滑溜水压裂液用超疏水型多功能减阻剂制备及应用

目前常规滑溜水压裂液体系普遍具有减阻、携砂、抗盐和耐温等多种功能,但均没有考虑通过改变储层表面润湿性而实现储层保护功能。因此,以丙烯酸、丙烯酰胺、自制材料2-丙烯酰胺基-2-苯基乙烷磺酸和疏水改性剂等为原料,合成了一种超疏水型多功能压裂液用减阻剂SHJZ-1。通过红外光谱仪对合成产物减阻剂结构进行表征,且通过高温高压岩心动态损害评价系统、接触角测量仪、哈克流变仪、闭合管路摩阻测试仪等方法对其性能进行综合评价。结果表明,该减阻剂SHJZ-1溶解时间短,起黏快;当盐水的矿化度达到40000 mg/L时,0.5%SHJZ-1溶液的减阻率在68%左右;0.15%SHJZ-1溶液在140℃下高温老化,减阻率仍能达到70%以上;1.3%SHJZ-1溶液处理后的岩心表现出超疏水效果,岩心接触角为151.21°;该减阻剂溶液对岩心平均渗透率伤害率仅为11.6%。超疏水型多功能压裂液体系在HX-1井顺利进行了现场应用,压裂过程中压裂液性能比较平稳,压后产量与临井相比提升10%以上,实现了提质增效的目的。

新型滑溜水压裂液的性能研究

面对非常规能源的开发,常规滑溜水压裂液低携砂、高摩阻和高伤害等问题越发凸显,严重制约了压裂技术的发展.通过优选新型减阻剂BCG-1形成了一种新型的滑溜水压裂液.静态落球沉降实验结果表明,0.2％BCG-1溶液的携砂性能好于浓度为0.4％的其它减阻剂;0.25％BCG-1溶液的储能模量与耗能模量出现交点,黏弹性测试结果及携砂性能分析表明,BCG-1在0.20％～0.25％的使用浓度下,即获得了良好的低黏高弹性,携砂性能好;0.2％BCG-1的摩阻低,减阻塞在50％以上;使用自制的低温破胶剂GMD后,在30℃彻底破胶,残渣含量低 在延川南煤层气井的压裂施工中进行了成功应用,平均砂比达到15％,远优于现有的常规滑溜水压裂液体系.

滑溜水压裂液中减阻剂的制备及特性研究

采用反相微乳液法制备了一种用于滑溜水压裂液中的水溶性减阻剂,对减阻剂的粒径大小分布、重均分子量、降阻率和悬砂能力进行了测试。结果表明,减阻剂粒径小,分布窄,分子量高[Mw=(2.08±0.65)×107g/mol],具备高分子减阻的特性;向清水中加入0.05%的减阻率,减阻率可达55%,并且具有一定的携砂能力。因此,该减阻剂的应用能很好的降低压裂施工摩阻、减小泵功、适当提高砂比,有助于非常规低渗储层的开采。

鄂尔多斯盆地致密油滑溜水压裂液的研究与应用

北美页岩气等非常规油气资源得到了效益开发,主要的增产手段是滑溜水体积压裂。国内致密油储层改造使用的滑溜水压裂液研究与应用较少,国外产品价格昂贵且技术封锁。鄂尔多斯盆地致密油资源量大,开发前景广阔,其储层条件更复杂,具有低孔、低渗、低压特点,使用常规压裂液改造施工压力高,储层伤害大,改造效果不理想。该盆地黄土塬地貌水资源匮乏,体积压裂备水困难,且大量的返排液增加了环保压力。根据致密油地质特征和工艺需求,合成了梳状分子结构减阻剂DR64,配套优选出高效助排剂和黏土稳定剂,形成了一种适合盆地致密油开发的低成本可回收滑溜水压裂液体系。大量的室内和矿场试验表明,该体系减阻率达到64.1%,有效地减小了高泵压的风险,具有低伤害、携砂性能稳定、低成本可回收重复利用的特点,表现出良好的工艺适应性,为国内非常规油气资源的开发提供了宝贵经验。

新型致密油藏可回收滑溜水压裂液的研发与应用

致密油气藏压裂对压裂液的需求从常规的交联冻胶向低黏液体和滑溜水压裂液体系转变。从分子设计入手,合成了新型耐盐减阻剂,研发了用于致密油气储层压裂改造的新型耐盐低伤害滑溜水压裂液体系。根据标准SY/T 5107-2005对该体系进行评价,结果表明该体系具有较好的耐盐、耐温、耐剪切性能,良好的黏弹性,持续的减阻稳定性,可回收再配液。油田现场试验表明,新型压裂液体系能够适应在线连续混配,施工效果明显。

滑溜水压裂液减阻剂减阻性能评价综合性实验设计

滑溜水压裂液的减阻性能是滑溜水压裂液的研究重点。利用自主研发的压裂液摩阻测定仪研究了不同加量、排量及实验温度对滑溜水压裂液用减阻剂减阻性能的影响规律,进而对其减阻机理进行研究。实验结果表明:同一排量下,减阻率随着减阻剂浓度的增加而增加,当浓度增加到一定范围时,减阻率基本保持不变,最优的减阻剂浓度添加范围为0.15wt%~0.20wt%;在同一加量下,减阻率随着排量的增大先增大后减小,存在的最优排量为35 L/min;在同一排量下,减阻率随着温度的升高而减小,在25℃时,减阻率最高。该实验有助于学生了解滑溜水压裂液的减阻机理和流体的流动规律,激发学生的实验热情,提高学生动手实操能力和思维转换能力。

一种新型滑溜水压裂液降阻剂合成与应用研究

减阻剂是滑溜水压裂液的核心添加剂,采用反相乳液聚合法合成了一种新型降阻剂,并以其为主剂,配制了一种滑溜水压裂液体系。考察了降阻剂的各项性能和滑溜水压裂液体系对岩心渗透伤害和裂缝导流能力伤害性能。试验结果表明:降阻剂具有较好降阻性能和携砂性能;该降阻剂配制的滑溜水压裂液对岩心渗透伤害率低、对支撑剂导流能力的伤害率低,对支撑剂导流能力的伤害恢复率达到95.8%;该降阻剂配制的滑溜水压裂液具有低摩阻和高弹性的特点,可以实施大液量、大排量、大砂量的施工。

环保低伤害滑溜水压裂液体系研究及应用

致密油气储层具有低孔、低渗的特性,压裂液选择不当会对致密储层产生伤害。针对延长组长6储层地质特征,通过室内试验研究,确定了一种溶解效果好,具有减阻、抗盐、助排、防膨、环保低伤害的滑溜水压裂液体系,其配方为(0.1%JHFR-2)减阻剂+(0.2%JHFD-2)多功能添加剂。该压裂液体系在南泥湾油田N199-2井应用后取得了良好的效果。

滑溜水压裂液降阻剂的研制与应用

通过对高聚物降阻机理及影响因素的分析研究,借助正交实验设计方法,优选出降阻剂主要活性组分UJ,研制出低成本滑溜水压裂液降阻剂GCY-1,性能表征结果显示,该降阻剂具备高分子降阻特性,性能良好,并通过添加适当的压裂液添加剂,形成了滑溜水体系配方,该配方在现场应用4井次,降阻率可达63.6%,取得了良好的应用效果。

一种基于返排水的新型滑溜水压裂液体系

页岩油气开发普遍采用大型体积压裂,返排液量大,处理技术难度大且成本高。为了实现返排水的循环利用,对减阻剂、助排剂、页岩抑制剂进行了研发或优选,形成了一种新型滑溜水压裂液体系:0.1%JHFR减阻剂+0.2%JHJZ助排剂+0.25%JHNW页岩抑制剂。室内研究表明:该体系绿色环保、20 s速溶、减阻达70%、高抗盐、与返排水配伍性良好。该体系在长宁H7平台的3口水平井成功应用,可满足现场连续混配的压裂要求,有利于节约水资源。

致密油新一代驱油型滑溜水压裂液体系的研制与应用

鄂尔多斯盆地致密油藏储层渗透率低,地层压力低,油井依靠压裂投产。油藏开发中普遍呈现初期产量高、递减快、稳产难度大、采收率低等特征。为实现油井压裂施工中补充地层能量、储层低伤害、降低界面张力以及提高洗油效率等目的,文中提出了在JHFR-2减阻剂+JHFD-2多功能添加剂滑溜水压裂液体系中加入HE-BIO生物驱油剂,并且在压裂液减阻效果、抗盐性、储层伤害、生物毒性、洗油效率、驱油效率等实验研究的基础上,研制了集压裂、增能、驱油为一体的致密油新一代驱油型滑溜水压裂液体系。该体系具有速溶、无毒、环保低伤害、减阻、抗盐、防膨、超低界面张力等特点。利用该压裂液体系,在南泥湾油田P132平2井开展压裂三采一体化先导试验取得圆满成功,为我国致密油藏的高效开发进行了有益尝试。

深层页岩气储层耐温抗盐型滑溜水压裂液体系研究

为满足深层页岩气储层压裂施工对压裂液性能的要求,以丙烯酰胺、刚性基团阳离子单体和N-乙烯吡咯烷酮为原料复配了一种高效耐温抗盐型降阻剂GHR-1,并结合助排剂和黏土稳定剂,形成了一套适合深层页岩气储层的耐温抗盐型滑溜水压裂液体系,对其综合性能进行了评价。结果表明:滑溜水体系的防膨性能、表面张力、pH值、运动黏度、残渣含量以及与地层水的配伍性等基本指标均满足行业标准要求。体系的耐温抗盐性能较好,在最高温度为140℃或者矿化度达到204.8 g/L时,滑溜水的减阻率仍能达到70%以上。体系对目标区块页岩储层岩心的基质渗透率伤害率低于10%,具有较好的储层保护效果。耐温抗盐型滑溜水压裂液体系在NX-1井成功进行了现场应用,施工过程中滑溜水压裂液性能比较稳定,现场减阻效果较好,测试产气量达到了42.35×10^(4)m^(3)/d,压裂增产效果较好。

滑溜水压裂液与页岩储层化学反应及其对孔隙结构的影响

为探究页岩气井压裂作业过程中,滑溜水压裂液对不同沉积环境(海相、陆相、海陆过渡相)页岩储层孔隙结构的影响,利用盆地深层流体-岩石相互作用模拟仪,模拟地层条件(100℃,50 MPa)下滑溜水压裂液注入过程中与不同沉积环境页岩的相互作用实验。通过对比反应前与反应72 h后3套页岩样品矿物组成、孔体积和比表面积的变化,对不同类型页岩孔隙结构的变化进行剖析。结果表明,滑溜水压裂液处理后的不同沉积环境页岩矿物组成和孔隙结构都发生了变化。海相页岩反应之后,碳酸盐矿物发生溶蚀,形成大量直径为2~8μm左右的溶蚀孔,导致纳米孔孔体积和比表面积减小。因含有较多的伊/蒙混层矿物,陆相和海陆过渡相页岩遇压裂液容易发生膨胀、分散作用,导致其孔体积及比表面积减小。该实验结果为研究滑溜水压裂液对不同沉积环境页岩储层的物理、化学作用,以及为压裂液的改造提供了一定的科学依据。

耐高矿化度超支化聚合物滑溜水压裂液减阻与流变性关系研究

滑溜水压裂液是页岩气等非常规油气藏开采的重要材料,为明确高矿化度下聚合物滑溜水压裂液流变性与减阻性能关系,研究了超支化聚合物在不同浓度和不同矿化度下的流变性能,同时在大型摩擦阻力测试装置中测试其压差数据和摩擦阻力性能,在20万矿化度下减阻率可以达到70%左右。分析了聚合物的浓度、高矿化度对超支化聚合物流变性与减阻率的影响。并将计算得到的超支化聚合物在管路中流动的摩擦阻力系数(f)、广义雷诺数(Re)与聚合物溶液流变学参数(n)相关联,建立了表征高矿化度条件下超支化聚合物溶液摩擦阻力系数新方程,并获得了高矿化度下滑溜水摩阻系数与Re的幂律关系式。

页岩气用滑溜水压裂液体系的储层伤害与生物毒性对比研究

压裂液选择不当会对储层造成伤害,降低页岩气井的产能,造成巨大的经济损失。目前,无论是室内还是现场,多是单一研究滑溜水的减阻性能,并未与环境保护和储层保护相联系。针对国内常用的粉末类、油基乳液类和纳米复合类减阻剂配制的滑溜水,在评价减阻性能的基础上,进行了生物毒性和储层伤害方面的试验研究,以探索有效、系统评价滑溜水性能的方法。试验结果发现,纳米复合类减阻剂减阻性能与粉末类减阻剂和油基乳液类减阻剂相近,减阻率都能达70%以上,具有较好的减阻效果;纳米复合滑溜水压裂液的渗透率恢复值为95%~98.6%,EC_(50)值为1×10~6~1.89×10~6 mg/L,具有良好的储层保和环境保护性能;而粉末类减阻剂配制的滑溜水渗透率恢复值仅为5.7%~19.5%,EC50值为1120~1180mg/L(微毒、微毒);油基乳液类减阻剂配制的滑溜水渗透率恢复值仅为1.4%~3.4%,EC_(50)值为71.25~2180mg/L(重毒、微毒),实际应用过程中会对环境和储层造成严重的损害。该研究成果不仅可为压裂现场选用滑溜水提供依据,也可为非常规油气藏储层伤害评价方法研究提供借鉴,对实现页岩气持续高效、经济与绿色开发具有重大意义。

清洁滑溜水压裂液在长宁H26平台的应用

目前使用的滑溜水压裂液存在着与返排水不适应以及对储层伤害大等缺点。根据四川盆地南部下志留统龙马溪组页岩特点及施工需要,研发出一种适合长宁区块的清洁滑溜水压裂液体系,进行了室内性能评价和现场应用。室内实验表明,该压裂液主剂JHFR-2的减阻性能好,使用现场返排液配制滑溜水时减阻率可达70%,溶解时间在30 s以内,最优加量为0.07%~0.10%;对岩心渗透率恢复率为91.9%;压裂液无毒,易返排。在长宁H26-4井的应用表明,清洁滑溜水压裂液的降阻性能好,能达到连续在线混配施工的要求,完全满足长时间大液量大砂量的页岩气井地层压裂。该压裂液配制工艺简单,可降低施工成本,有较好的应用前景。

高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系研究

基于某油田配液污水,开展了高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系研究,用于解决黏土含量高、强水敏、弱胶结、易松散储层与压裂液体系接触后水化膨胀甚至岩石骨架垮塌堵塞压裂裂缝及基质孔隙、喉道等问题。实验结果表明,以KY-2为抗盐减阻剂、FP-3为有机胺复合防膨剂、ZP-2为助排剂,采用矿化度为15548.96 mg/L的配液污水配制0.05%KY-2+0.4%FP-3+0.1%ZP-2高效防膨抗盐滑溜水压裂液体系,其防膨率(96.2%)可与4%KCl相当,防膨效果好;清水冲洗10次后,防膨率仍有89.87%,长效防膨效果好;同时,在该配液污水条件下,减阻率达78.45%,降阻效果好。通过现场试验效果验证,该体系改善了强水敏储层KCl用量大,成本高,无法使用免混配工艺以及由于高矿化度导致减阻率下降的问题。

低伤害高效清洁滑溜水压裂液体系研制与应用

针对目前常用的减阻剂存在着对储层伤害大以及与其他处理剂配伍性较差等问题,室内合成了一种新型减阻剂CMT-10,并以此为主要处理剂,结合页岩抑制剂和助排剂的优选,研制出一套适合页岩气井的低伤害高效清洁滑溜水压裂液体系,并进行了综合性能评价和现场应用。室内性能评价结果表明,该压裂液体系中各处理剂之间以及体系与地层水之间的配伍性均较好;体系属于假塑性流体,流变性能较好;压裂液的返排性能较好,当返排时间为10 min时,返排率能够达到65%以上;压裂液对储层的伤害较小,对天然岩心的基质渗透率伤害率仅为7.65%,对支撑裂缝导流能力的伤害率仅为8.89%,具有良好的储层保护性能。压裂液体系的减阻率能够达到71.5%,防膨率达到95.6%,表面张力低至22.7 mN/m,综合性能优良,能够满足页岩气井压裂现场施工对降阻、防膨、低伤害以及快速返排的要求。该压裂液体系在现场进行了成功应用,各项施工参数均能达到设计要求,极大地提高了页岩储层压裂施工的效率。

一种新型滑溜水压裂液减阻剂及其应用

滑溜水体积压裂施工由于排量大,导致施工摩阻高、压力高。高施工压力耗费的水马力大,对压裂管柱的损伤大,安全风险大。针对鄂尔多斯盆地非常规油气的开发,提出了一种新型减阻剂的合成方案,并对产品进行了室内试验和现场应用测试。室内试验研究表明,减阻剂的加入不但降低了压裂施工摩阻,还提高了压裂液的黏度,有利于压裂携砂和提高砂比;现场应用表明,减阻剂降阻率达到了60%,能够达到降低大排量压裂施工压力的目的,有利于节约压裂费用和施工安全。达到减少施工费用和降低施工安全风险的目的。

页岩气EDR-1滑溜水压裂液开发与现场应用

DR-70乳液减阻剂是依据反相乳液聚合的基本原理合成,其配方为:油水比0.62,m(AM):m (IA):m(AMPS)为1:0.23:3.04,反应温度为35~45℃,反应时间为4 h。EDR-1滑溜水压裂液的最佳体系配比为:DR-70乳液减阻剂,0.1%;助排剂FKZPJ-102,0.3%;黏土稳定剂FKFPJ-301,0.5%。该配比下EDR-1滑溜水压裂液的起黏时间为20~45 s,减阻率大于70%。EDR-1滑溜水压裂液残液具有表面张力小、利于返排,还兼具优异的防膨性等特点。研制了流体摩阻测试仪,用以评价滑溜水压裂液的减阻性能。结合Toms伪塑机理、黏性机理以及弹性机理,对DR-70减阻剂的减阻机理进行了阐释。在CY水平井第15段压裂施工作业中先后分别泵注了EDR-1滑溜水压裂液及AD-12滑溜水压裂液并进行对比,在施工排量均为13 m3/min的情况下,施工停泵压力57.2 MPa;使用EDR-1滑溜水压裂液体系其施工泵压范围为74~77 MPa,施工摩阻为16.8~19.8 MPa。对比使用AD-12滑溜水压裂液体系施工泵压上涨4~7 MPa,施工泵压范围为78~84 MPa,施工摩阻为20.8~26.8 MPa。相比之下,较低的施工摩阻,展现了EDR-1滑溜水压裂液良好的减阻性能。