有机硼压裂液研制及应用

介绍一种有机硼压裂液,着重对其冻胶的主要性能进行综合性描述,总结了冻胶的形成特点,并对现场应用情况进行简介。实验结果表明,本类型有机硼压裂液能满足70～150℃油层压裂改造的需要。

超高温有机硼交联压裂液在濮深21井的应用

中原油田濮深21井目的层深4549.1~4769.3m,层跨度大且分散、储层埋藏深、物性差、井温高达174℃。常规有机硼交联压裂液体系交联快摩阻高、耐高温性差(上限163℃)[1~2],无法满足压裂施工作业的要求;有机锆交联体系尽管具有更高的耐温上限,但对地层伤害较大[3~4]。为此研发了低摩阻、抗高温、低伤害、易返排的有机硼交联压裂液体系,成功实施了加砂压裂作业,为今后此类油气藏的开发提供了宝贵经验。

新疆油田玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的应用

新疆油田玛湖区块地层水矿化度高且含高价金属离子,对使用该区块地层水配制有机硼胍胶压裂液的性能造成了不利影响。针对玛湖地区地层水配制有机硼胍胶压裂液时,溶胀时间久、交联冻胶热稳定性差的问题,借助化学屏蔽技术,根据屏蔽剂工作原理,结合水中金属离子含量,推导出了屏蔽剂合理加量的计算公式,通过热稳定性能测试,确定出了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的屏蔽剂AH-1,形成了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的离子安全浓度窗口。对玛湖地层水配制的有机硼胍胶压裂液性能进行了评价,结果表明:屏蔽剂AH-1的加入可使玛湖地层水配制的压裂液的剪切黏度维持在220 m Pa·s左右,且其溶胀性能、破胶性能均满足行业标准,现场试验取得了良好的应用效果,为玛湖油田的开发提供了资源保障。

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、Fe^(2+)),影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe^(2+)>Fe^(3+)>Mg^(2+)>Ca^(2+); 3种络合剂对Mg^(2+)屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca^(2+)屏蔽能力为NSA>EDTA>CA,对Fe^(3+)屏蔽能力为EDTA>NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。

表面活性剂对压裂液延迟交联的影响

实验研究了3种表面活性剂对压裂液基液中溶胶粒子zeta电位及压裂液交联反应的影响。测定zeta电位所用基液为0.5%GHPG+0.06%柠檬酸的蒸馏水体系;交联反应体系由自来水配制的0.5%GHPG+0.06%柠檬酸+0.06%NaOH基液和0.25%有机硼交联剂C-200组成,测定1701/s剪切速率下,温度由35℃升至50℃并保持恒定条件下的黏度,以第一个黏度峰对应的时间为交联延迟时间。十二烷基苯磺酸钠使zeta电位变得更负,对交联反应有延迟作用;十六烷基三甲基氯化铵使zeta电位由负变正,对交联反应无延迟作用;一种小分子季铵盐BHJ-1使zeta电位增大,加量1.2%时达最高值,加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%BHJ-1分别使交联时间延迟1.5、2.0、4.0、4.5min。讨论了交联延迟的机理。在油管下深3200m的FX126井使用加入0.3%BHJ-1的压裂液,使压裂液摩阻由清水摩阻的40%降为27%,施工泵压由30.7MPa降至20.7MPa。

高温深井复杂岩性气藏压裂技术

冀东油田五号构造沙河街组属于复杂岩性气藏,岩性主要以玄武岩、火山碎屑岩为主,埋深4781.6～5200 m,储层温度170～180℃,物性差(0.04～0.4 mD),前期采用φ139.7 mm套管压裂,排量2 m^(3)/min时,压力70 MPa,停泵压力61 MPa,导致施工失败。通过对该气田火山岩岩心全岩、X射线衍射分析、酸溶、地应力及天然裂缝识别实验,认为天然裂缝发育且裂缝充填物多为酸溶矿物,提出了前置酸压+压裂改造工艺。从耐170℃高温有机硼低残渣瓜胶压裂液、稠化酸、优化射孔方式,提高地面设备承压、自降解降滤失剂封堵天然裂缝等综合处理措施出发,实现了适合南堡五号构造裂缝性火山岩深井压裂的顺利实施,并对前期失败井再施工,排量为5 m^(3)/min时,最高压力为74 MPa,共加砂60 m^(3),顺利完成了施工。该技术在该区块现场实施3口井,单井最高加砂量125 m^(3),最高套压85 MPa,NP5-A井压后φ6.35 mm油嘴放喷,日产气量为10.7×104 m^(3)。