaphthalene, thionyl chloride and long-chain tertiary amine as the main raw materials, a facile preparation method and formulation of a rigid double-tailed surfactant for clean fracturing fluid were developed. The temperature resistance test and the determination of hydrogen spectrum reveal that the clean fracturing fluid with the prepared surfactant as thickener has excellent salt and temperature resistance. The shear viscosity of the best product at 120°C and 170 s⁻¹ is not less than 65 mPa s, which meets the requirements of 25 mPa s for the field construction of clean fracturing fluid.     

新型CO2清洁泡沫压裂液性能研究

筛选了与CO2配伍的新型GRF清洁压裂液,采用大型泡沫循环回路,测试了GRF-CO2清洁泡沫压裂液的动态流变特性、携砂性能,同时评价了泡沫压裂液体系的静态破胶性能、助排性能和岩心伤害特性。结果表明,GRF-CO2清洁泡沫压裂液体系易破胶,破胶后无残渣,表/界面张力低,对岩心基质渗透率伤害低,当CO2泡沫质量达到55%~75%时,清洁泡沫压裂液体系流变性能好、动态携砂能力强,能够满足现场泡沫压裂施工的要求。     

VES清洁压裂液的研制及应用

VES清洁压裂液由1.5%的粘弹性表面活性剂LRZ-1、0.30%激活剂LRZ-2和0.2%破胶剂LRZ-3组成。室内性能评价表明,清洁压裂液具有配制简便、携砂性能良好、摩阻小、低滤失、低伤害等优点,破胶后的表面张力小于30 mN/m。该清洁压裂液在延长油田进行了现场应用,取得了较好的效果,达到改造储层的目的,具有较好的推广价值。     

清洁压裂液用破胶剂的研究

对于常规的清洁压裂液体系1.5%～2%VES+0.4%～0.5%NaSal,KCl的加入可降低压裂液的流变性;而原油几乎无破胶作用,淡水及盐水的破胶能力也十分有限;松油醇和油酸均具有一定的破胶作用,但加量均较大,且破胶不彻底;0.2%的正辛醇、0.1%的十二烷基硫酸钠、0.1%十二烷基苯磺酸钠均可迅速破胶,且破胶后粘度低于5 mPa.s。     

一种耐高温压裂液体系的性能评价

采用自制的改性胍胶与其他性能较好的化学剂复配制得高温压裂液体系,对该压裂液体系的增稠和耐温等性能进行了性能评价。     

压裂酸化用粘弹性表面活性剂溶液研究进展

粘弹性表面活性剂溶液的高表面活性及独特的流变特性可以作为理想的压裂、酸化、砾石充填等增产改造以及三次采油措施流体。详细介绍了粘弹性表面活性剂流体的组成、制备与表征方法,阐述了典型粘弹性表面活性剂流体流变特性研究现状;概述了粘弹性表面活性剂流体在压裂、酸化等增产措施中的应用进展,并指出了粘弹性表面活性剂流体矿场推广应用尚需解决的问题。