清洁压裂液的研究与应用

粘弹性表面活性剂(VES)压裂液(又称清洁压裂液)的使用改变了传统聚合物压裂液生产操作方式,可以减少传统压裂液对地层的损害和污染.分析归纳了目前国内外清洁压裂液体系的组成、作用机理及研究应用情况.对我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议.     

一种新型清洁压裂液的室内合成研究

研究清洁压裂液的粘弹性,合成季铵盐阳离子双子表面活性剂VES-G.通过测定不同温度和不同水杨酸钠加量下的压裂液体系粘度,得到不同温度下的压裂液配方.研究表明,该压裂液体系在110℃、170s-1剪切速率下,其表观粘度在100mPa·s以上,其抗剪切能力良好,破胶能力强,破胶后无残渣,对地层伤害小.     

一种经济型清洁压裂液室内研究及性能评价

清洁压裂液又称为粘弹性表面活性剂(VES)压裂液,其性能优于聚合物压裂液,具有低伤害、配制简单的特点,压后油气增产效果优于胍胶压裂液,特别适合低渗透储层压裂改造。通过室内试验确定的一种VES压裂液,具有耐温抗剪切性能好,破胶液粘度和界面张力低,清洁无残渣,悬砂性能好,对基质岩心伤害率小等特点,各项指标均符合SY/T6376-2008对表面活性剂类压裂液的要求,且成本远远低于胍胶压裂液。     

VES-100高温清洁压裂液的性能评价

研究了不同浓度的WT-100表面活性剂作为增稠剂的清洁压裂液的流变性能,以及在不同类型的盐溶液中的粘度变化。用流变仪测定了60℃时3%NH4CL体系的储能模量和耗能模量,证实了其存在较好的粘弹性。4%WT-100＋3%NH4CL体系在100℃,170 s-1条件下表观粘度达到36 mPa.s,该体系具有较好的悬砂性能,破胶简单彻底,残渣少,破胶液粘度低,容易返排,而且还具有一定的耐酸性,可以配制成酸性压裂液。     

无聚合物压裂液作用原理及性能影响因素概述

目前，国内油井进行压裂施工大部分使用是含聚合物压裂液体系。但含聚压裂液不易破胶，返排不彻底，会对地层造成二次伤害，就此国外首先研制了无聚合物压裂液。对无聚合物压裂液易破胶、易返排，低伤害等优越性能和现场应用效果做了详细的阐述，并建议国内的压裂施工尤其是对强水敏性地层的压裂施工尽快过渡到使用无聚压裂液上来。     

煤层气井压裂伤害机理及低伤害压裂液研究

分析压裂液对煤层的伤害机理和液体吸附引起煤基质的伤害程度,总结清洁压裂液和活性水压裂液的性质,并针对这两种压裂液存在的问题提出改进措施.     

高碳链芥酸型清洁压裂液研究

目前常规清洁压裂液主剂多为黏弹性表面活性剂十六(或十八)烷基三甲基氯化铵,该类清洁压裂液的抗温能力较差(一般低于60℃)。基于高碳链芥酸的季铵盐型表面活性剂(JS-VES)具有良好的耐温能力,以JSVES 为主剂研制高碳链芥酸型清洁压裂液,其配方为(质量分数)(0.80%JS-VES+0.68%NaSal+2.60%KCl+ 0.40%Na₂S₂O₃),和常规清洁压裂液体系的性能进行对比。结果表明,高碳链芥酸型清洁压裂液体系(25 ℃、170 s-1)表观黏度为25mPa·s,具有良好的耐剪切性能,在静态悬砂试验中可满足悬砂要求,具有良好的破胶能力(2 mPa·s)和耐温能力(80℃)。     

一种清洁压裂液的室内性能评价

选出一种由长链烷基季铵盐与烷基磺酸盐复配的黏弹性表面活性剂作为清洁压裂液的稠化剂,并以此表面活性剂为主剂;向其中添加黏土稳定剂等其它添加剂,并通过单因素分析和正交实验方法,优选出新型清洁压裂液体系的配方;对其抗温性能、耐剪切性能、悬砂性能、破胶性能及黏弹性进行了室内分析。结果表明,该清洁压裂液体系具有良好的抗温稳定性,耐剪切能力强,悬砂性能好,破胶完全,破胶后残渣量较少,并且配制简单。     

特低渗油田水力压裂的压裂液伤害实验研究

为了提高压裂效果,针对特低渗油田水力压裂液伤害进行实验研究。在研究区储层地质特征分析的基础上,以特低渗砂岩岩心为对象,对不同压裂液造成的伤害进行实验测定和分析,定量评价储层压裂液的伤害程度,分析造成储层伤害的原因。认为黏土的存在是造成储层伤害的主要原因,储层伤害受到黏土含量、黏土类型、渗透率等多种因素的影响。建议从减少压裂液的滞留吸附、提高破胶率、提高返排率方面着手改进压裂液。     

安棚低渗裂缝性储层高温压裂液研究与应用

分析了安棚低孔、低渗裂缝性储层对压裂液的基本要求,确定了评价压裂液性能的实验温度,优化了稠化剂、胶联剂、破胶剂、助排剂等添加剂,形成了适宜于安棚油田的压裂液体系,该压裂液具有良好的耐温、耐剪切和延迟交联特性,携砂能力强、破胶彻底、伤害低,能够满足90～140℃温度地层压裂施工的需要.提出了变浓度压裂液优化设计技术,现场实施49井次,成功率91.3%,有效解决了高温裂缝性储层压裂易砂堵的难题.     

压裂液滤失的二维数值模拟

结合油藏工程和数值模拟技术 ,根据压裂施工过程中滤失的压裂液在地层中二维流动和压裂液为非牛顿型流体的实际 ,建立了非牛顿型压裂液的二维动态滤失模型 ,用数值方法求解 ,并将计算结果与一维模型结果进行对比分析。计算表明 :仅考虑压裂液垂直于裂缝壁面一维流动所计算的滤失速度会偏小 ,并且这种差值会因地层渗透性的增加而加大。二维方法由于考虑了压裂液的非牛顿特性和二维流动 ,其结果也比一维模型更符合现场实际 ,可以减少压裂施工的风险 ,提高压裂设计的可靠性。     

超临界流体萃取方法的研究及应用

超临界流体萃取（ＳＦＥ）是近年来发展起来的一种新的单元分离技术,作者分析了超临界流体萃取的原理、技术特性、工艺流程,探讨了其在食品和生物技术领域的应用及今后的发展．     

超临界流体萃取技术的应用与开发

超临界流体萃取作为新型分离技术有其自身的特点,与某些过程的现有技术比较具有一定优势．该技术目前尚处于开发阶段．     

可携砂酸压交联酸酸液体系的室内研究

酸液体系的性能对于油气藏酸化压裂增产至关重要.在室内实验的基础上,对新型可携砂交联酸体系进行了研究.根据携砂酸压工艺在耐温、抗剪切及携砂方面的要求,分别针对交联酸酸液体系的流变性、减阻性、滤失性、缓蚀性、单砂体颗粒沉降性及酸液体系破胶性等基本性能进行了测试分析.实验表明,这种新型酸液体系适应于现场携砂酸压的具体要求.同时,该酸液体系确保了酸液携砂裂缝充填工艺与酸化作用的有机结合.最后,经交联酸携砂酸压现场实践表明,该酸液体系具有良好的携砂性能和酸液破胶返排性能,从而确保了油气藏增产改造效果.     

用全波列测井资料预测地层破裂压力的应用研究

预测地层的破裂压力在钻井施工、钻井液的选取及水力压裂等方面有着重要的意义。本文系统介绍了利用声波全波资料和岩石力学理论预测地层的破裂压力和压裂裂缝高度的方法．用该方法对吉林某区块一口井的破裂压力和压裂裂缝高度进行了预测，并通过现场资料进行了验证，结果表明破裂压力预测的精度是比较高的，误差控制在4％以内，从而提供了比较合理的钻井液密度参考值和人工压裂时的压力参考值。由此可见，该方法对合理选取钻井液密度和压裂施工具有重要的指导意义。也说明了在破裂压力预测模型中，引入了广义构造应力系数的合理性。     

水力压裂井井温资料在河南油田的应用

井温测试作为诊断水力压裂缝高最有效的一种手段,在全世界得到广泛应用,由于各地储层特征千差万别所以解释方法和应用范围也各不相同。本文根据河南油田压后井温曲线特征结合储层压力和测温时间,总结了判断裂缝高度的四种方法;用停泵后不同时间录取的温度,统计出停泵时目的层温度,为压裂液的优选提供了可靠的依据;用砂层厚度与隔层厚度交会的方法统计出了安棚油田能够有效阻挡人工裂缝延伸的最小纯泥岩隔层厚度,为压裂选层、压裂施工设计、压后效果分析提供了可靠的第一手资料。     

水力压裂优化设计方法研究

综合根据施工规模预测压裂效果和根据增产要求设计施工规模的两种设计思想体系,将裂缝三维延伸模拟技术应用于压裂施工设计,提出了从地层条件出发、以最佳的压裂效果为目标的水力压裂优化设计方法,通过不断地自动调整各段压裂液体积、地面加砂浓度、支撑剂类型和粒径等施工参数,设计出最优的施工方案,并在此基础上,采用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ 语言研制了一套Ｗｉｎｄｏｗｓ 环境下的三维压裂优化设计软件,在现场应用中取得了令人满意的施工效果。     

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究 ;利用有限元法对密封圈进行了计算分析。在此基础上 ,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。采用 2 6型氟橡胶和填充聚四氟乙烯两种材料制造密封圈 ,并且交互排列组合在一起使用 ;密封圈唇部夹角为 90°增至 114° ;通过磨损试验 ,对柱塞表面强化材料进行了筛选 ,制订了相应的强化工艺。柱塞表面强化方法为喷焊处理 ,喷焊材料为PHNi6 0A 15 %WC。现场使用证明 ,改进后的柱塞密封副使用效果很好。