基于裂缝平行板模拟实验体积压裂复杂裂缝理想支撑技术

采用可视化平行板裂缝物理模拟实验装置,开展了不同粒径支撑剂在不同黏度压裂液、变排量下的动态携砂实验,模拟现场施工排量下支撑剂铺置的规律与支撑剖面。利用API裂缝导流设备和岩心驱替装置,开展主裂缝和微裂缝支撑导流能力实验。研究表明,非剪切裂缝渗流能力在一定闭合压力下几乎全部散失,分支缝和远端微裂缝少量的支撑,会获得一定的渗流能力。滑溜水依靠其黏度基本不具备携砂能力,使用滑溜水进行体积压裂,更多依赖水动力携砂,而依靠黏度携砂更有利于将支撑剂输送到裂缝远端。在进行体积压裂时,段塞打磨建立好裂缝通道后,先期泵注一定量相对大粒径支撑剂,实现近井裂缝下部高导流支撑;然后泵注小粒径支撑剂,同时也可适当提高携砂液黏度,实现分支缝和裂缝远端支撑;最后高砂比尾追相对大粒径支撑剂,实现近井裂缝高导流支撑,从而保障和实现体积压裂裂缝的理想支撑,从根本上提高体积压裂效率与效果。

缓速酸性能评价方法改进及现场应用建议

对乳化酸、胶凝酸(稠化酸)、自生酸、表面活性剂等不同类型缓速酸缓速机制进行了分析。对缓速酸缓速性能测试中酸液性能变化、地层岩性、酸液取样对测试结果的影响进行了探讨。指出了用导流能力评价缓速酸缓速性能存在的误区,根据不同缓速酸缓速机制提出缓速酸缓速性能测试改进方法;并结合不同类型缓速酸缓速机制、酸压裂工艺、储层岩性差异等对缓速酸液的现场应用提出了建设性意见。该研究对碳酸盐岩酸化压裂技术现场应用具有指导意义。

新型油田挤注防垢剂的合成与评价

以丙烯酸(AA)、阳离子单体(C)和次磷酸钠(SHP)为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成了一种油田挤注防垢剂PACS。结果表明,最佳合成条件为:m(AA)∶m(C)=40∶2,引发剂加量为单体总质量1%,反应温度为75℃,反应时间为4 h,次磷酸钠用量为单体总质量5%,防垢率达到92.27%,并通过FTIR对产物的分子结构进行了表征,谱图分析证明合成了目标产物。通过静态阻垢实验、配伍性实验和岩心动态-解吸实验结果表明,在最佳条件下合成的防垢剂具有良好的静态防垢性能;与涠洲12-1油田A1井采出水配伍性良好;防垢剂PACS相比于膦基聚丙烯酸钠(PAAS)在砂岩上拥有更好的吸附滞留能力,挤注寿命为PAAS的1.69倍。

一种阳离子溶液型选择堵水剂POL性能研究

以阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)与丙烯酰胺(AM)作单体,采用V 50和氧化还原体系做引发剂,经水溶液聚合法共聚出一种阳离子聚合物POL。其合成条件为反应温度60℃,反应时间2 h,反应pH值为7,反应物配比为n(DMDAAC)∶n(AM)=1∶6,单体质量40%。研究了POL溶液在不同温度,不同吸附剂(石英砂和油砂)上的静态吸附规律;探究经过POL吸附后的水湿及油湿石英片表面润湿性变化,表面接触角均偏向亲水性发展,证明POL具有选择堵水的特性;岩芯驱替实验测定POL选择堵水性能,实验结果表明封堵效果良好,在0.5~6 mL/min驱替速度下实验测定NFFR值均大于1,表明POL作为一种新的阳离子溶液型选择堵水剂,其具有良好的堵水不堵油效果。

大规模体积压裂过程中压裂液性能表征方法研究

针对SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》压裂液性能评价标准未能模拟大规模体积压裂过程中压裂液剪切历史,尤其缺少过炮眼高速剪切对压裂液性能影响的重要环节,项目开展模拟体积压裂施工全过程压裂液体系性能测试方法探索性研究。参照现场实际施工排量,模拟压裂液流经管柱、炮眼和裂缝不同阶段的剪切历史,同时,以压裂液破胶低伤害为前提进行破胶剂量优化,在此基础上进行压裂液流变性能测试,保证压裂液满足施工过程具备携砂性能和施工结束后一段时间内完全破胶的双重要求;采用透明平行板模型,考察使用条件下压裂液动态携砂性能,测试结果为大规模体积压裂“全裂缝支撑”提供设计依据。新方法测试结果表明,复合交联瓜胶压裂液体系和交联聚合物压裂液体系通过高速炮眼后黏度损失较大;乳液缔合型压裂液体系对破胶剂敏感,在满足破胶低伤害的前提下,动态携砂性能难以满足裂缝远端支撑剂铺置要求;低浓度瓜胶压裂液体系添加优化用量破胶剂,体系在施工排量下动态携砂性能良好,满足裂缝远端支撑剂铺置的技术目标。