新型阴离子表活剂压裂液性能评价及现场应用

阴离子表活剂压裂液是新型清洁压裂液，为了深入了解其特性，更好地指导现场施工作业，室内进行了多项实验研究。结果证明，压裂液黏度可调性强，可实现分批配制后混合或即配即用；在100℃条件下，压裂液黏度保持在72mPa·s以上，悬砂性能满足现场施工要求；压裂液遇到原油破胶，随着原油含量增加，交联液体破胶程度增大，破胶受温度影响较大，温度越高破胶越彻底，破胶后无残渣，对储层伤害小。现场试验证明，该类压裂液摩阻低，沿程损耗小，控缝高，破胶彻底，返排效果好，开发效果显著。

新型表活剂压裂液的实验特性及其在水锁气层中的应用

水锁伤害是低渗透气层压裂面临的一个重要问题。首先从两个方面对新型表活剂压裂液展开了实验研究:①进行了岩心伤害实验,采用多次驱替方式发现,新型表活剂压裂液在岩心孔隙中72h还呈现自由状态,能够被驱动,随着驱替次数增多,岩心渗透率伤害程度减少,而其他液体没有这种现象;②进行了支撑裂缝导流伤害实验,通过不同驱替方式发现,采用不同液体驱替的支撑裂缝导流能力相差不大,通过氮气驱动后,新型表活剂压裂液支撑裂缝导流能力有所增加,继续通过CO2气体驱动后,该组裂缝导流能力继续增加,而胍胶类压裂液导流能力基本没有变化。通过实验认为:新型表活剂压裂液对岩石及裂缝的伤害可以改变,降低了对储层的水锁伤害,适合应用于易水锁气层压裂施工。现场试验证明,该类压裂液对低渗易水锁气层具有较好的压裂增产改造效果。

宝浪油田无伤害压裂液研究

宝浪油田低渗透地层存在钙镁离子含量高、水敏易水锁等问题，压裂开发对液体有一定要求，研究发现常用压裂液在适应性方面有一些不足。为了提高区块的压裂效果，选择无伤害压裂液压裂，并对影响压裂液成胶性能的因素进行分析，对稳定剂EDTA（乙二胺四乙酸二钠盐）、KCl、阴离子表面活性剂等主要添加剂用量进行优化，得出压裂液基本配方并进行实验研究，主要包括压裂液对储层和支撑裂缝的伤害性、悬砂性能、流变性及抗剪切性、破胶性能、稳定性等方面进行了室内评价。实验结果证明，该压裂液耐温性能、悬砂性能、流变性能符合要求，抗剪切，对支撑剂及岩心伤害小，且破胶彻底，在地层水矿化度高的情况成胶稳定，适合宝浪油田压裂开发。

高89块低孔、特低渗薄互层大型压裂技术研究与应用

针对高89块沙四段低孔、特低渗储层存在层多、层薄及微裂缝发育等特点,从分析该区块压裂改造难点入手,找出了影响压裂效果的关键因素,针对性地提出了压裂液体系优化、综合降滤技术、综合控缝高技术和压裂测试技术,实现了区块大型压裂改造。现场应用证明,新投产井压裂后均自喷生产,稳产期长且增产效果显著。

阴离子表面活性压裂液循环应用的可行性

阴离子表面活性压裂液在低渗透砂岩储层改造中增产效果显著，由于成本较高限制了大规模推广应用。从室内和室外取样进行研究，阴离子表面活性压裂液变速剪切性能、黏温性能等实验显示：不同剪切速率下的阴离子表面活性压裂液停止剪切后，其黏度迅速恢复至原来数值，具有较好的变速抗剪切特性；升降温度实验测得阴离子表面活性压裂液在80℃左右黏度最高，温度升降对其黏度影响不大；长时间放置的阴离子表面活性压裂液，机械杂质对其黏度基本没有影响，证明该类液体具有循环应用的物质基础。现场回收的阴离子表面活性压裂液耐温及伤害性能检测显示：回收液体的黏温曲线变化同初始配制的该类液体黏温曲线差别不大，均能够满足携砂要求；回收液体对储层基质伤害程度同初始液体相近。现场应用证实，回收液体能够满足压裂施工要求，可以有效降低施工成本。

气体对阴离子表活剂压裂液破胶实验研究(英文)

阴离子表活剂压裂液是新型清洁压裂液,原油和地层水对其破胶机理与实验研究已相当充分,但气体对其破胶作用至今研究很少。为解决阴离子表活剂压裂液在压裂应用中的障碍,研究采用一套实用的实验流程,评价了天然气、氮气、二氧化碳三种常见气体对阴离子表活剂压裂液的影响。实验证明,三种不同的气体对阴离子表活剂压裂液的降粘幅度存在较大的差别,其中,二氧化碳气体对阴离子清洁压裂液降粘幅度最大,可使交联液体彻底破胶,天然气对阴离子型表活剂压裂液降粘幅度较小,氮气对阴离子压裂液的粘度几乎没有影响,氮气和天然气可以使液体泡沫化,从而有利于返排。实验结果为优化压裂设计提供了依据,可有效提高现场压裂施工成功率。

低渗透气层岩心破裂裂缝扩展实验分析

为了加深对低渗透砂岩气层压裂过程中裂缝扩展的认识,同时便于科学指导施工,利用CT技术等方法,对含有天然裂缝低渗透砂岩气层的裂缝扩展规律进行了研究。研究结果表明,加压及注液能够造成岩心出现裂纹并扩展,主裂纹与微裂纹在成因上有一定的关系,在一定的应力作用下,岩石在一些具有微裂纹的平面先破裂,随着压力的增加或持续压力作用,微裂纹将会扩展并相互连接,最终形成宏观裂缝。

煤岩对压裂裂缝长期导流能力影响的实验研究

煤层中一般都伴有煤层气,通过压裂可以将煤层气释放出来,一方面能够获得清洁能源,另一方面可以提高煤田的安全开采。煤岩层自身特点决定了其在压裂中应用的实验评价方法及结论应具有特殊性,本文主要针对煤层气井的煤岩层压裂裂缝长期导流能力进行实验评价研究。实验表明,与砂岩地层不同,煤岩的硬度较小,压裂中支撑剂嵌入情况较严重;煤岩易破碎,碎屑颗粒充填到支撑剂中;同时支撑剂存在破碎及吸附伤害等,多种作用导致支撑裂缝的导流能力降低。实验中,以煤岩层闭合压力为一个重要的参数,实验对比分析了在不同闭合压力下,铺砂浓度、支撑剂粒径、支撑剂种类及组合的选择、支撑剂颗粒的破碎与嵌入、压裂液残渣等因素对煤岩层导流能力的影响。本文的实验结论为,嵌入对煤岩层支撑裂缝的导流能力伤害很大,加大铺砂浓度、采用低破碎率支撑剂、降低压裂液伤害能在一定程度上提高煤层裂缝的导流能力,但影响程度随闭合压力的增加而逐渐降低。本文所得出的结论对今后煤层气的开发及设计施工具有一定的指导意义。

深层低渗透储层压裂裂缝处理技术

针对水力压裂时造成储层伤害、支撑裂缝导流能力低、人工裂缝壁面渗透率低等问题,考虑了黏性流体、压裂液残渣及滤饼的影响,对支撑裂缝的伤害进行了定量试验评价,研制出一种压后裂缝处理剂。室内实验表明,该裂缝处理剂能有效提高支撑裂缝的导流能力。在中原油田23口井的现场试验,说明裂缝处理技术能明显提高返排率,提高低渗透储层的压裂效果。

定向射孔完井FLAC3D模型的建立与力学仿真

针对定向射孔完井工艺,以FLAC3D软件为平台对其进行了三维仿真,并运用应力坐标转换理论实现了任意井斜、井身方位和射孔方位的工况分析。应用建立的仿真模型对川西地区3口定向射孔井进行了仿真分析,实例应用表明,仿真结果与实际施工数据吻合性较好。建立的仿真模型与仿真方法可以较为合理地用于定向射孔完井的仿真研究,为油气井增产措施的制定提供了实用的仿真模型和简捷的仿真方法。

大型压裂技术在低孔低渗薄互层中应用与研究(英文)

针对沙四段低孔、特低渗储层存在层多、层薄、微裂缝发育等特点,从分析该区块压裂改造难点入手,找出了影响压裂效果的关键因素。针对性提出了压裂液体系优化、综合降滤技术、综合控缝高技术和压裂测试技术,在高89块实现了区块大型压裂改造。现场应用证明,新投产井压裂后均自喷生产,稳产期长,增产效果显著。

裂缝性油气藏压裂滤失系数的计算方法(英文)

压裂过程中的天然裂缝诊断、滤失系数的计算是裂缝性油气藏压裂的关键技术;数值方法由于部分参数不易获得或参数代表性差,而影响其精度和实用性。分析了裂缝性地层压裂液滤失机理,建立了天然裂缝开启的滤失计算模型,根据实际压裂井的小型压裂测试数据,对天然裂缝的开启前后滤失系数进行了求解,得到了依赖于压力的滤失系数。计算表明,此滤失计算方法更能够反应天然裂缝地层的滤失特点,对裂缝性地层的压裂设计具有指导意义。

层状煤岩介质的基本解

煤岩的水力压裂实际上就是半无限大分层均匀介质的断裂问题,要利用有限元法或边界元法模拟裂缝扩展,就必须找出半无限空间的基本解。本文从三维弹性力学最基本的平衡方程和本构关系出发,推导出状态传递微分方程。在求解状态传递微分方程时,对指数矩阵进行分解,避免了直接解法导致状态变量的发散。引入了半无限体的无穷边界条件,推导出半无限层表面的位移与应力关系式。根据状态传递方程,可得出层状煤岩任意点的应力和位移的值。此结果可直接退化到经典的半无限域经典的Mindlin解。

阴离子清洁压裂液性能评价(英文)

阴离子表活剂压裂液是新型清洁压裂液,为了深入了解该压裂液的作用机理,进行了多项实验研究,包括压裂液的配方优化,液体配制,耐温抗剪切性能,黏弹性及悬砂性,压裂液的滤失及岩心伤害实验,压裂液的破胶特性等等。实验结果证明,压裂液黏度可调性强,在100℃条件下,压裂液的黏温、黏时性能及悬砂性好,压裂液遇到原油破胶,温度越高破胶越彻底,破胶后无残渣,伤害小。

综合应用层次分析和变权法优化压裂防砂选井选层

层次分析法相对来说较适于定性的分析,有较强的灵活性和决策倾向性;变权评价法相对来说比较适合定量的分析,有较多数据支撑结果较为可信。在本文中层次分析法应用于最高层的决策;端部脱砂压裂评价用变权法评价方法。两种方法结合,既有比较精确的数据基础;又对不同特殊的井层有较灵活的不同侧重应用,取得与预期输出一致的较好效果。

垂直井筒出砂开采最小携砂速度计算

基于颗粒沉降原理和室内携砂实验,测定了不规则颗粒最小携砂速度修正系数,取代了垂直井筒出砂开采最小携砂速度常规计算公式中的固定形状系数,得到了油藏不规则砂粒的实际最小携砂速度计算公式,形成了一套垂直井筒最小携砂速度的理论计算新方法,实验数据表明,该理论计算值与实验实测最小携砂速度值符合程度较高,能够用于计算垂直井筒内低浓度砂粒无淤塞的最小携砂速度,为解决微小颗粒的垂直井筒携砂问题提供一定的理论参考。

新型阴离子表面活性剂D3F-AS05压裂液的性能研究

针对陕北低渗透油田地质特征和温度(80℃),按配方3%20碳磺酸盐类阴离子表面活性剂(D3F-AS05,自制)+6%KCl+0.6%KOH+0.2%EDTA得到阴离子型表面活性剂压裂液。研究了该压裂液的流变性、黏弹性、抗剪切性、悬砂性和气体破胶性能。结果表明,剪切速率为170 s-1时,80℃下压裂液黏度为90～100 mPa·s,随剪切时间增加,压裂液黏度基本不变,流变性良好。压裂液的储能模量和耗能模量比值为39.2,远高于瓜尔胶压裂液的储能模量和耗能模量的比值(2),表现出较好的低黏高弹特性。剪切速率从170 s-1变为0、200、500 s-1后再恢复至170 s-1,压裂液黏度随之变化后再恢复至90～100 mPa·s,抗剪切性较好。二氧化碳气体注入压力由0增至4MPa,压裂液黏度由65 mPa·s迅速降至2 mPa·s;天然气注入压力由0增至12 MPa,压裂液黏度降低一半;氮气不改变压裂液黏度。温度由40℃增至100℃,该阴离子型表面活性剂压裂液黏度先增加后降低,在80℃时达到最大,平均为94 mPa·s左右;单粒径陶粒支撑剂在其中的平均沉降速率逐渐增大。相同温度下(不超过100℃),单粒径陶粒在瓜尔胶中的平均沉降速率明显大于在阴离子压裂液中的值,而10%砂比陶粒在阴离子压裂液中的平均沉降速率最小。

基于离散裂缝模型的页岩油储层压裂渗吸数值模拟

对于含黏土矿物较高的页岩油储层,地层水的矿化度可高达4.786×10^(3) mol·m^(-3),压裂过程中与注入的低矿化度压裂液形成的渗透压作用显著.为探究渗透压对渗吸的影响作用,建立了综合考虑渗透压和毛管力渗吸作用的油水两相二维离散裂缝网络模型,开展了页岩油储层压裂液泵注和关井阶段渗透压、毛管力、关井时间、盐浓度、膜效率、分支缝面积占比等对渗吸的影响规律研究.结果表明:①滤失主要由压力差、毛管力和渗透压3种机制驱动,其中压力差是滤失的关键控制机制;②关井时间对压裂液的渗吸作用影响较大,关井50 d时,前15 d渗吸量可达到总渗吸量的80%,且关井压力扩散会波及到两侧压裂段;③与压力扩散相比,渗透压达到平衡的时间较长,对于地层水矿化度为4.786×10^(3) mol·m^(-3)的情况,裂缝附近的矿化度达到600 mol·m^(-3)左右所需关井时间为50 d;④由于压力差是渗吸主要驱动力,页岩膜效率对渗透压力扩散影响微弱,页岩膜效率30%与5%相比渗吸量仅增加4%;⑤对于密切割压裂,关井后,含水饱和度受小间距水力裂缝控制,分支缝对渗吸含水饱和度的影响有限.

前置蓄能压裂中的CO_(2)在玛湖凹陷砾岩油藏中的作用

准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩储集层致密,渗流能力差,油藏产量递减快,稳产难度大。CO_(2)前置蓄能压裂比水力压裂效果好,但对CO_(2)与玛湖凹陷原油及储集层岩石间的作用规律尚未有系统研究。因此,对CO_(2)水溶液的置换能力及其对岩心矿物的溶蚀、岩心孔隙度和渗透率的改变等进行了研究。对于玛湖凹陷砾岩油藏,CO_(2)水溶液置换原油率高于纯CO_(2)或水。玛湖凹陷砾岩油藏储集层碳酸盐岩含量较高,CO_(2)水溶液的溶蚀作用明显,可提高储集层孔隙度和渗透率。实验结果表明,孔隙度平均增加了27%,渗透率平均增加了110%。在地层中,CO_(2)水溶液优先溶蚀方解石,其次是白云石,对绿泥石也有一定溶蚀作用;矿物溶蚀主要发生在前5天,约5天后溶蚀量较少。

离子交换耦合电渗析制备脱盐羊乳清粉工艺研究

以羊乳清粉为原料,通过离子交换耦合电渗析制备获得脱盐羊乳清粉,对不同类型离子交换树脂和电渗析膜脱盐效果进行了对比,并对工艺条件进行了研究。结果表明,经LX108型阳离子交换树脂,LX08-08型电渗析膜,LX-6702型阴离子交换树脂脱盐后,脱盐率为86.83%,总固体损失率为15.85%,灰分质量分数为0.98%达到脱盐羊乳清粉D90水平。