延长油田压裂液用有机硼交联剂的研究

以硼酸为原料,在NaOH催化作用下与乙二醇和三乙醇胺进行络合反应制备了压裂液用有机硼交联剂。研究了反应时间、反应温度、硼酸和乙二醇用量对有机硼交联剂延迟交联时间和所形成压裂液冻胶耐温性的影响,以及催化剂用量对交联剂稳定性的影响。确定了最佳反应条件:反应时间4 h,温度120℃,三乙醇胺53.4%,硼酸21.4%,乙二醇17.2%,NaOH加量1.7%。室内评价了压裂液的配伍性及其性能,结果表明:各助剂的配伍性良好,在70℃、75℃和170 s-1下剪切60 min的压裂液黏度分别为105、115 mPa.s,耐剪切性能良好。压裂液在120 min内可破胶,破胶150 min的黏度小于5 mPa.s,破胶后的残渣含量为5.18%;破胶液的表界面张力较低,分别为25.42 mN/m和1.16 mN/m。压裂液在70℃时的滤失系数为4.57×10-4m/min1/2,对储层的伤害较小,适用于低渗透油田。在延长油田7口井使用该压裂液,施工顺利,返排效果良好。

高温低伤害的有机硼锆CZB-03交联羟丙基瓜尔胶压裂液研究

实验研究了有机硼锆交联剂CZB 0 3(有机锆交联剂OZ 1用一种复合吸附抑制剂处理后与等质量的有机硼交联剂OB 2 0 0的复配物 )与HPG的交联性能、冻胶耐温性和伤害性 ,实验体系为加有 0 .3%复合添加剂CA 0 3的0 .6 %HPG/CZB 0 3压裂液。该体系的最佳pH值为 9～ 11,适宜交联比为 10 0∶0 .3～ 0 .4 ,在温度≤ 4 0℃时延缓交联时间为 2～ 4min。该体系的耐温性高于 16 0℃ ,在 16 0℃、170s-1剪切 12 0min ,粘度保持 10 0mPa·s以上。该体系的滤失控制性能较好 ,加入 1%降滤失剂ZJ 1可使 16 0℃、3.5MPa滤失系数C3 (m/min0 .5)由 9.19× 10 -4降到6 .98× 10 -4。加入 0 .0 4 %专用破胶剂EB 0 3,在 16 0℃放置 2h后破胶液粘度为 5 .2mPa·s。CZB 0 3压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害远小于OZ 1压裂液 ,略高于OB 2 0 0压裂液 ,在室温和 4 0～ 70MPa下 ,CZB 0 3,OZ 1,OB 2 0 0交联HPG压裂液的伤害率分别在 13.8%～ 16 .1% ,4 9.8%～ 5 1.2 % ,9.1%～ 11.7% ,平均值分别为 14 .7% ,5 0 .4 % ,10 .6 %。图 3表 3参 2。

压裂液用高温延缓交联剂CL-9的研制

所报道的压裂液用有机硼交联剂CL-9，由硼酸盐、多羟基醛、LB-2多元醇及碱反应制得，外观均一，长时间存放不析出固体物，适用温度90～145℃，使用量0．40％～0．50％。报道了含2．0％Ka、0．08％～0．15％NaOH、0．10％破乳助排剂的CL-9（0．45％）／HPG（0．50％）压裂液的性能。交联时间随pH升高（7～14）而延长，随温度升高（20～70℃）而缩短，pH=14时常温交联时间为5．2min，60℃时为1min。高温下（110～130℃）在170 1／s剪切10min后压裂液黏度基本上保持稳定，高温下（100～130℃）经500 1／s剪切10min后，170 1／s黏度均大于210mPa·s，其保持率随温度升高而下降，100℃下为82．3％，130℃下为66．0％。压裂液滤失性能良好，滤失系数和初滤失量在90℃为5．35×10—0m／minl／2和0，120℃下为7．32×10—0m／min^1／2和1．21×10^-4 cm3／cm2。该压裂液已在中原油田7口井压裂中使用，施工成功率100％，油井压裂后增产效果较好。图4表2参3。

羟丙基瓜尔胶中羟丙基摩尔取代度以及取代位置的表征

本文探索了表征羟丙基瓜尔胶(HPG)中羟丙基摩尔取代度(MS)以及取代位置的化学方法。当反应温度为110℃、反应时间为14h以及HPG中羟基与对甲苯磺酸-乙酸酐摩尔比为1:3.5时,用对甲苯磺酸-乙酸酐化学法和气相色谱法可准确测定HPG的羟丙基MS,与1H-NMR测定结果相对误差小于10%。在pH=10.30和0℃的条件下,瓜尔胶的伯羟基被2,2,6,6-四甲基哌啶氮——氧化物(TEMPO)-NaClO-NaBr体系选择性氧化成羧基,由此可表征羟丙基链段的取代位置。