体膨类堵水调剖剂研究现状

简述了体膨类堵水调剖剂的种类、名称以及合成方法,并介绍了体膨类堵水调剖剂的优良特性。重点介绍了体膨类堵水调剖剂的研究现状,包括专利产品和室内研究,以及该类堵剂的研究、评价方法。介绍了国内油田该类堵剂的应用情况,指出了该堵剂的不足之处,并提出了发展、改进的方向。     

孤岛原油正庚烷和正戊烷沥青质乳化能力研究

从孤岛原油中分离出正戊烷和正庚烷沥青质，元素分析和红外光谱分析结果表明，相对分子质量较大的正庚烷沥青质，含杂原子和极性基团较多。将两种沥青质溶于甲苯配制的模型油，分别与蒸馏水、模拟地层水、0～900mg／LHPAM溶液、0～500mg／L黏土液按1：10体积比充分乳化，测定静置时水相（水包油乳状液）透光率，据以考察沥青质的乳化能力，结果表明：正庚烷沥青质的乳化能力强于正戊烷沥青质；矿化离子使沥青质的乳化能力减弱；随聚合物浓度增大，沥青质乳化能力增强；黏土在浓度小于200mg／L时使乳化能力减弱，浓度大于200mg／L时使乳化能力增强。模型油与HPAM溶液间的界面张力，在聚合物浓度100mg／L时有最小值，在500mg／L时有最大值，正庚烷沥青质模型油的界面张力随聚合物浓度的变化较剧烈。正庚烷模型油在聚合物溶液中的乳化油滴直径分布范围较正戊烷模型油窄，聚合物浓度较大时，油滴直径分布范围较宽。正庚烷沥青质模型油与黏土液闸的界面张力，在黏土液浓度增至300mg／L时略有升高，浓度继续增大时大幅升高，而正戊烷模型油的界面张力在黏土液浓度300mg／L时有最低值。图9表3参7。     

滑溜水–胶液一体化压裂液研究与应用

滑溜水黏度较低,不能满足造缝、携带大粒径支撑剂和高砂比施工要求,限制了非常规储层大型压裂效率的提高。为此,以丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和单体A为原料,采用反相乳液聚合法合成了一种耐高温、速溶型聚合物降阻剂SFFRE-1。通过研发与降阻剂SFFRE-1配伍性好的高效助排剂和优选黏土稳定剂,形成了滑溜水–胶液一体化压裂液。该压裂液耐温160 ℃,通过调整降阻剂SFFRE-1的加量,其黏度在1～120 mPa·s可调,在压裂施工过程中能够实现滑溜水和胶液在线混配及即时切换的要求。该压裂液在四川盆地的页岩气井和胜利油田的致密油井进行了应用,压裂过程中压裂液表现出良好的降阻和携砂性能,降阻率最高达到86%,砂比最高达到43%。研究和现场应用表明,滑溜水–胶液一体化压裂液能够满足非常规储层大型压裂施工需求。      

页岩气压裂用滑溜水胶液一体化稠化剂研究

为了提高页岩气现场配液施工效率,降低不同压裂液间配伍性对压裂液性能的影响,利用AM、DMC、DMDB为原料,采用混合胶束水溶液聚合,合成一种滑溜水胶液一体化用稠化剂。用管路摩阻仪和高温流变仪对滑溜水体系降阻性能和组装压裂液体系耐温耐剪切性能进行评价。结果表明,该疏水缔合聚合物溶解时间小于2 min,0. 1%的滑溜水黏度达到10 m Pa·s,降阻率为65. 7%,组装压裂液在90℃,170 s~(-1)条件下剪切2 h,表观黏度大于50 m Pa·s。滑溜水和胶液具有良好的降阻效果及耐温耐剪切性,能够满足滑溜水和压裂液在线混配的要求,可以实现滑溜水胶液一体化。     

深层页岩气压裂滑溜水技术研究与应用

为满足深层页岩气地层特征对大型压裂施工使用滑溜水的造缝、耐温、减阻性能技术要求,通过改进聚合物分子结构以提高减阻剂的减阻性能,同时引入刚性基团提高减阻剂的耐温性能,采用两步法合成出耐高温、高减阻率的减阻剂,以及配套配伍性好的黏土稳定剂和助排剂,形成了深层页岩气压裂滑溜水技术。该滑溜水在丁山构造深层页岩气压裂进行了现场应用,地层垂深(TVD)4 095.46 m,最高温度达143℃,现场减阻率达到82%,单段携砂量最高达到83 m~3,解决了深层页岩气耐温造缝及携砂难题,满足了深层页岩气压裂需求。     

颗粒型堵剂在多孔介质中的运移规律研究

研究了预交联硬颗粒和软颗粒堵剂在多孔介质中运移规律。结果表明,颗粒型堵剂运移规律主要表现为"顺利通过"、"破碎通过"以及"形成堵塞不能通过"等模式。小于孔喉的颗粒,由于粘弹性较好,吸水膨胀后,颗粒可发生形变,表现出"变形虫"特征,在注入水的驱动下,可以顺利通过孔喉;颗粒直径和孔喉相差较大的条件下,在驱动力较大,颗粒被破坏成更小的、与孔喉相匹配的颗粒。     

常压页岩气低成本高效压裂技术对策

常压页岩气在渝东南地区广泛分布,具有岩石脆性好、裂隙原始尺度小、含气丰度低、吸附气比例较高、压力系数低等特点;压裂面临裂缝复杂性低（单一缝占比较大）,改造体积有限,长期导流能力保持不足等难题,造成压后产量低且递减快,影响了常压页岩气的经济有效开发。从压裂工程角度出发,以提高单位岩石体积内裂缝有效改造体积及多尺度裂缝长期导流能力为前提,在压裂增效基础上进一步降低工程成本为目标,提出高效压裂技术对策。①压裂增效技术：提出页岩平面射孔模式,提高了每簇的改造强度及诱导应力作用范围,裂缝复杂程度及SRV（18%～20%）得到提升,增产效果明显（三年累产量同比提高28.5%）;提出多尺度造缝及交替注酸扩缝技术,进一步增大有效改造体积及裂缝复杂性;提出多元组合加砂压裂模式,提高支撑剂在裂缝内铺置广度及充填度,提高压后长期导流能力。③压裂降本技术：通过压裂造缝机理精细模拟研究,减少造缝中的低效液体（同比单簇节约20～25%）,避免低效施工;通过一剂多效压裂液体系和混合支撑剂的综合应用,进一步降低压裂材料成本。研究结果为常压页岩气的低成本高效压裂提供了理论依据,提高了压裂实施的科学性与有效性。     

反相乳液型减阻剂及滑溜水体系的研发与应用

由于常规压裂液降阻效果差,对储层伤害大,为了大幅度降低施工摩阻,降低施工压力,改善压裂改造效果,采用反相乳液聚合法合成了一种用于压裂的反相乳液型减阻剂,并以其为主剂,与优选出的配伍性能好、协同效应好的黏土稳定剂、助排剂等复配形成了一种新型滑溜水体系。室内试验表明:0.10%~0.15%反相乳液型减阻剂溶液的减阻率达到65%以上;新型滑溜水体系的减阻率达到65%,且具有较高的防膨胀和助排性能,较好的耐温抗盐性能。新型滑溜水体系已在青海、江汉、华北等油田薄互致密储层压裂和页岩油气井分段压裂中进行了应用,表现出了良好的特性,获得了良好的改造效果。该体系能够满足页岩油气储层及致密储层压裂的需要,且能降低大型压裂的施工成本。      

双组分互穿网络复合吸水材料的黏弹性研究

通过乳液聚合制备了具有分子互穿网络结构的吸水材料(WIPN).应用RS600流变仪研究了吸水材料(WIPN)吸水后的黏弹性及吸水倍率对黏弹性的影响.动态研究表明,吸水材料的固体属性远大于液体属性,弹性模量G＇的数量级为104Pa,而黏性模量G″仅在102～103Pa之间;吸水倍率升高,由于交联分子链的弹性减弱,G＇、G″均降低;随温度升高,G＇平缓降低,G″出现上升拐点,吸水倍率越高,拐点出现得越晚,说明在较高吸水倍率下,聚合物分子链处于紧绷状态,需要较高的能量才能发生应变.稳态蠕变恢复研究表明,材料弹性好,蠕变阶段不易变形,恢复能力强;吸水倍率越高,变形能力越强,残余应变越大.     

深层页岩气压裂用高黏高降阻一体化稠化剂的制备与性能评价

滑溜水水力压裂是高效开发页岩气的重要方法,但存在黏度低、淡水用量大和胶液不可自由转换等系列问题,限制了其在3500 m以深的深层页岩气中的应用。为解决上述问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸等为原料,通过自由基聚合反应,室内合成了高黏高降阻一体化稠化剂(HVFR),考察了其溶解性、增黏性、降阻性、携砂性及耐温耐剪切性。结果表明,HVFR的相对分子质量为22.7×10~6。HVFR溶解速率快,1 min增黏率达到93%,有利于实现压裂液的在线连续混配。HVFR的降阻性能良好。在150 L/min流量下,作为低黏、高黏滑溜水时的降阻率均大于70%,作为胶液时的降阻率可达到68%。HVFR具有一剂多能特性,通过调整其浓度可实现低黏滑溜水、高黏滑溜水和胶液之间的自由转换。基于HVFR的交联压裂液具有良好的携砂能力及耐温耐剪切性能。在120 ℃、170 s^-1下剪切120 min后,压裂液的保留黏度约为120 mPa·s,满足压裂施工的要求。