低浓度胍胶压裂液有机硼交联剂BOA的合成及其性能评价

针对胍胶压裂液体系胍胶使用浓度偏高、破胶后残渣含量较高的问题,开展低浓度胍胶压裂液体系有机硼交联剂的合成和性能评价研究。以硼酸、正丁醇、乙二醇及二乙烯三胺为原料合成有机硼交联剂并对其反应物加量进行优化,确定出有机硼交联剂BOA合成中反应物的优选质量分数分别为二乙烯三胺34.5%、硼酸14.3%、乙二醇38.7%和正丁醇6.9%。对交联剂进行性能评价,结果表明:有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液的黏度可达84 mPa·s;有机硼交联剂BOA与0.2%胍胶交联形成的胍胶压裂液具有良好的抗温抗剪切性,在100 s^(-1)下逐渐升温至90℃、剪切60 min时及在60℃、100 s^(-1)下剪切90 min时胍胶压裂液的黏度均维持在90 mPa·s,且具有滤失低(滤失系数为2.0×10^(-4)m/min^(1/2))、携砂性能好(悬砂沉降速度为0.045 mm/s)、破胶速度快(在90 min内可完全破胶)、破胶液黏度<5 mPa·s、残渣含量较低(151 mg/L)的优势,可满足压裂液现场施工要求。

胍胶压裂液有机硼交联剂JSA-1的合成与性能评价

以硼酸、正丁醇、乙二醇、二乙烯三胺为反应原料,采用一锅法合成了有机硼交联剂(JSA-1)。考察了胍胶质量分数(即含量,以胍胶占胍胶基液总质量计)、JSA-1用量(即添加量,以胍胶基液质量为基准,下同)、pH对JSA-1交联性能的影响。结果表明,胍胶质量分数越大(0.09%~0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、表观黏度越高、耐温能力越强;JSA-1用量越大(0.04%~0.4%),胍胶压裂液的交联状态越好、交联时间越短、耐温能力越强;pH(pH=4~14)越高,胍胶压裂液的交联时间越长、耐温能力越强。JSA-1对pH和胍胶质量分数的适用范围较广,在低温配方中,可以使低质量分数的胍胶实现有效交联,胍胶质量分数为0.13%的胍胶基液与JSA-1交联后,在常温、100 s^(–1)剪切下表观黏度可达到50 mPa·s;在高温配方中,胍胶质量分数为0.4%的胍胶基液与JSA-1交联后制备的压裂液具备较好的耐温耐剪切能力,在120℃、100 s^(–1)剪切条件下表观黏度可以稳定保持在300 mPa·s左右。

一种缓交联耐温无机硼瓜尔胶压裂液

根据在90℃下测定的含0.4%瓜尔胶、0.03%硼砂、0.008%过硫酸铵（胶囊）的加剂基础压裂液成胶、破胶情况,加入适量NaOH或多羟基化合物SYCA均可延缓交联、提高耐温性。加入0.005%-0.01%NaOH使交联时间延长至5.00-15.03 s,破胶时间由11m in延长至16-〉20 m in,破胶液黏度不变;加入0.01%-0.06%SYCA使破胶时间延长至32-83 m in,破胶液黏度略增大;同时加入0.4%NaOH和0.04%SYCA使破胶时间延长至75 m in以上,破胶液黏度略微增大。加入0.01%NaOH的压裂液在90℃、170 l/s剪切16 m in后黏度即降至50 mPa.s以下,而同时加入0.01%NaOH和0.04%SYCA时,剪切60 m in后黏度仍大于70 mPa.s。加入SYCA对压裂液破胶液的表界面张力无负面影响。讨论了SYCA延缓交联、提高耐温性机理。

铝钛复合交联剂的合成及酸性交联瓜尔胶研究

以聚合氯化铝、钛酸四丁酯、乳酸、甘油、三乙醇胺、醋酸为原料,合成了大分子尺寸铝钛复合交联剂,制备了酸性瓜尔胶冻胶压裂液,考察了冻胶的耐温耐剪切性能以及粘弹性,表征了冻胶的微观结构,研究了冻胶破胶液的防膨性能和残渣含量。实验结果表明:以聚合氯化铝为原料制备的铝钛复合交联剂具有更大的分子尺寸,该交联剂在交联过程中扩散速率降低,可实现延迟交联,形成的冻胶微观网格尺寸有明显的增大,尺寸大小在44~51μm之间,冻胶具有较好的粘弹性和较强的耐高温耐剪切性能。破胶液在不加防膨剂的情况下防膨率达到65.1%,且残渣量较低,对储层伤害小。

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液回收再用可行性研究

探讨了羟丙基瓜尔胶／硼冻胶压裂液回收再用的可行性。分析了谊压裂液冻胶在无通用破胶荆情况下的非降解性破胶机理，控制因素为pH值和温度，破胶液黏度最低可达基液水平。基于一种有机硼交联HPG冻胶压裂液的实验数据及文献资料，讨论了升温，使用缓释酸及稀释3种非降解性破胶方法。①根据压裂过程中裂缝附近温度场分布设计压裂液，携砂液耐温性只需达到裂缝内的较低温度．地层温度恢复后其黏度将大幅降低；使用产气生热荆可提高裂缝温度。②加入设定量未指明组成的缓释酸使实验压裂液120℃黏度降至〈40mPa·s。补加NaOH后黏度维持〉200mPa·s近3小时。③压裂液与地层水等量混合后破胶，黏度～20mPa·s，复合清水压裂工艺即基于此原理。不同泵注阶段示踪剂产出曲线表明．影响压裂液返排的因素不只是黏度，某些未破胶压裂液的返排率反而很高；如使用方法适当，缓释酸破胶的返排率可以达到通用氧化型破胶剂破胶的相同水平。国外实践表明．重复使用低分子量瓜尔胶压裂液可提高压裂效果。图7参9。

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。

硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液回收再用可行性研究

本文以硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液回收再利用的可行性作为研究目的,以PH值、温度和破胶液粘度所能达到的最低基液水平为具体控制因素,分析了硼交联与非降解性破胶机理,并对硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液的反排监测方法进行了具体研究,从而说明了硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液的重复利用可以有效提高压裂液的增产效果。

低浓度胍胶压裂液有机硼交联剂YJ-P的合成与应用

该文通过考察压裂液的悬砂时间确定了合成反应中硼砂用量、配位剂组分质量比、溶剂组分质量比对有机硼交联剂YJ-P交联低浓度胍胶压裂液携砂性能的影响,并通过动态流变研究压裂体系的黏弹性。结果表明,硼砂质量分数25%(即硼砂质量占交联剂质量的百分数,下同),配位剂m(葡萄糖):m(乙二醇)=1:1.5,溶剂m(丙三醇):m(水)=6:1,交联剂质量分数为1.2%(即交联剂质量占压裂液质量的百分数,下同)时,悬砂性能最优,悬砂时间达到了27 min/mm。确定反应时间4.0 h,反应温度80℃,改性有机硼交联剂对低浓度胍胶压裂液有良好的悬砂性。当胍胶的质量分数达0.2%时,剪切频率增加,动态模量增加,在角频率达10 rad/s时,G'>G″,且G'>0.1 Pa,压裂液有较好的黏弹性。

有机硼交联胍胶压裂液体系在低渗浅层储藏加砂压裂施工中的应用

对埋藏浅、储层温度低的油气藏进行压裂改造 ,需要解决压裂液低温破胶、快速返排和伤害问题。本文介绍了一种有机硼交联胍胶压裂液体系 ,描述了该体系的破胶、返排和低伤害性能 ,介绍了该压裂液体系在川西白马 -松华地区成功进行的 4井次低渗浅层气井现场试验 ,取得了良好的应用效果。

有机硼交联HPG压裂液超低温破胶剂室内研究

对埋藏浅，油层温度低的油藏进行压裂改造，需解决压裂液低温破胶水化的问题。采用活化剂来提高过硫酸铵（ＡＰＳ），酶，胶囊破胶剂的低温破胶能力。通过对有机硼交联的羟丙基瓜胶（ＨＰＧ）压裂液低温下破胶后粘度损失率的测定，筛选出用于５０℃下的ＡＰＳ／活化剂破胶系统及胶囊破胶剂。结果表明：在ＡＰＳ／活化剂破胶系统的作用下，采用有机硼作交联剂的ＨＰＧ压裂液在较低温度条件下能彻底破胶水化。

有机硼BCL─61交联植物胶压裂液

本文报道了用一种新型有机硼交联剂（ＢＣＬ─６１）交联的植物胶及改性植物胶压裂液，介绍了ＢＣＬ─６１的化学组成及性能．考察了该种有机硼压裂液的主要应用性能，报道了在几个油田矿场应用的情况。ＢＣＬ—６１交联的压裂液具有延迟交联、摩阻低、耐温耐剪切性能良好、携砂能力强、易破胶、伤害小等优点，可用于７０—１５０℃地层，能满足高砂液比压裂工艺要求。

一种硼冻胶压裂液延迟交联体系

本文分析了硼冻胶压裂液交联机理,提出了硼酸盐延迟交联新体系和定量确定延迟交联时间的方法,研究了影响延迟交联作用的三种因素。延迟交联体系比瞬间交联体系在性能上具有明显的优点。

有机硼羟丙基胍胶压裂液的交联动力学研究

本文以有机硼交联剂和羟丙基胍胶的交联反应为基础,选择了影响该反应过程的六个主控因素——有机硼活化能Ea、温度、pH、有机硼交联剂浓度、羟丙基胍胶浓度以及时间t,通过中心法则实验设计,建立了这六个因素与冻胶170 s?1剪切粘度的数学模型。该模型的建立对有机硼交联剂的研制、压裂体系的构建、压裂液性能评价和预测,压裂施工条件的优化均具有重要的实际意义。

硼交联水基冻胶压裂液的研究发展现状

综述了硼交联水基冻胶压裂液的国内外研究发展现状．着重介绍了国外应用核磁共振（ＮＭＲ）能谱技术研究硼交联机理得出的结论、有机硼配合物交联剂的延迟交联机理和优异性能、硼交联压裂液的粘弹性和测定方法以及破胶剂的最新发展成果—胶囊破胶技术．

无机硼耐高温缓交联压裂液研究

对耐温缓交联瓜胶压裂液体系进行了研究。选择羟丙基瓜胶作为水基冻胶压裂液的稠化剂，无机硼作为交联剂，KY-1作为延缓交联助剂，探讨了KY-1的延缓交联的机理；考察了原液中防膨剂、交联液中无机硼、KY-1、NaOH和交联比等因素对交联时间的影响，以及交联比、无机硼浓度、NaOH浓度对压裂液冻胶耐温性能的影响。针对不同地层温度设计了适用于地温（小于140℃）的耐温缓交联压裂液配方，采用HAAKERS150流变仪对压裂液耐温耐剪切性能进行了测试，在170S。剪切速率下剪切60～120min后，保留黏度大干80mPa·S；采用毛细管法测得破胶液黏度小于5mPa·S。

硼-羟丙基瓜胶交联体系高温压裂液配方的室内研究

介绍了高温硼交联剂和用高温硼交联剂交联羟丙基瓜胶体系的压裂液配方，以及该体系压裂液的室内性能评价。该压裂液具有伤害率低、破胶化水彻底等特点，适用于深层低渗油气藏，可以满足小于150℃油气层压裂施工的需要。

硼交联胍胶压裂液高压流变特性及其非氧化破胶方法

高压流变性有助于全面认识压裂裂缝内压裂液黏度变化的真实特征。应用流变学方法分析硼交联胍胶压裂液高压流变特征,考察温度、剪切速率对压裂液高压流变特性的影响,提出一种基于高压流变特性的非氧化破胶方法,以破胶液黏度为指标优选破胶剂使用质量分数;结合核磁共振硼谱(^(11)B NMR)、红外光谱(FT-IR)以及透射电镜(TEM)等手段,分析压力作用下硼交联胍胶压裂液黏度变化机制及破胶液微观形态。结果表明:高压作用下硼酸根离子与胍胶分子形成的B—O—C共价键及胍胶分子与水分子之间的氢键断裂导致压裂液内部网状结构及胍胶分子聚集体被破坏,体系黏度呈现出可逆的“压力稀释”效应,60 MPa压力下黏度损失率最高可达91.4%,且随温度与剪切速率上升,体系黏度“压力稀释”效应逐渐减弱;多羟基胺NMGA-R可促使硼交联压裂液压力释放后黏度不能恢复而实现破胶,破胶液中胍胶呈较大的连续絮状体,分子结构较为完整,回收破胶液配制压裂液80℃剪切1 h,表观黏度超过80 mPa·s,为硼交联胍胶压裂液组分再利用提供了试验依据。

植物胶压裂液用有机硼交联剂SD2-2

本文简介了液态有机硼交联剂ＳＤ２２的合成和物理特性，发表了用ＳＤ２２交联的４类６种植物胶（改性魔芋胶、改性田菁胶、改性龙胶、３种改性瓜尔胶）压裂液的配方和８０℃粘时数据。这些压裂液粘度适中，保持高粘度时间长，１０—１２ｈ可彻底破胶。从这些配方中推荐了ＣＴ９１／ＳＤ２２压裂液（用于７０—９０℃井温），详尽研究了推荐配方压裂液的各项性能。通过４个井例，简介了ＳＤ２２交联羟丙基瓜尔胶、羟丙基田菁胶压裂液在新疆、四川。

有机钛PC-500交联羟丙基瓜尔胶压裂液

用有机钛、胺基醇和乳酸合成了有机钛交联剂 Ｐ Ｃ５００ ，研究了羟丙基瓜尔胶／ 有机钛 Ｐ Ｃ５００ 水基冻胶压裂液的配方，得到了可耐温１００ ℃以上，抗剪切，低残渣，交联时间可调的压裂液。在配方研究中特别考察了冻胶稳定剂、ｐ Ｈ调节剂的作用。

硼钛复合交联剂的合成及交联瓜尔胶研究

以钛酸四异丙酯、乳酸、甘油、三乙醇胺、硼酸、氢氧化钠为原料,合成了硼钛复合交联剂,表征了交联剂结构,制备了瓜尔胶压裂液,考察了中性条件下硼钛复合交联剂与压裂液形成冻胶的耐温耐剪切性能以及粘弹性,研究了冻胶的微观结构。室内实验结果表明:从核磁共振波谱推断出了硼钛复合交联剂的结构,通过交联剂粒径分布确定了硼钛复合交联剂的最佳合成工艺,该交联剂与瓜尔胶交联形成的冻胶,既有硼交联的粘弹性,又有钛交联的耐高温耐剪切性能,可在中性条件下实现有效的交联,为压裂返排液的再利用提供了有效的技术支撑。