影响油基冻胶压裂液质量因素的研究

油基压裂液是提高水敏性低渗透油气采收率的主要措施之一。本文从室内研究和现场施工两部分论述了影响油基冻胶压裂液质量的主要因素。研究结果表明 :基液、胶凝剂、交联剂、破胶剂、水分、初胶液粘度及成胶时间等是影响油基冻胶压裂液性能的主要因素 ;同时系统分析了影响现场压裂质量的主要原因及控制质量的主要技术指标 ,提出并建立了压裂施工时破胶剂及交联剂加量的动态数学模型 ,这对提高整体压裂效果将具有重要意义     

影响油基冻磁压裂液质量因素的研究

油基压裂液是提高水敏性低渗透油气采收率的主要措施之一。本文从室内研究和现场施工两部分论述了影响油基冻胶压裂液质量的主要因素。研究结果表明：基液、胶凝剂、交联剂、破胶剂、水分、初胶液粘度及成胶间影响油基冻胶压裂液性能的主要因素;同时系统分析了影响现场压裂质量的主要原因及控制质量的主要技术指标,提出并建立了压裂施工时破胶剂我联剂加量的动态数学模型,这对提高整体压裂效果将具有重要意义。     

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。     

HTC-160高温压裂液交联剂的研制与现场应用

通过大量试验研制了HTC-160高温压裂液交联剂.室内试验结果表明,利用该交联剂配制的压裂液具有良好的耐温、增稠性能,最高耐温为160℃;在过硫酸铵的作用下,破胶化水彻底,同时具有自破胶作用,对油层渗透率伤害低;由于压裂液自身具有较强的网络结构,可有效地提高对支撑剂的悬浮能力,降低向油层的滤失.截至2007年11月,利用该交联剂配制的压裂液现场实施水力压裂82口井,其中72口井压裂后增产增注效果明显,累积增产原油达19 000t.现场应用证实,该压裂液还具有摩阻低和返排彻底的特点,具有良好的推广应用前景.     

一种速溶无残渣纤维素压裂液

早期纤维素压裂液存在配液难、耐温差、破胶不彻底、对地层伤害大等问题。本文介绍的速溶无残渣纤维素压裂液基液由0.4%羟乙基羧甲基纤维素FAG-500、0.2%增黏剂FAZ-1、0.5%调节剂FAJ-305组成。分析了该压裂液的抗盐性、耐温耐剪切性、携砂性、破胶性、动态滤失及伤害性。结果表明,在中等矿化度（242~2444 mg/L）条件下,基液黏度约为67.5 mPa·s,在pH 4.5~5.0下,在基液中加入交联剂FAC-201形成冻胶。在120℃、170 s^-1条件下,压裂液冻胶剪切70 min后的黏度约为150 mPa·s,可满足低于130℃储层压裂需求。加入0.002%破胶剂过硫酸铵后,冻胶在100℃、170 s^-1条件下剪切1.5 h后的黏度约为200 mPa·s,破胶剂不影响施工时体系的流变性能。破胶后无残渣,破胶液表面张力为24.44 mN/m,界面张力3.20 mN/m。在90℃下,0.3% FAG-500压裂液冻胶的储能模量G′和耗能模量G″分别为7.2 Pa和1.6 Pa。砂比为40%的交联冻胶携砂液在90℃水浴加热6 h后,无沉砂现象,携砂性能良好。压裂液对岩心的渗透率损害率为24.75%。该纤维素压裂液具有速溶易配制、酸性交联、无需防膨剂等特点。在长庆油田两口致密油井和两口致密气井进行了现场应用,施工成功率大于95%,施工有效率100%。     

原油基压裂液研究

研制了一种适用于低压、低渗、水敏性储集层的新型原油基压裂液体系。根据基液原油的组分合成相应的增稠剂，增稠剂在原油中与交联剂反应，形成网状结构，使原油成为黏度可以调控的冻胶，从根本上改变了油基压裂液以柴油、煤油为基液的现状，降低了油基压裂液的成本，同时还提高了压裂液的抗温、抗剪切和破胶性能，并将交联时间缩短到2h以内，可以满足现场压裂施工的要求，大大降低了施工强度和压裂改造的综合成本。在青海油田进行的现场先导试验取得成功。图9表1参5     

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。      

液氮助排技术研究与应用

液氮助排技术,是采用延迟胶联技术在压裂液的前置液中加入氮气,形成均匀泡沫冻胶,用来撑开地层,并且在压裂后,靠释放出的氮气反推破胶水化液排出地层,提高压裂液的返排率,减少压裂液对地层的伤害,提高压裂效果。研究结果表明,延迟胶联时间可控制在2～3.5min之间,氮气在高压管汇出口处加入后有充分的时间混合,形成均匀的泡沫冻胶,它具有滤失低、粘度高、耐温能力强等特点;适合高温、低渗透、敏感性地层的改造。1992年,使用该技术现场施工两口井,均取得成功,压裂液的返排率达90％以上,效果明显。     

低碳烃无水压裂液体系构建及性能评价

非常规油气储层采用水基压裂液压裂施工过程中,易对储层造成二次伤害,并且浪费大量的水资源。因此,室内以正己烷为基液,通过优选合适的交联剂和胶凝剂,研制了一种低碳烃无水压裂液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明：低碳烃无水压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能和携砂性能,能够满足现场加砂压裂施工的需求。体系的破胶性能良好,加入2. 4%的破胶剂醋酸钠破胶2. 5 h后体系黏度可以降低至10 mPa·s 以下。此外,压裂液体系破胶后对储层岩心的渗透率伤害率小于10%,具有低伤害的特点。低碳烃无水压裂液体系现场应用效果较好,SS-Y2井压裂后日产油量显著提高,达到了压裂增产的目的。研制的低碳烃无水压裂液体系在非常规油气储层压裂施工领域具有较为广阔的应用前景。     

一种连续施工的柴油基冻胶压裂液PS-1室内研究

针对国内目前所用油基压裂液成胶速度慢,通常采用间歇施工工艺的缺点,研究开发了一种低伤害连续 施工的油基冻胶压裂液体系。室内试验表明,该压裂液体系(在柴油中加入1．5％胶凝剂、0．24％加速剂)成胶速度 快,搅拌30s粘度可达到158mPa·s左右,120s内就能形成良好的油基冻胶压裂液;抗温抗剪切性能好(在120℃, 170s(?)下连续剪切70min后,压裂液的粘度大于50mPa·s),对岩心伤害率小于6％。对现场施工井统计表明,采用该 压裂液体系进行连续施工,与间歇施工工艺相比单井可节省费用约4万元,施工时间缩短2／3。     

油基压裂液在春光油田低温水敏油井的应用

针对春光油田沙湾组水敏性较强、低温低压不利于压裂液破胶及返排和储层孔喉细小易水锁等问题,开展了油基压裂液的实验研究与应用工作,优选了适合该区块的油基压裂液配方及配制方法,解决了低温储层条件下(30~40℃)油基压裂液在可控时间内的彻底破胶难题。该油基压裂液体系在排2-401井进行了实际应用,取得了理想的增产效果。     

江汉油田黄场低渗透区块油基压裂液室内研究

江汉油田黄场区块油层渗透率差异系数大,属低孔、低渗地层,存在强水锁效应。通过试验优选出了适应本区块特点的油基压裂液。该油基压裂液利用黄场油田脱水原油为基液,选磷酸酯类LHPG02作为凝胶剂,使用偏铝酸钠作交联剂,强碱弱酸盐无水醋酸钠作破胶剂,配方为:JHYY (1.0%~1.5%)LHPG02 (0.09%~0.2%)NaAlO2 (0.07%~0.1%)NaAc。室内岩心伤害评价结果表明,该油基压裂液对黄场低渗透油藏岩心的渗透率恢复值最低为78.95%,平均为86.13%,对低渗透油藏有较好的保护效果。     

一次值得借鉴的压裂施工

华北油田所辖的廊东油田是典型的高压低渗砂岩油藏，具有岩性致密、泥质含量大、强水敏性等地质特征。投产初期，单井产量较高，但生产一、二年后，压力下降快，产量递减也快，以致长期处于低效开发状态。“七五”期间曾进行压裂增产，但效果并不理想。１９９４年１２月，华北局与加拿大法玛斯特公司合作，对安６９－４５井进行水力压裂，取得了理想的增产效果。该文简要介绍该区块的地质特征和低效开发状况，具体介绍安６９－４５井压裂施工技术和保证施工质量、提高压裂效果的做法。     

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低渗透气藏储层一般具有渗透率低、泥质含量高的特征。不经过水力压裂，该类气藏就不能有效地投入开发。而水基压裂液对泥质含量高的水敏性低渗透地层伤害极大，故研究油基压裂液在我国具有重大的现实意义。介绍了一种新型的油基压裂液，该压裂液是用磷酸酯铝稠化剂和一种油溶性活化剂配置而成，克服了现有油基压裂液的一系列缺点；提出了活化剂用量、凝胶表观粘度、抗剪切能力、破胶剂破胶能力、滤失性能、岩心伤害率等实验数据，这些数据指标均在优质油基压裂液性能范围之内；说明该压裂液具有流动性能好、凝固点低、易溶化、不易老化、对地层伤害少、易返排、配置及施工方便等特点。     

长春岭超低温浅层弱稠油油藏压裂液的研究与应用

针对长春岭油田超低温浅层压裂增产改造中常伴有凝胶浓缩、裂缝滑移、碱敏水敏及冷流体伤害等现象,研制了"七步法"压裂液体系优选技术.室内实验和现场应用结果表明,与目前该区使用的单一压裂液配方相比较,优选的压裂液具有聚合物浓度低、低温破胶彻底、有效控制裂缝纵向滑移、对地层和裂缝导流能力损害低等优点,增产效果显著.     

耐高温高矿化度海水基压裂液体系研究及应用

为满足海上高温低渗油田压裂施工的需求,以丙烯酰胺、丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮和长链季铵盐阳离子单体为原料,制备了一种新型两性离子型聚合物稠化剂CHY-2,并以此为主要处理剂,研制了一套适合海上高温低渗油田的耐高温高矿化度海水基压裂液体系。该压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能,在160℃,170 s-1的剪切速率下实验120 min后,体系黏度仍能保持在100 mPa·s以上;压裂液基液具有良好的耐盐性能,使用105000 mg/L的模拟水配制的基液黏度较高。此外,该压裂液体系还具有较好的滤失性能、悬砂性能和破胶性能,并且破胶液对储层天然岩心基质渗透率的伤害率小于10%,具有较好的低伤害特性,能够满足海上油田压裂施工的要求。现场应用结果表明,海水基压裂液配制过程简单,性能稳定,X-11井压裂施工过程顺利,压后日产油量18.3 t,取得了良好的压裂施工效果。     

耐温230℃的新型超高温压裂液体系

目前使用的天然植物胶压裂液,耐温极限约为177℃。为了解决压裂液的耐超高温问题,通过大量的室内实验,筛选出新型的超高温稠化剂、耐高温的锆交联剂、高温稳定剂和有效的破胶剂,形成了一种耐温在200～230℃的超高温压裂液体系。实验结果表明,这些添加剂协同作用下,形成适用于地层温度高于常规冻胶耐温极限的超高温聚合物压裂液体系,该压裂液在230℃时具有很好的耐温耐剪切性能,并且显著降低了聚合物用量,可以实现完全破胶,对支撑剂导流层的伤害小。      

水力压裂技术研究现状及发展趋势

从水力压裂工艺技术入手,总结了重复压裂、复杂井压裂的难点及其效果影响因素,介绍了水基压裂液、压裂液损害储层机理的研究现状及发展趋势.指出高效低损害低成本抗高温的清水压裂液体系、低损害压裂液体系、抗高温清洁压裂液体系具有广泛的发展和应用空间,液相侵入和固相堵塞是压裂液损害储层的主要机理,应从研制低损害压裂液、优化压裂设计、研究返排工艺及解堵措施等方面入手,抑制二次损害的发生.