可回收再利用的低分子胍胶压裂液技术研究

为解决压裂作业水资源缺乏和返排液难处理的问题,利用pH值控制硼酸盐离解平衡移动原理来改变胍胶压裂液的交联状态,使其在酸性条件下非降解性破胶,胍胶分子结构不被破坏,可实现重复交联。采用生物降解技术,对胍胶进行降解,通过控制降解条件来控制胍胶的降解程度,从而控制胍胶的相对分子质量,制备出了相对分子质量为30×104~50×104、在硼酸盐条件下可交联的低分子胍胶,其水溶液黏度较低,水不溶物质量分数≤4%。并以某固体酸为囊芯、在水中可逐渐溶解的某高聚物为囊衣,采用空气悬浮成膜法制备出了一种胶囊破胶剂,在地面条件下显中性,保证胍胶压裂液顺利交联,而在地层温度和压力条件下逐渐释放出固体酸物质对压裂液非降解性破胶。以低分子胍胶为稠化剂,包裹固体酸的胶囊为破胶剂,开发出了可回收再利用的低分子胍胶压裂液,在四川须家河组储层改造中得到了广泛应用,对返排出的压裂液进行了回收再利用,节能减排效果显著。

低聚香豆胶交联凝胶体系

首次研究了微波辅助酸降解香豆胶过程及其影响因素,并与水浴酸降解过程进行对比,获得了低聚香豆胶。研究了低聚香豆胶与硼砂交联形成凝胶的过程,考察了低聚香豆胶浓度、硼砂浓度和pH值对形成凝胶体系的影响,获得了稳定的凝胶体系。进一步研究了低聚香豆胶凝胶体系的流变特性。结果表明:微波辅助酸降解法是快速降解香豆胶的新方法,降解速度显著高于水浴酸降解法。在适当的碱性条件下,低聚香豆胶可与硼砂形成较稳定的交联凝胶体系,该体系具有显著的粘弹性和剪切变稀特性。

CJ2-3型可回收低分子量瓜尔胶压裂液的开发

低分子量瓜尔胶CJ2-3分子链上引入了亲水基团，水溶性好，水溶液30℃[η]值0．842L／g，按3组K，α求得分子量3．86×10^6～5．93×10^5。CJ2-3压裂液以硼酸盐作交联剂，交联剂用量大于常规瓜尔胶类压裂液。0．35％压裂液基液在pH=8．5时黏度仅12mpa·s，形成的压裂液在热剪切测试中（170s^-1）黏度几乎立即产生，温度达到设定值后黏度保持不变，且60℃、70℃黏度相差不大（在100mPa·s上下），即该压裂液流变曲线变化平稳。温度敏感性小，易控制，携砂能力强，压裂施工设计难度较小。加入破胶剂（过硫酸铵）可使该压裂液破胶。破胶液黏度符合返排要求。室内模拟破胶实验结果表明，压裂施工完成后，CJ2-3压裂液与低pH值的支撑裂缝表面接触时pH值下降，pH≤8．0时破胶，破胶液黏度接近基液，其中的CJ2-3不发生降解。CJ2-3压裂液滤失控制性能好。滤失量小，滤饼可在地层中自行破胶，易清除。长庆油田的3口油井用CJ2-3压裂液压裂，未加破胶剂的1口井。压裂液返排率达92．9％，返排压裂液在30℃放置7天，黏度下降30．8％。返排压裂液中补加各种添加荆得到的回收压裂液．流变性和其他性能与原始压裂液一致。图5表8参4。

酶降解制备小分子瓜尔胶

由于压裂液中的稠化剂以大分子化合物为主,以致压裂液残渣对地层伤害严重,影响到压裂后的增产效果。降低残渣伤害最有效的办法是降低稠化剂的分子量。本文通过酶降解的方法,在较少工艺流程和无溶剂的情况下,控制温度为40~50℃、酶加量3.5 u/mL、降解2 h即可得到满足油田压裂改造需要的较小分子量瓜尔胶。降解后瓜尔胶的重均分子量为4.25×105g/mol,压裂液黏度为27 mPa·s。瓜尔胶降解前后的红外光谱表明酶降解使瓜尔胶长链分子断裂成较小分子量的链段。小分子瓜尔胶压裂液(3.5 g/L)与有机硼交联剂交联形成的冻胶在100℃、170 s-1下连续剪切2 h后,黏度大于80 mPa·s,抗剪切性较好。该压裂液的残渣为96 mg/L,仅为普通瓜尔胶压裂液残渣的1/4。

低分子量聚合物压裂液体系的研究与应用

为减少瓜胶压裂液对低渗透、碱敏储层的二次伤害,研制出了一种低分子量聚合物压裂液,并解决了该压裂液交联时间不易控制、低温破胶困难的技术难题。通过对主要添加剂进行优选,该压裂液以AM/AANa/NaAMPS的共聚物作稠化剂,其分子量为20万～30万,水溶速度快,现场配液容易,且增稠能力强,在压裂液中的浓度为0.2%～0.6%时即能满足压裂施工要求;用有机锆与醛的复合物作交联剂;针对不同的地层温度,从低温破胶剂DP-2+活化剂、过硫酸铵、胶囊破胶剂+过硫酸铵中分别选用;最终优选出了低、中、高温低分子量聚合物压裂液系列配方。该压裂液在华北二连的乌里雅斯太油田、鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的油井与天然气井压裂改造中均取得了较好的效果。

低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变性

研究了低分子量阳离子变性瓜胶与硼砂交联的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶浓度、硼砂浓度及pH对凝胶形成的影响,得到了结构稳定的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变特性,结果表明该体系具有良好的粘弹性和剪切变稀性。非线性共转Jeffreys模型可确切表征凝胶体系的粘度曲线,实验值与模拟值吻合良好。

低伤害小分子瓜尔胶压裂液性能研究

华北油田致密储层属于低孔低渗储层,需要压裂改造才能投产,但储层厚度小,孔吼半径小,在压裂过程中应特别关注入井流体对储层的伤害问题。提出采用分子量为常规瓜尔胶一半的小分子瓜尔胶作为压裂液的稠化剂的方法,以降低压裂液高分子稠化剂对储层孔吼的堵塞的伤害,提高改造效果。优选了与小分子瓜尔胶匹配的分散剂、助排剂、黏土稳定剂,形成了适应华北油田致密储层的低伤害小分子瓜尔胶压裂液体系。该压裂液体系可以在5 min内完全溶胀;该压裂液体系在130℃温度下剪切2 h后,黏度保持在80 m Pa·s以上,满足携砂的要求;压裂液体系在90℃可在90 min内完全破胶,破胶液粒径小于10μm;对华北油田致密岩心伤害率小于16%,残渣含量小于10%,对支撑剂导流带的伤害小于15%。可满足华北油田致密储层的压裂要求。

国外低伤害压裂液体系研究新进展

针对目前国内广泛使用的胍胶系列水基压裂液地层伤害大的缺点,说明了发展低伤害压裂液的必要性。系统介绍了国外Schlumberger公司、Halliburton服务公司、Baker Hughes公司和BJ服务公司目前低伤害压裂液发展和应用概况,其耐温能力、较低的伤害、种类齐全、对各种储层的适应性是国内压裂液无法比拟的;重点介绍了清洁压裂液、Fiber-FRAC*压裂液技术、疏水缔合聚合物/黏弹性表面活性剂复合压裂液和低分子量压裂液技术等压裂液体系,这对国内低渗低压储层和海上油气田的增产有重要借鉴意义。今后,国内压裂液将主要朝着地层伤害小、抗高温、地层适应性强、环境友好的方向发展。

新型低分子压裂液流变性研究

针对低渗、特低渗油田,开发出一种不需破胶剂、低残渣、低伤害、可循环再利用的新型低分子压裂液。分析了压裂过程中压裂液的典型流变过程和工程要求,以及低分子稠化剂在此过程中的流变过程,研究了低分子压裂液剪切性能、不同稠化剂下的流变参数及不同温度下低分子压裂液粘弹性。该压裂液在低渗油田得到了成功应用,获得较高的液体返排率和增产效果。

香豆硼冻胶压裂液

本文论述了香豆硼冻胶的组成、性能及现场试验情况。室内试验及现场实践表明，香豆硼冻胶是一种流变性好、摩阻低、易破胶、低残渣、低伤害、适用于８０℃以下低温及中温的优良压裂液。

湿重法测量植物胶压裂液中水不溶物和残渣含量

石油天然气行业标准规定水不溶物和破胶残渣均在干态测定,测定值不能与压裂液伤害直接相关联,建议采用湿态法测定。提出了改进的Cooke法,用1000g的相对离心力在塑料离心试管中分离试液,在10毫升刻度玻璃试管中直接读出分离出的湿态固体体积。特别推荐了湿重法,即用1500g的相对离心力在玻璃离心试管中分离试样,用减差法量得分离出的湿态固体的质量,取其密度为1g/cm3,计算出湿态体积。分别用改进的Cooke法、湿重法、行标法平行测定4次,0.5%HPG压裂液基液的水不溶物平均值分别为35.5cm3/L、34.043cm3/L、452.25mg/L,标准偏差分别为1.0025%、0.2223%、1.1037%;硼交联0.5%HPG压裂液破胶残渣平均值分别为9.25cm3/L、9.144cm3/L、206.5mg/L,标准偏差分别为2.2505%、5.4316%、3.2725%。湿重法测水不溶物方便快捷,误差小,用于破胶残渣测定时误差大,尚需改进。

低分子聚乙烯醇压裂液的制备和性能评价

以低分子聚乙烯醇为主剂,硼砂为交联剂,制备了低分子聚乙烯醇压裂液。确定了低分子聚乙烯醇压裂液的最佳配方:低分子聚乙烯醇含量为2％、硼砂加量为3％,体系pH值为9。并对其性能进行了评价。实验结果表明,该压裂液体系具有优异的耐剪切性、剪切恢复性及良好的破胶性能,并且配制简单,便于施工。因此,该压裂液体系具有很好的应用前景。

压裂用胍胶衍生物的研究进展

随着对油气资源勘探、开发的深入,水力压裂逐渐成为一种改造油气藏的重要方法并得到广泛应用。压裂液在水力压裂工作中起着重要的作用,压裂液的好坏是关系到压裂施工的成败和影响施工后增产效果的一个重要因素。针对目前常规胍胶压裂液存在缺点,国内外学者对胍胶衍生物进行了广泛研究,主要集中在低分子量、酸性条件下交联、耐高温及疏水缔合改性方面,室内研究及现场应用表明,胍胶衍生物具有不溶物更低、破胶后残渣更少、对地层伤害更小等优点。

低分子环保型压裂液技术的开发及应用

通过对低分子环保型压裂液体系(LMF)与传统瓜尔胶压裂液体系的性能进行对比分析,得出低分子环保型压裂液体系,无论在工程还是在环保方面,都有明显的优势。它的推广应用,将产生明显的经济和社会效益,为我国绿色环保压裂液的发展,提供了新的思路。

四川须家河丛式井组整体试油工艺技术及应用

四川盆地须家河组近年来新增探明储量以致密低渗砂岩气藏为主,单井产量较低,因此通过布置大量的丛式井组来提高经济效益。针对丛式井组规模效益开发配套技术开展了一系列的攻关工作,进行了一系列的技术集成,从液体体系、放喷制度、放喷控砂、液体回收再利用等,形成了西南油气田丛式井组整体试油特色技术。目前该技术进行了大面积的推广应用,取得了较好的增产效果及经济效益。

耐高温海水基植物胶压裂液性能研究

针对海上油田低渗透油藏平台化压裂作业的生产要求,以我国某海域海水为研究对象,优选了离子络合剂,研究建立了耐高温的海水基植物胶压裂液体系。该植物胶稠化剂在添加络合剂的海水中溶胀速率快,压裂液配伍性好,在130℃、170s^(-1)连续剪切60min,压裂液黏度大于100mPa·s,静态滤失系数为1.49×10^(-4) m/min^(1/2),残渣含量为490.0mg/L,破胶液表面张力24.6mN/m,平均岩心渗透率损害率为22.38%,各项性能均优于行业标准要求。

适合致密油藏的低伤害清洁压裂液体系研究

为提高致密油藏压裂施工的效率,降低压裂液对储层的损害程度,室内通过低分子稠化剂、交联剂、黏土稳定剂以及助排剂的优选及评价,研究了一套适合致密油藏的低伤害清洁压裂液体系,并评价了其综合性能。结果表明:该压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能,在90℃、170 s^(-1)的实验条件下,剪切100 min后黏度仍能达到70 mPa·s以上;此外,该压裂液体系还具有良好的携砂性能、滤失性能和破胶性能,并且破胶液对致密油藏储层天然岩心的基质渗透率伤害程度较小,岩心渗透率损害率小于15%,具有低伤害的特点,能够满足致密油藏压裂施工对压裂液性能的要求。

压裂返排液中瓜胶浓度检测及分子结构解析

压裂返排液中的主要成分是瓜胶,其有效含量的确定以及分子结构的变化对于返排液后续的处理具有指导作用。利用瓜胶的化学性质建立了采用蒽酮比色法检测返排液中瓜胶浓度的方法,建立的标准曲线线性相关性为0.999 2,回收率在96.5%～101.1%之间,方法重现性高,准确可靠。同时利用凝胶色谱(GPC)与飞行时间质谱联用的技术(LC/Q-TOF-MS)解析了压裂返排液中瓜胶的分子量和分子结构的变化过程。结果表明,凝胶色谱测量瓜胶分子量的标准曲线线性相关性为0.995 5,玛湖地区使用的瓜胶的相对分子质量约为84万,随返排时间的增加返排液中大分子瓜胶显著减少,加入氧化破胶剂后瓜胶的B-O键优先断裂,瓜胶生成聚二醇络合物。

一种适于低渗油藏开发的低分子聚合物压裂液体系研究

针对低渗油藏压裂增产,研究出一种低分子聚合物压裂液体系。该体系以低分子聚合物SF-2为稠化剂,自制铝交联剂LH-1交联,氧化型SL-1破胶剂破胶。在30℃时,通过室内实验确定了体系的最佳配比:0.5%的稠化剂、交联比100∶3、1.5%的破胶剂、0.4%的交联促进剂、0.1%的黏土稳定剂、0.12%的助排剂、0.2%的破乳剂。性能评价结果表明,该压裂液体系具有良好的抗剪切和流变性,并且携砂能力强、破胶彻底、残渣含量少、成本低、对地层伤害小。