PHP压井液现场工艺试验

大港油田采油工艺研究所研制的以干粉PHP(部分水解聚丙烯酰胺)为增稠剂的压井液,是以铬盐为交联剂的凝胶液。密度为1.00~1.25g/cm3。以清水为基液的配方20℃时运动粘度为6.5~35.1mm2/s,失水量为1~3ml/30min;以卤水为基液的配方20℃时运动粘度为5.2~10.2mm2/s,失水量为2.2~8ml/30min。在剪切速率为179.9s-1情况下,以清水为基液的配方正测粘度为23.4×10-3Pa·s,反测粘度为18.8×10-3Pa·s,由此看出,抗剪切性能良好。热稳定性好,现场使用温度可高达140℃以上。其成本和同类产品相比,1m3压井液可降低75%。现场施工成功率达94%。     

一种新型有机硼延迟交联剂A/B剂体系的研制与应用

研制出有机硼延迟交联剂主剂(A剂)配方:35.1%甘油+3%氢氧化钠+20%硼砂+0.003%硫酸亚铈+3.1%葡萄酸钠+37.8%水,辅剂(B剂)配方:20%氢氧化钠+5%酒石酸钠+75%水。通过调整AB剂的比例,使交联时间在1~3min的范围内可调,且得到的冻胶压裂液悬砂性能好,500kg/m~3的砂浓度条件下静止4h无沉降,流变性能较好,在100℃,170s~(-1)下剪切60min后的粘度为179m Pa·s,胶体恢复性好,变剪切曲线重复性良好。破胶液粘度低,为1mpa·s,破胶液表面张力为28.3m N/m,现场应用表明,采用该交联剂体系配制的瓜胶压裂液体系具有可操作性强,施工平稳,最高砂浓度达到480kg/m3,具有很强的应用前景。     

超分子压裂液体系的研制及评价

为解决现有交联压裂液抗剪切稀释性差、仅靠高黏度携砂,且残渣含量高易造成储层损害等问题,利用超分子聚合物化学原理,设计和制备出了一种超分子聚合物稠化剂,并研制出了配方简单、无需交联的超分子聚合物压裂液,并对其流变性、静态悬砂性、破胶性、静态滤失性和岩心基质伤害率进行了评价。结果表明,该压裂液体系在130℃、170 s-1剪切2 h后黏度可保持在140 m Pa·s;支撑剂的24 h和48 h沉降速率分别为3.7×10-4 mm/s和5.6×10-4mm/s;在80℃时加入0.05%的破胶剂过硫酸钾,2 h破胶后,破胶液黏度为1.32 m Pa·s,破胶液表面张力为25.23 m N/m,破胶液透明、基本无残渣;初滤失量为2.32×10-3 m3/m2,滤失系数为1.86×10-4 m3/min0.5,滤失速率为3.23×10-5 m/min,压裂液滤液对岩心基质的伤害率为10.8%。室内评价结果证明,该超分子聚合物压裂液体系满足致密气藏使用要求。     

致密砂岩变黏滑溜水体系的研制与应用

目的 为了满足致密砂岩气藏储层改造需求以及解决作业现场压裂返排液处理难题,开发了一种自缔合乳液变黏滑溜水(VSW)体系,该体系仅含一种多效添加剂。方法 通过含量控制实现滑溜水与携砂液的在线转变,评价了压裂液的降阻性能、耐温抗剪切性能、携砂性能、破胶液性能及岩心基质伤害,并在苏里格气田开展了水平井现场试验。结果 配方为1.0%(w)VSW的高黏滑溜水在清水和标准盐水中的黏度分别为93 mPa·s和64 mPa·s;清水配制的1.0%(w)VSW高黏滑溜水,在90℃、170 s^-1下剪切1 h后,黏度为78 mPa·s;携砂性能良好,0.425～0.850 mm陶粒支撑剂的沉降速度为0.84 mm/s。配方为0.1%(w)～0.3%(w)VSW的低黏滑溜水降阻率可超过75%。高黏滑溜水破胶液黏度为1.74 mPa·s,对岩心基质的损害率低于10%;现场压裂施工最高加砂质量浓度达700 kg/m³,平均无阻流量达104.69×10⁴ m³/d,返排液回收利用率达97.5%。结论 该体系具有良好的增黏性及抗...     

2-羟基-3-十八烷氧基丙基胍胶的制备与性能评价

以十八烷基缩水甘油醚为疏水化改性剂、胍胶原粉为原料、氢氧化钠为催化剂、乙醇为溶剂,通过开环加成反应合成了胍胶衍生物增稠剂HOPG——2-羟基-3-十八烷氧基丙基胍胶,模拟现场配方对采用该稠化剂配制的压裂液的挑挂性能、破胶性能与耐温抗剪切性能进行了评价。采用HOPG配制的压裂液溶解性能和挑挂性能良好;0.3%HOPG+0.3%交联剂JL-13+0.2%APS的压裂液破胶后的残渣含量明显低于用未改性胍胶配制压裂液的,冻胶于90℃下破胶1 h后的破胶液黏度仅为1.02 m Pa·s,破胶液残渣量仅为182 mg/L;该压裂液具有优良的耐温抗剪切性能,冻胶在80℃、剪切速率170 s-1条件下剪切70 min后的表观黏度为165 mPa·s,远大于行业标准(不低于50 m Pa·s)。     

竖直管中流体差异引起的混合特性研究

为了研究竖直管中2种不同流体在重力作用下的混合特性,基于Mixture多相流模型和PISO算法对混合过程进行计算流体动力学数值模拟,分析了混合流动特性。结合交联液成胶的浓度要求,确定了交联液和压井液两端的混合速度,进一步研究了密度差及黏度差对混合速度的影响规律。研究结果表明,密度较大的压井液沿管壁呈环状流混入交联液内部,而密度较小的交联液沿着中心轴线连续流入压井液内部不断混合,使得交联液的浓度及有效长度显著下降;当交联液密度由1 020 kg/m3增大到1 130 kg/m3、黏度从0.05 Pa·s提高到0.11 Pa·s时,在交联液端和压井液端分别具有较大的混合速度下降比例,分别为53.8%和31.2%。该项研究结果为调整交联液配方的基本性能提供了参考,有助于胶体抗压强度的提高。     

粘弹性表面活性剂压裂液VES-70工艺性能研究

粘弹性表面活性剂VES 70压裂液由复配表面活性剂VES 70和粘土稳定剂组成 ,其中VES 70为C16、C18烷基三甲基季铵盐与有机酸、异丙醇等的复配物。实验考察了VES 70胶束凝胶压裂液的应用性能。在 30℃下 ,VES 70溶液的表观粘度 (170s-1)随VES 70体积分数的增加而增大并趋于恒定值 :2 %溶液为 5 7mPa·s,4 %溶液为 175mPa·s,5 %溶液为 180mPa·s;4 %VES 70溶液的表现粘度随 pH值增大而增大 ,pH =1时不增粘 ,pH为 2～7时迅速增粘 ,pH为 9～ 11时增粘减慢。在 6 5℃、170s-1进行的 90min耐温剪切测试中 ,4 %VES 70溶液粘度降至 6 0mPa·s左右并保持稳定 ,这是VES压裂液的一个特点。在振荡频率为 6 .2 4rad/s时 ,随温度升高 (2 5～70℃ ) ,4 %VES 70压裂液的G′减少 ,G″增大 ,在 5 3℃时由G′ >G″变为G″ >G′ ,但G′值均 >2 .0Pa。 4 %VES 70压裂液以不同体积比与吉林原油混合 ,在 6 5℃破胶时间为 31.2～ 14 .1min ,破胶液粘度 5 .6～ 6 .1mPa·s ;与柴油等体积混合 ,6 5℃破胶时间 13.6min ,破胶液粘度 2 .7mPa·s ,表面张力 2 9.6mN/m ,界面张力 0 .33mN/m。在 6 5℃、3.5MPa下 4 %VES压裂液在低渗 (0 .0 80 7× 10 -3 μm2 )储层岩心中动态滤失系数为 7.5 2× 10 -4m/min0 .5,初滤失量为 2 .11× 10 -4     

高温高盐油藏用疏水缔合聚合物凝胶调剖剂研制与应用

针对中原油田高温高盐油藏研制了疏水缔合聚合物(AP P4)凝胶调剖剂。通过组分用量筛选得到成胶溶液配方(以g/L计):AP P42 5～3 5 交联剂组分MZ YL0 4～0 5 MZ BE0 6～0 7 MZ XS0 12 酸度调整剂CS 21 2,用矿化度116g/L的油田污水配液,90℃成胶时间为10～12小时,室温凝胶粘度为35～61Pa·s,在90℃热处理100小时后粘度>40Pa·s。成胶溶液在3000r/m剪切15分钟后粘度下降87%～89%,但在90℃形成的凝胶粘度达到未剪切情况下粘度值的70%～85%。在渗透率Kg=0 9～1 0μm2的储层含油岩心中注入10PV调剖剂,成胶后堵塞率为88%～96%,残余阻力系数16 2～28 6。采用Vk=0 72、平均Kg=1 0μm2的三层非均质人造岩心,以矿化度160g/L的油田污水驱替后注入AP P4调剖剂并使之成胶,后续水驱采收率增值随注入深度增加而增大,注入深度为5%～10%时增加采收率0 403%～0 925%(OOIP)。在文明寨油田(T=80℃)、马寨油田(T=90℃)实施AP P4凝胶调剖24井次,平均单井注入量942m3,处理半径8 9m,效果良好,有效期217天;成胶液平均粘度在泵前、泵后和井口分别为12 28、11 07、9 99Pa·s,成胶时间32小时,凝胶粘度>100Pa·s。图4表7参3。     

深层致密砂岩气藏中高温压裂液开发及应用

通过综合考虑深层致密砂岩气藏特征和压裂工艺的要求,优化形成2套耐高温、低伤害、低摩阻压裂液体系。(1)低伤害聚合物压裂液体系,基液配方为0.50%～0.55%稠化剂SSF-C+0.10%交联剂SSF-CB+1%KCl,170s~(-1)、140℃下剪切120min后表观黏度为50～65mPa.s;120℃下1h后的破胶液黏度2.67mPa·s;压裂液破胶液对储层岩心的伤害率为10.25%。(2)羧甲基羟丙基胍胶压裂液体系,基液配方为0.40%CMHPG(羧甲基羟丙基胍胶)+0.35%高温增效剂(硫代硫酸盐)+0.3%助排剂(氟碳表面活性剂)+0.02%消泡剂(有机硅)+0.1%杀菌剂(甲醛)+0.3%粘土稳定剂(低分子阳离子季铵盐)+pH调节剂(碳酸钠、氢氧化钠),经实验测定,压裂液基液黏度66mPa·s,pH值9.5～10.8,交联时间1～5min;压裂液在170s~(-1)、140℃下剪切120min后表观黏度大于100mPa·s;130℃下1h后的破胶液黏度3.55mPa·s;压裂液破胶液对储层岩心的伤害率为28.29%。现场应用表明:该压裂液体系对储层的适应性好,摩阻低,降阻率为65%～75%。     

非交联植物胶XG-1压裂液技术

基于黄原胶XG在水溶液中形成棒状双螺旋结构聚合体,研制了非交联型植物胶XG-1压裂液,并给出了压裂液配方。研究结果表明,XG-1稠化剂用量为0.5%时,压裂液表观黏度超过70 m Pa·s,其表观黏度随着温度升高而降低,50~100℃时体系表观黏度大于40 m Pa·s,p H值在2~12时表观黏度均保持在60 m Pa·s左右,分别采用氯化钾、氯化钙盐水配制压裂液,20%氯化钾、20%氯化钙溶液配制的压裂液表观黏度均大于40 m Pa·s,体系具有良好的耐盐性能;压裂液黏度大于40 m Pa·s时,支撑剂沉降速度大于0.014 mm/s,破胶液黏度大于5 m Pa·s,表界面张力与瓜胶压裂液类似,增稠剂浓度为0.5%的压裂液破胶残渣含量为90 mg/L,远低于同浓度瓜胶压裂液残渣含量,现场应用效果良好。该压裂液可用于中低渗、天然裂缝不发育储层的压裂改造。     

现场用两种地面交联酸性能的室内评价

室内评价了两种地面交联酸在不同交联比、120℃和170 s^-1的耐温耐剪切性,常温和90℃时的携砂性以及90℃下的破胶特性。配方一基酸由20% HCl+0.8%~1.2%稠化剂DMJ-130A+2.5%缓蚀剂DJ-04+0.5%助排剂DJ-02+1.2%铁离子稳定剂DJ-07+0.5%破乳剂DJ-10组成,交联剂为有机金属化合物DMJ-130B;配方二基酸由20% HCl+0.6%~1.0%高分子聚合物FA-214+2.5% DJ-04+0.5% DJ-02+1.2% DJ-07+0.5% DJ-10组成,交联剂为有机金属化合物AC-14。配方一在交联比为100:0.8时的黏度基本在100~250 mPa×s之间,剪切50 min后大于200 mPa×s;交联比为100:1.0时,黏度基本在80~170 mPa×s之间,剪切37 min后的黏度约100 mPa×s。配方二在交联比为100:1.0时,剪切20 min后的黏度为40~57 mPa×s;在交联比为100:1.3时的初期黏度变化较大,剪切15 min后,从600 mPa×s急剧下降并维持在60 mPa×s左右。陶粒在两种地面交联酸和常规瓜尔胶交联液中的沉降速率接近,为2.4×10^-3~3.8×10^-3 mm/s。两种地面交联酸与碳酸盐岩岩心在90℃反应4 h后,地面交联酸均可完全破胶,配方二稍快一些。配方一较配方二具有更好的携砂能力和减缓H+传递、增大活性酸有效穿透距离及裂缝扫油面积的性能。     

疏水缔合物在压裂液中的应用

疏水缔合型压裂液作为一类新型低伤害压裂液体系,由于其独特的流变性能应用在压裂改造中。讨论了稠化剂、盐对基液表观粘度的影响。随着盐浓度的增加,基液表观粘度降低;120℃缔合基压裂液在该温度下,170S-1的剪切速率下连续剪切2h后,表观粘度为43mPa.s;150℃缔合基压裂液在该温度下,170S-1的剪切速率下连续剪切100min后,表观粘度为40 mPa.s;该配方具有较好的耐温耐剪切特性。通过粘弹性测试得出该结构流体在整个扫描过程中储能模量高于损耗模量,表现出以弹性行为为主。少量破胶剂即可使压裂液在4h后完全破胶,且破胶液粘度小于5mPa.s。破胶液的固相含量为零,残渣含量极低,与常规瓜胶压裂液相比,降低了液体对地层的伤害。     

一种耐温抗盐的交联聚合物调驱体系

题示可用于高温高盐油藏的调驱体系由聚合物HPAMAX-73、含Cr3 ≥4.5g/dL的羧酸铬交联剂XL-Ⅲ及添加剂组成。通过组分用量筛选确定AX-73用量为1700mg/L,XL-Ⅲ用量为42mg/L,配液用水为含钙镁离子1512mg/L、矿化度8.0×104mg/L的盐水。该体系在80℃静置3天生成的弱凝胶,粘度η*(80℃,0.422Hz)超过200mPa.s,为1700mg/LAX-73溶液粘度ηp(80℃,7s-1)的17倍多。该体系在10~80℃范围的交联速度随温度升高而增大,在45~80℃范围成胶时间小于10小时。矿化度在4.0×104~8.0×104mg/L范围时,生成的弱凝胶粘度随矿化度减小而增大。在储层油砂存在下由于一部分聚合物和交联剂被吸附,该体系生成的弱凝胶的粘度有所下降。该体系在80℃反应3天生成的弱凝胶经受1~5min剪切后,粘度下降48.0%~68.8%,在80℃静置时粘度逐渐恢复,180小时后恢复率为84.2%~72.3%。在80℃、氮气保持下生成的弱凝胶,在相同条件下老化90天后,粘度保持率高达73.0%,保留的粘度值为150mPa.s。图3表5参1。     

火山岩深气层压裂液体系研究与应用

大庆徐家围子断陷深层火山岩储气层,最高温度超过170℃,最大厚度超过120 m,压裂施工中单层加砂量超过100 m3,使用现有压裂设备施工时间为2.5~3.0小时,要求水基压裂液具有优异的各项性能。为此研发了适用于120~170℃不同温度的压裂液,基本配方如下:HPG 0.55%~0.65%,表面活性剂ZP-1 0.10%~0.15%,有机钛有机硼高温交联剂0.25%~0.30%,过硫酸盐破胶剂0.002%~0.003%,其他组分有粘土稳定剂、冻胶稳定剂、温度稳定剂、交联控制剂、降滤失剂等。介绍了150℃配方压裂液的性能:150℃、170 s-1剪切4.0小时粘度>80 mPa.s;初滤失量3.13×10-4m3/m2,滤失系数4.59×10-4m/min1/2;破胶液粘度5.6 mPa.s,表面张力30.96 mN/m,界面张力(与煤油)1.83 mN/m;通过交联控制,现场沿程摩阻降低了30%。2002年以来使用该体系压裂液在大庆12口深气井共24层进行压裂,最大加砂量为100 m3,均获得成功;在吉林2口深勘探气井压裂也获得成功。图1参3。     

羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液的高温性能评价

评价了羧甲基羟丙基瓜尔胶（CMHPG）压裂液在90～180℃的流变性与伤害特征。该稠化剂水不溶物含量低于1.1%,用于180℃储层的加量为0.60%,基液黏度88.6 mPa.s,交联液在170 1/s剪切100 min后的黏度大于50 mPa.s。0.25%交联液100℃时的储能模量为2.451 Pa,大于0.50%羟丙基瓜尔胶（HPG）交联液的0.7265Pa。CMHPG交联液在低破胶剂浓度下即可快速破胶水化,残渣含量为194～225 mg/L,不到HPG的1/2。CMHPG和HPG交联液对储层岩心的伤害率分别为39.8%、52.3%。CMHPG交联液悬砂性能良好。在排量2～6 m3/min时,0.45%CMHPG压裂液基液（用于150℃高温深井）的摩阻系数与0.30%HPG基液（用于70℃地层）相当。与HPG压裂液相比,CMHPG压裂液具有高弹性、高悬砂性及低稠化剂使用浓度、低基液黏度、低伤害、低摩阻的＂二高四低＂性能。图5表8参4     

超细纤维素与丙烯酰胺接枝共聚物在调剖堵水中的应用

通过室内实验得到超细纤维素丙烯酰胺接枝共聚物为调剖剂主剂的最佳配方为:2000 mg/L接枝共聚物C-PAM+1000 mg/L交联剂PF+20 mg/L控制剂氯化铵,考察了该调剖剂体系的抗盐性、耐温性及抗剪切性。实验结果表明,该调剖剂体系具有较好的抗盐性,在自来水中的初始黏度为30 m Pa·s,成胶后的凝胶强度为3.5×104m Pa·s,在矿化度100 g/L的模拟地层水中成胶后的凝胶强度为3×104m Pa·s。该调剖剂体系适用于60数80℃的中性油藏,形成凝胶的稳定期超过80 d。该调剖剂体系具有较强的抗剪切性,在经过高速剪切(剪切速率100 s-1)后,初始黏度保留率在60%以上,成胶后凝胶强度保留率在80%以上。综上,超细纤维素丙烯酰胺接枝共聚物C-PAM可应用于调剖堵水中。     

低伤害液体胍胶压裂液LGC-1性能研究与应用

对低伤害硼交联液体胍胶压裂液的性能进行了研究,结果表明:在压裂液性能相当的情况下,液体胍胶增稠剂较干粉胍胶具有加量低(90℃液体胍胶加量0. 4% )、分散增粘速度快(3min时原胶液粘度为85mPa·s)、抗温抗剪切性能好(90℃下剪切60min后,粘度大于65mPa·s)、破胶返排迅速(120min后破胶液粘度小于5mPa·s)、残渣少(986mg/l)及与地层液体相溶性好等特点。该压裂液在油田现场施工20余井次,获得了较好应用效果。     

一种新型超分子复合压裂液的性能研究

开发出一种新型蠕虫状胶束与缔合聚丙烯酰胺共聚物的超分子结构压裂液体系,研究了耐温耐剪切性、剪切回复性、黏弹性、破胶性、悬砂性以及对支撑剂的导流性能。该复合压裂液(1%黏弹性表面活性剂VES-M+0.15%共聚物VES-G)在100 s-1、90℃下剪切120 min后的黏度为60 m Pa·s,流变性较好。剪切速率从40 s-1增至1000 s-1再恢复到40 s-1,压裂液黏度迅速降低并快速恢复,抗剪切性较好。60℃下的频率扫描结果表明,从0.1rad/s的低频到100 rad/s的高频,压裂液储能模量均大于损耗模量,黏弹性较好。80℃时单颗粒陶粒在不同水配制的压裂液中的沉降速率为0.038数0.054 mm/s,悬砂性较好。加入0.3%氧化类破胶剂30 min后的破胶液黏度为4m Pa·s,表面张力为27.6 m N/m,破胶后残渣为10 mg/L。其导流能力保持率为90%,导流性较好。     

无自由水压井液研制与应用

已进入开发中后期的吐哈油田大部分区块井底压力低,为此开发了无自由水压井液.通过固化剂(高分子吸水材料)等组分筛选,得到了压井液优选配方:清水+1.0%KEG-CA-3(丙烯酰胺接枝纤维素共聚物)+0.3%固化引发剂+0.5%胶体保护剂+1.0%KCl+0.4%NaHC03;其表观黏度为50 mPa·s,API和HPHT滤失量分别为19.6、29.0mL,在砂床上无滤失,进入砂床深度14.3 cm.该压井液在80℃、30天老化过程中及在100℃热滚16小时后,流变性变化小,滤失量有所增大;储层岩心粉在该压井液滤液中浸泡16小时,膨胀高度仅为0.63 mm(在清水中为3.04 mm);在储层岩心实验中,注入并返排后油相渗透率＞82%,切去污染端2 cm后渗透率恢复率＞96%,除去滤饼后在≤12 Mpa压差下不渗透.该压井液已成功应用27井次.与使用常规压井液的一口井相比,使用该压井液施工的一口井,作业后生产恢复稳定所需时间很短,产出的原油含水率低.     

有机铬/活性酚醛树脂交联聚合物弱凝胶及其在濮城油田调驱中的应用

实验研究了用污水配制、可在58～120℃使用、室温粘度2.5～5.0Pa·s的聚合物弱凝胶调驱剂的配方;所用聚合物HPAM的分子量1.8×107,水解度25%;交联剂为有机铬与活性酚醛树脂复合物,与HPAM在水溶液中形成的弱凝胶具有互穿聚合物网络结构;配液用水为中原濮二联污水,矿化度153g/L,含Ca2 3.2g/L,含Mg2 0.25g/L。弱凝胶中HPAM浓度用作主段塞时为1.2g/L,用作保护段塞时为1.0g/L。1.2g/LHPAM 0.5g/L有机铬 0.8g/L酚醛树脂 稳定剂溶液90℃成胶时间134h,90℃老化时间(凝胶保持完整,不脱水)>90d,90℃老化90d后粘度保持率>90%,在岩心上测得阻力系数和残余阻力系数分别为15.4和56.9,剪切后粘度下降到45.3mPa·s,放置1d后恢复到186.7mPa·s。考察了HPAM、Cr3 、酚醛树脂浓度的影响,简述了pH值、HPAM分子量和水解度、成胶温度的影响。介绍了用该弱凝胶在濮城油田2口注水井调驱,对应6口油井的增产情况。图3表4参7。