CHJ阴离子清洁压裂液的性能评价

制备了以阴离子表面活性剂为主剂的CHJ清洁压裂液,并研究了其主要性能。CHJ清洁压裂液黏度随稠化剂加量的增加而增加,随KCl加量的增大先增加后降低,在KCl质量分数约2.7%时,黏度达到最大值360 mPa.s。该清洁压裂液在100℃、170 s-1下的耐温耐剪切性能良好。在80、120℃时,砂粒在压裂液中的沉降速度分别为11.124、18.840 mm/min,携砂性较好。煤油加量为3%时,压裂液在70 min左右破胶,清洁压裂液黏度降至5 mPa.s以下,破胶液表面张力为26.10 mN/m,界面张力为0.73 mN/m,比较符合现场施工要求。清洁压裂液的破胶液对岩心的伤害率为7.65%。

磺酸型表面活性剂清洁压裂液的性能研究

为研制新型清洁压裂液,采用脂肪酸甲酯磺酸钠与芥酸酰胺丙基甜菜碱复配得到了一种增稠剂MC-1,研究了MC-1及无机盐加量对压裂液黏度的影响,考察了压裂液(3%MC-1+5%KCl)的耐温性、耐剪切性、悬砂性和破胶性能。结果表明,MC-1与多种无机盐KCl、NH4Cl和Na Cl均有较好的协同性,其中与KCl的协同性最好,压裂液黏度随MC-1和KCl加量增大而增加;该压裂液具有较好的耐温耐剪切性和悬砂性,在80℃、砂比40%的条件下,砂子的沉降速度为1.18 mm/s;与煤油混合后在80℃下2 h内完全破胶,破胶液黏度为4.5 m Pa·s,表面张力为24 m N/m,界面张力为0.8764 m N/m。该压裂液可适用于小于90℃的地层使用。

一种酸性压裂液用交联剂ZOC-1的制备及室内评价

制备了一种针对酸性压裂液体系的高温延缓型有机锆交联剂ZOC-1,考察了合成工艺中不同因素对ZOC-1性能的影响,确定了ZOC-1的最佳合成工艺:氧氯化锆5%,配体20%,水、甘油质量比0.3,pH值2～3,反应温度50～55℃,反应时间4～5 h。将羧甲基瓜尔胶溶液与ZOC-1按质量比100∶0.3交联,交联时间为50～92 s,压裂液耐温性可达100℃。在100℃、170 1/s下连续剪切60 min,冻胶表观黏度可保持在80～90 mPa.s。携砂比为35%时,压裂液的沉降速度为0.285 cm/min。破胶液黏度最大值为4.8 mPa.s,且对储层伤害小,适用于100℃以下超低渗透油气田施工要求。

一种酸性清洁压裂液稠化剂的合成及黏弹行为研究

为进一步降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,室内用两步法合成了一种基于两性表面活性剂的酸性压裂液稠化剂CASB-18,并用红外光谱表征。缩合反应的最佳条件为:反应温度170℃,催化剂KOH0.5%,N,N-二甲氨基丙胺、硬脂酸摩尔比为1.1:1,反应时间8h;季铵化反应的最佳条件为:反应温度85℃,异丙醇、水体积比为2:1,3-氯-2-羟基丙磺酸钠、叔胺中间体摩尔比为1.1:1,反应时间7h。酸性清洁压裂液基本组成(质量分数)为:CASB-181.8%,ZJ-10.4%,无机盐1%,盐酸5%～15%,缓蚀剂0.5%,其余为水。流变性能测试表明该清洁压裂液的耐温、抗剪切性能良好。

一种阴/非离子复合型表面活性剂的性能研究

开发了一种低成本的阴/非离子复配型表面活性剂GBSG-1,并评价了该表面活性剂体系的性能。结果表明:在80℃、矿化度50000 mg/L、二价离子(Ca2+、Mg2+)含量2000 mg/L的情况下,油水间的界面张力可达10-3mN/m数量级。同时该表面活性剂体系具有较好的乳化能力,按体积比6:4将浓度为3 g/L的CBSG-1溶液与王瑶原油混合均匀后在80℃恒温静置12 h后的油水体积比为8:2。该体系具较强的抗吸附性,浓度为3 g/LCBSG-1溶液在岩心上的吸附量最大,为0.35 mg/g砂,吸附7 d后,油水界面张力仍可以保持在10-3mN/m超低数量级。驱替模拟实验说明:该表面活性剂驱油体系可在水驱基础上使渗透率95.2×10-3μm2的低渗透率岩心提高采收率12.7%。该体系可满足长庆油田部分高温、高矿化度及低渗透油藏对驱油用表面活性剂的要求。

羟丙基磺基甜菜碱压裂液体系性能研究

考察了羟丙基磺基甜菜碱VESBET-4浓度、pH值和无机盐的加入对体系黏度的影响,并评价了VES压裂液(2.5%表面活性剂+0.5%黏土稳定剂)的耐温抗剪切性能、携砂能力及破胶性能。结果表明:当转速达到250 r/min时,质量分数为2%的VESBET-4溶液的黏度可达到600mPa·s以上;该表面活性剂适于在中性及碱性条件下使用;且该表面活性剂与黏土稳定剂NH_4Cl、KCl具有良好的配伍性,无机盐的加入基本不影响体系的黏度。该压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能,在温度70℃、剪切速率170s^(-1)下的体系黏度仍高于50 mPa·s,60℃、170s^(-1)下剪切2h后的体系黏度仍高于85mPa·s。同时,单颗砾石的沉降速率为0.95 cm/h,砂比为30%时的砂子沉降速率为1.11cm/h,说明该体系具有良好的携砂造缝能力。使用模拟地层水可对该压裂液体系进行破胶,破胶时间在1 h内,破胶后体系黏度可降至4.27 mPa·s以下。