二氧化碳压裂液研究及应用现状

二氧化碳压裂液包含二氧化碳泡沫压裂液和二氧化碳干法压裂液。对于广大低渗、低压、强水敏和水锁性油气藏,二氧化碳压裂液具有伤害小、破胶彻底、返排迅速等优点,展现出良好的应用前景。但与国外相比,国内相关研究起步较晚,并且由于二氧化碳泡沫压裂液具有酸性交联和两相流的特殊性,液态二氧化碳存在粘度太低的缺陷,造成目前国内二氧化碳压裂液体系还不够成熟。因此,认真总结国内外二氧化碳压裂液的研究及应用现状,对于指导今后二氧化碳压裂液的研究方向具有重要意义。

二氧化碳压裂液研究及应用现状

二氧化碳(CO_2)压裂液目前被广泛应用,发展势头良好,针对低渗、强水敏及水锁性的油气藏,二氧化碳压裂液能够显现出迅速返排、彻底破胶的优势。CO_2压裂液主要可以分为泡沫压裂液和干法压裂液,由于前者有酸性交联合两相流的特点,导致液态的CO_2粘度过低,我国的CO_2压裂液研究起步晚,目前还不太成熟,本文主要探讨了CO_2压裂液的相关研究和应用现状。

二氧化碳压裂液增稠剂研究进展

传统水基压裂液易对储层造成水敏伤害,二氧化碳压裂液技术成为非常规油气开发研究的新方向。但是由于纯二氧化碳压裂液黏度较低,严重影响了其压裂效果,因此寻找合适的增稠剂来提高二氧化碳压裂液的黏度势在必行。通过文献调研,综述了表面活性剂、碳氢聚合物、含氟聚合物及硅氧烷聚合物4类二氧化碳增稠剂的结构特征和性能特点,并从增稠机理和增稠性能两方面概述了目前二氧化碳压裂液增稠剂的研究现状。最后总结了各类增稠剂的特点并对以后的研究方向提出了建议。

二氧化碳敏感清洁压裂液的研制及性能评价

采用N-羟乙基乙二胺和长链脂肪酸反应脱水环化合成了二氧化碳敏感清洁压裂液主剂。红外光谱分析和质谱分析表明其成功合成。探究二氧化碳敏感清洁压裂液应用的影响因素发现,该体系在150℃下具有良好的降低表面张力能力,其临界胶束浓度约为0.06 mmol/L,反离子浓度达到50 mmol/L时,体系黏度达到顶峰564 Pa·s;体系黏度在150℃仍有良好的耐剪切性能。在温度150℃下,中试产品压裂液体系与市售压裂液产品体系对比,体系增黏效果最好,二氧化碳敏感性最好;交替剪切中黏度保留率高,抗剪切能力和剪切自修复能力优越;其流动行为符合黏弹性体系的流变行为,流变性能最好,且具有较好抗盐能力。在岩心伤害率评价中,压裂液体系的整体渗透率伤害均远小于相关规定的25%,是绿色清洁的环境友好型压裂液。在现场应用评价中,压裂液体系破胶性能优越,现场对比应用中能够有效防止砂堵,压裂施工中表现出优异的携砂性能,压裂后裂缝具有较好的导流能力,实现压裂增产。

水平井内二氧化碳泡沫压裂液流动规律研究

根据二氧化碳泡沫压裂液特性,设计了气液两相流在水平管内流动规律研究装置,对二氧化碳泡沫压裂液在水平管段中泡沫质量分数对泡沫压裂液流变性的影响进行了分析。实验结果表明,管路中的压降随着气体质量分数的增加,先升高后降低;气体质量分数在%85~%60之间能得到相对稳定的泡沫;并用罗宾诺维奇-莫纳方程对泡沫压裂液流变参数计算分析,得出在实验范围内通过幂律流体模型计算气液两相流流变和水利参数时精度较高,其流变方程为n？？K？？。计算分析表明,随着气体质量分数的不断升高,表观粘度增加,并且随着剪切速率的升高,其表观黏度不断降低。

一种CO_(2) 配伍的支链型压裂液的合成及性能

通过季铵化反应合成了一种长链单体HJX-1,并进行四元自由基水溶液聚合,合成了一种支链型聚合物压裂液稠化剂HAPAM-H。利用FTIR、1H NMR及SEM表征手段确定了产物结构。经过评价测试,HAPAM-H水溶液是以弹性为主导的黏弹性流体。将HAPAM-H支链型聚合物引入CO_(2)泡沫压裂液体系作为液相,在120℃及170 s^(-1)剪切速率条件下液相表观黏度能够保持在60 mPa·s以上。对体系泡沫性能进行测试,仅需0.05%起泡剂,起泡效率可达341%,80℃条件下泡沫压裂液体系泡沫析液半衰期可达80 h。实验结果表明,所合成的支链型压裂液能够与CO_(2)配伍,且所构建的CO_(2)泡沫压裂液体系性能稳定。