一种适用于页岩油气井工厂化体积压裂的新型液体破胶剂

针对页岩油气井工厂化体积压裂过程中固体粉末破胶剂使用存在人工强度大、安全风险高、且易出现混配不均匀导致破胶效果差的问题,基于过硫酸盐氧化破胶机理,研制了一种新型液体破胶剂。通过室内实验分析了配方组成、存储方式、存储时间、pH值等因素对液体破胶剂性能的影响。结果表明:密闭保存环境下过硫酸钾液体破胶剂性能更稳定,同时,体积浓度为0.06%或0.05%、温度90℃、破胶时间4 h的条件下该液体破胶剂分别对冻胶压裂液体系和变黏滑溜水两种常用压裂液体系均能彻底破胶,破胶液黏度小于5 mPa·s,满足现场压裂液破胶技术要求。历时23 d,在大庆油田1口页岩油水平井43段体积压裂成功应用,放喷求产阶段返排液黏度均小于2 mPa·s,破胶性能好、破胶彻底,有效解决了固体粉末破胶剂使用过程中存在的难题,为工厂化体积压裂施工提供了技术支撑。

煤层气水平井破胶剂评价方法及应用

对聚合物钻井液的降解破胶程度是影响煤层气水平井储层保护效果的决定性因素,煤层气水平井破胶剂评价方法至关重要,针对目前常用的旋转黏度计评价方法存在误差大、精度不高等问题,提出毛细管黏度法评价方法,相较于旋转黏度计法,毛细管黏度法灵敏度高、测定结果更准确。岩心流动实验结果表明,破胶残液黏度直接影响储层损害程度,当破胶残液的毛管黏度低于3.0 mPa·s时,岩心渗透率恢复值可达85%以上。山西沁和能源端氏煤矿4口水平井现场实践表明,利用毛细管黏度法判断破胶效果是可行的。

石油钻井用破胶剂的制备及性能研究

针对传统过硫酸钾固体破胶剂无法稳定加料和高温破胶不彻底等问题,提出了一种新型的液体破胶剂体系,并对破胶剂体系配方进行优化。优化后的高温碱性液体破胶剂体系配方(w)为0.05%的Y-1型破胶辅剂,5%的T-1型抗冻剂,0.4%的S-1型缓蚀剂,破胶剂用量为0.1%。按该配方制备的破胶剂体系凝点为-27℃,腐蚀速率为0.1 g/(m^(2)·h),12 h质量损失为1.3 mg,处理压裂液后残渣的质量浓度为158mg/L。现场使用结果表明,制备的高温液体破胶剂体系具有良好的破胶效果。

微胶囊缓释破胶剂的室内研制

采用滚动造粒法在过硫酸铵颗粒外包一层高分子粉体，再采用Ｗｕｒｓｔｅｒ流化床法将颗粒包封，制成了微胶囊缓释破胶剂，在室内实验装置上产率达９０％以上。所得微胶囊破胶剂具有良好的延迟释放、延迟破胶性能。有两个样品７０℃时延迟释放时间分别达４８ｍｉｎ和６５ｍｉｎ，释放５０％的时间分别为２０８ｍｉｎ和３１２ｍｉｎ。在冻胶体系中加入其中一个样品，加量０．１４ｇ／ｌ（以所含过硫酸铵计），在７０℃放置９０ｍｉｎ后冻胶体系粘度损失仅８％。

新型微胶囊破胶剂的研制

用市售石蜡包埋过硫酸铵，制成了一种新型压裂液用微胶囊破胶剂。该剂粒径０．６—１．２ｍｍ，包埋率约９５％，有效含量约８０％。基于加有微胶囊破胶剂的蒸馏水电导率随时间的增大，在６０℃、７０℃、８０℃蒸馏水中测得该破胶剂的释放速度与美国哈里伯顿公司的商品微胶囊破胶剂Ｏｐｔｉｆｌｏ３基本一致。

胍胶类交联压裂液及胶囊破胶剂的新进展

本文概述了美国近几年金属离子和硼酸盐交联胍胶类压裂液的研究进展,介绍了胶囊型延缓氧化破胶剂技术,对交联和破胶机理进行了讨论。

油田压裂用破胶剂和暂堵剂的制备及其性能研究

随着经济的迅速发展,工业制造的进程逐步加快,对石油资源的需求也日益提高。因此石油资源勘探开发节奏愈发加快,使得石油资源已成为国内外石化行业关注的重点。在石油经济开发方面,压裂技术便是最为之有效的方法。因此,优化改进油田压裂用破胶剂和暂堵剂的制备及其性能是非常必要的。基于此,就对此展开了详细探讨。

新型压裂液破胶剂的研究与应用

为解决压裂液的前期降粘与后期破胶困难的矛盾,研制出了一种新型的水基压裂液破胶剂——EB-1微胶囊破胶剂。EB-1微胶囊破胶剂是在过硫酸铵表面包结一层防止水侵入的绝缘包衣,绝缘包衣对破胶剂具有屏蔽作用并在一定的条件下释放,从而达到了廷缓破胶的目的。经室内和现场应用表明,EB-1微胶囊破胶剂能提高压裂液中破胶剂的浓度,使压裂液在较短的时间内破胶化水,压裂液反排液的粘度均小于3 mPa·s,同时压裂后关井时间由原来的12h以上缩短为6-8 h;EB-1微胶囊破胶剂的生产设备采用转鼓式喷涂包衣工艺,结构设计合理,包衣材料回收率为80％,节约了成本,提高经济效益,降低了对环境的污染;EB-1微胶囊破胶剂具有良好的缓释性能,使压裂液在施工中能保持较高的携砂能力,防止压裂液提前破胶;EB-1微胶囊破胶剂能提高压裂液中破胶成分的有效含量,压裂液破胶化水彻底,提高压裂液的反排效果,减少对地层及支撑剂的伤害,提高增产效果。

生物酶破胶剂的现状及展望

由于常规化学破胶剂存在化学污染、破胶度有限等缺陷,近年来酶破胶剂的使用变得越来越广泛。本文主要介绍了酶破胶剂的现状以及同其它破胶剂的区别。

植物胶压裂液低温破胶剂

介绍了一种新的适用于植物胶压裂液的低温破胶剂，是由过硫酸铵和激活剂组成。讨论了在低温上的破胶原理及破胶性能试验，结果表明该破胶剂低温破胶彻底。

有效降解PRD钻井液的低温破胶剂JPC室内研究

用PRD聚合物钻井液钻井完钻后，须对井筒内余留的钻井液实施破胶处理，以免钻井液污染地层。常用的氧化荆破胶法低温破胶效果差。本文报道低温破胶刑JPC的实验研究结果。实验钻井液（胶液）为0．65％PF-VIS增粘的PRD钻井液。用破胶率即以空白处理胶液为基准的破胶剂处理胶液表观粘度降低率表示破胶效果。在包括强氧化性酸、盐、碱的9种化学（生化）刑中，JPC的50℃、4h破胶率最高，为95．2％（加量1．0％），α-葡糖酶次之,为72．1％（加量1．5％），其余均低于50％。JPC的破胶率随加量增大而增大，加量≥1．5％时趋于恒定，适宜加量为2．0％；破胶温度升高（21-95℃）或破胶时间延长（0.5～5．0h）时破胶率增大，加量2．0％、50℃、3h破胶率超过90％，破胶液21℃表现粘度为4．0mPa·s。JPC对储层无伤害，注入2．0％的JPC海水溶液4．5PV时，南海西江23—1油藏岩心渗透率不降低，油相渗透率在注入煤油7．0PV时完全恢复。图3表3参2。

ZYEB胶囊破胶剂的研制

报道了最高使用温度～ 10 5℃的水基压裂液胶囊破胶剂ZYEB的研制。选择过硫酸铵为破胶剂 ,从 10余种材料中筛选出耐油的聚硫 偏丙乳液、防水的PVDC CP、强度好的硅改性纳米乳液 3种材料复合作囊衣。过硫酸铵粒径为 0 .4～ 0 .9mm ,采用Wurster流化床法制备胶囊破胶剂ZYEB ,介绍了制造过程。对ZYEB的性能作了实验评价 :在蒸馏水中的释放率 ,80℃下 1h为 8.6 % ,80℃下 2h为 36 .9% ;加入 0 .1%ZYEB的HPG/有机硼压裂液 ,在 80℃、170s-1下剪切 2h后粘度为 2 13.8mPa·s,粘度保留率为 6 5 .9% ,在 5 0MPa的流体静压力下保持 2h后粘度保留率 >4 0 % ;在 80℃的压裂液中加入 0 .1%压碎的ZYEB(压力 10MPa ,10min) ,30min内粘度下降 80 %以上 ,2h后粘度为 4 .5mPa·s ;加入 0 .1%ZYEB的压裂液 ,80℃时对渗透率～ 0 .0 18μm2 的岩心渗透率的伤害率为8.7% ,远小于国产破胶剂NEB 1和NEB 2造成的伤害率 ,与进口胶囊破胶剂INTEB造成的伤害率 (7.6 % )大体相当。图 3表 4参 7。

二氧化氯作为煤储层压裂液破胶剂的可行性实验研究

针对煤层温度低、高黏压裂液无法及时破胶返排的难题,探讨二氧化氯作为压裂液破胶剂的可行性及其对煤层气开采的影响。实验选择清洁压裂液、交联冻胶压裂液和二氧化氯溶液对不同煤阶煤样进行处理,对处理后煤样再分别进行光学显微镜、等温吸附和压汞等测试。结果表明:残留的压裂液会对煤层造成污染伤害,二氧化氯不但具有良好的低温破胶作用,同时还可以提高大孔和中孔的孔容比,使得孔隙连通性得到改善,进而提高储层渗透率;经二氧化氯处理后煤样的朗格缪尔体积显著降低,表明了煤的亲甲烷能力显著降低,从而使得煤层气临界解吸压力、含气饱和度与采收率均得到不同程度的提高。研究表明二氧化氯可以作为煤储层压裂液的破胶剂。

煤层气井清洁压裂液破胶剂的筛选

为解决清洁压裂液在煤层气井中的破胶问题,通过考察破胶剂的种类、温度、用量及pH值对破胶时间的影响,筛选了4种适合于不同压裂深度的煤层气井的新型温敏化学破胶剂——PJJ-25、PJJ-30、PJJ-35和PJJ-40。结果表明:这4种破胶剂用量为0.02%～0.03%;破胶时间在0.5～5 h之间可控制;破胶后体系粘度小于3 mPa.s;表面张力低于30 mN/m;残渣低于0.1%。实践证明,这4种破胶剂均有良好的破胶效果,破胶液与地层的配伍性良好,且对煤层伤害较轻。

胶囊破胶剂的介质分散分相法制备研究

针对压裂施工过程中破胶过早的问题,以过硫酸铵为芯材,选用适宜的聚合物为囊衣材料,采用分散分相法制备胶囊破胶剂。通过比较,确定了聚乙烯醇(PVA)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为较好的囊衣材料,通过正交实验研究了两种胶囊破胶剂的制备工艺。结果表明:搅拌速率、温度、衣材与囊芯的质量比、衣材溶液和分散剂的质量分数对胶囊破胶剂性能有较大影响。制备PVA胶囊破胶剂的最佳条件为:温度25℃,搅拌速率270r/min,衣材与囊芯的质量比2:8,分散剂用量为1%;制备EVA胶囊破胶剂的最佳条件为:温度25℃,搅拌速率300r/min,衣材溶液和分散剂的用量为5%和2%。

空气悬浮法制备微胶囊延迟破胶剂的研究

采用空气悬浮法制备以过硫酸铵 (APS)为活性芯材料的压裂液微胶囊延迟破胶剂 ,设计了以乳液聚合方式合成的含氯化乙烯单体的三元共聚物为内层 ,以有机硅接枝改性的聚丙烯酸超微乳液和无机硅高分子材料为外层的体系 ,制成复合膜。可以通过改变膜层厚度、包衣乳液中助剂组成以及成品溶剂处理等方法调整胶囊的保护程度和释放行为。包衣材料回收率 90 % ,室温下水溶液中的初始释放率 <0 .5 % ,有符合应用需要的释放特性和化学、机械稳定性。 80℃下加入浓度为 0 .1 % (ω)的胶囊破胶剂的压裂液冻胶在 2h后仍可保持其初始粘度的 2 /3,与加入浓度为 0 .0 2 % (ω)的过硫酸铵的压裂液相比 ,岩心渗透性的伤害率由 2 5 .7%下降为 8.5 %。

胶囊延迟破胶剂及其在油田中的应用

综述了应用胶囊延迟破胶剂提高人造裂缝导流能力的室内研究及现场应用结果。表明胶囊延迟破胶技术可显著改善裂缝导流能力,提高油气井产量。

用于压裂液的生物酶破胶剂性能评价

生物酶破胶剂具有破胶彻底、残渣量少、对地层的伤害小等优点。介绍了适用于高、中高、低温条件的3种生物酶破胶剂,通过室内实验,对生物酶的配伍性、生物酶浓度、瓜胶浓度、pH值、温度等条件对酶活性及破胶效果的影响进行了评价。结果表明,该3种生物酶与压裂液添加剂的配伍性好;酶浓度在5～20mg/L、瓜胶浓度在0.2%～1.0%范围内时具有很好的破胶效果;生物酶破胶剂在pH值为5～10、温度为20～120℃范围内,3h可将压裂液黏度降低到5mPa·s以下,达到行业标准;与化学破胶剂相比,生物酶破胶剂用于压裂液,不仅破胶可控,而且破胶后破胶液黏度低、破胶聚合物分子量小、残渣含量少,环境保护性能好。

一种用于PRD钻井液的缓释破胶剂

用PRD无固相弱凝胶钻井液钻井后,在裸眼筛管完井过程中,必须采用破胶技术来恢复油井产能。为了省去破胶作业实施程序,提高钻完井作业效率,采用包囊材料SL和氧化剂GH制备了缓释性破胶剂GH-SL,评价了其缓释性能和对PRD钻井液的破胶效果。结果表明,与常规氧化型破胶剂相比,破胶剂GH-SL具有较好的缓释破胶性能,且随着包囊材料SL质量分数的增大,其缓释性能越来越好;缓释破胶剂GH-SL对钻井液的破胶率,随着GH-SL加量的增大而增大,随着温度的升高而增大,随着破胶时间的延长而缓慢增大;当GH-SL加量为5%时,在80℃下经过5d破胶,PRD钻井液表观黏度由43.0mPa·s降到8mPa·s,可以满足完井作业破胶要求。

微胶囊缓释破胶剂MEB-1的制备及性能

将含有一种聚合单体的过硫酸铵饱和水溶液分散在三氯甲烷中,在50℃反应3～4小时,滤出,以无水乙醇洗涤,干燥,得到囊壁为水溶胀性聚合物的微胶囊破胶剂MEB-1。该剂粒径0.5～0.9mm,过硫酸铵有效含量可达39.23%,包埋率86.77%,释放率>60%,推荐使用温度60～130℃。MEB-1的过硫酸铵释放率随温度(30～120℃)和时间(10～60min,90℃)的变化,加量0.1%时0.6%HPG/有机硼压裂液90℃黏度变化和90℃破胶性能,均与两种商品微胶囊破胶剂(LZEN-1和-2)相近或相同,加入0.1%MEB-1的该压裂液80℃时对地层岩心渗透率(0.0178～0.0187μm2)的伤害较小,仅为14.8%,加入两种对比剂的压裂液则分别为17.7%和18.1%。