耐温VES压裂液SCF的性能

长链脂肪酸在酸存在下与胺缩合再经季铵化,得到季铵盐型表面活性剂,引入无机和有机阴离子,得到粘弹性表面活性剂,溶于水中制成VES压裂液SCF。测定了体积分数4.0%的SCF压裂液170s-1下40～150℃的粘温曲线,温度升至150℃时粘度为68mPa·s,降温至90℃并维持130min后粘度为88mPa·s;在130℃剪切95min时粘度>80mPa·s,在150℃剪切45min时粘度～70mPa·s。在60℃、100～500s-1区间,上行和下行粘度～剪切速率曲线几乎重叠。少量水和互溶剂、少量原油、大量水可使SCF压裂液完全破胶。残渣率为176mg/L。砂比为10%时,粒径0.5～0.8mm石英砂在SCF压裂液中的悬浮率>90%。SCF压裂液对粘土的防膨率为80.5%。在原油与SCF体积比为1∶4和1∶1时,原油30℃粘度由1832mPa·s分别降至100和48.7mPa·s。图4表2参1。

一种伤害率极低的阴离子型VES压裂液的研制及其应用

以代号D3F-AS05的阴离子型黏弹性表面活性剂（VES）为基础，通过组分用量筛选，制备了阴离子型VES压裂液。其配方如下：3．0％D8F-AS054-0．3％防垢剂EDTA4-6．0％反离子供体／防膨剂KCl＋0．5％KOH。该压裂液室温、1701／s下表观黏度40mPa·s；黏温曲线100～115℃段黏度上升，最佳使用温度为100～120℃；在90℃抗剪切测试中，剪切20min后黏度大体保持稳定；原油、淡水、盐水均可使该压裂液破胶；静态下密度3．31g／cm^3的陶粒在该压裂液中可保持悬浮状态16h以上，悬砂性良好。该压裂液对冀东大牛地低渗气藏岩心的伤害率仅为1．6％。而阳离子型VES压裂液、非交联HPG压裂液、有机硼交联HPG压裂液的伤害率分别为14．6％、33．9％、35．1％。该压裂液的弹性好于阳离子VES和有机硼交联HPG压裂液，这3种压裂液90℃下的G’／G”值分别为39．2、30，4和2．0。该压裂液已在大庆、河南油田和冀东大牛地气田成功应用。图4表3参5。

粘弹性表面活性剂(VES)压裂液

粘弹性表面活性剂 (VES)压裂液是SchlumbergerDowell公司开发的新型无聚合物压裂液 ,商品名ClearFrac,由表面活性剂长链脂肪酸的季铵盐溶解在盐水中而成。长链季铵盐分子在盐水中形成高度缠结的蚯蚓状成刚性长棒状胶束 ,使压裂液具有了一定的粘度和弹性 ,压裂液冻胶遇到烃类 (原油、天然气 )便会破胶。VES压裂液不需要破胶剂、交联剂、杀菌剂等 ,用量少 ,对地层伤害小。本综述分章介绍VES压裂液的开发简史 ,组成及结构 ;流变性 ;滤失性 ;导流能力 ;国外国内应用概况。

粘弹性表面活性剂压裂液VES-70工艺性能研究

粘弹性表面活性剂VES 70压裂液由复配表面活性剂VES 70和粘土稳定剂组成 ,其中VES 70为C16、C18烷基三甲基季铵盐与有机酸、异丙醇等的复配物。实验考察了VES 70胶束凝胶压裂液的应用性能。在 30℃下 ,VES 70溶液的表观粘度 (170s-1)随VES 70体积分数的增加而增大并趋于恒定值 :2 %溶液为 5 7mPa·s,4 %溶液为 175mPa·s,5 %溶液为 180mPa·s;4 %VES 70溶液的表现粘度随 pH值增大而增大 ,pH =1时不增粘 ,pH为 2～7时迅速增粘 ,pH为 9～ 11时增粘减慢。在 6 5℃、170s-1进行的 90min耐温剪切测试中 ,4 %VES 70溶液粘度降至 6 0mPa·s左右并保持稳定 ,这是VES压裂液的一个特点。在振荡频率为 6 .2 4rad/s时 ,随温度升高 (2 5～70℃ ) ,4 %VES 70压裂液的G′减少 ,G″增大 ,在 5 3℃时由G′ >G″变为G″ >G′ ,但G′值均 >2 .0Pa。 4 %VES 70压裂液以不同体积比与吉林原油混合 ,在 6 5℃破胶时间为 31.2～ 14 .1min ,破胶液粘度 5 .6～ 6 .1mPa·s ;与柴油等体积混合 ,6 5℃破胶时间 13.6min ,破胶液粘度 2 .7mPa·s ,表面张力 2 9.6mN/m ,界面张力 0 .33mN/m。在 6 5℃、3.5MPa下 4 %VES压裂液在低渗 (0 .0 80 7× 10 -3 μm2 )储层岩心中动态滤失系数为 7.5 2× 10 -4m/min0 .5,初滤失量为 2 .11× 10

VES压裂液的性能研究与循环使用

采用阳离子双子黏弹性表面活性剂和KCl制备了一种清洁压裂液VES,并采用5%(w)的煤油对该压裂液进行破胶,破胶液用盐酸纯化析出,过滤得到其中的表面活性剂再次进行配液回收循环使用。采用FTIR和SEM方法对回收前后的VES压裂液结构进行表征。对回收前后VES压裂液的黏弹性、流变性、携砂性等性能进行研究,并进行了岩心伤害实验和破胶实验。表征结果显示,回收前后的表面活性剂结构未发生变化,且回收循环试样依旧具有清晰的胶束层结构,VES压裂液可重复使用。实验结果表明,回收前后VES压裂液仍具有良好的弹性性质,而黏度几乎没有差别,在60 min内各试样黏度缓慢下降至约50 m Pa·s;VES压裂液原样岩心伤害率为4.88%,远小于瓜尔胶体系;经5次回收循环后岩心伤害率为9.22%;VES压裂液具有优良的携砂性能;回收循环后的VES压裂液试样在2 h之内均可彻底破胶,破胶后的试样黏度均小于5 m Pa·s,且无残渣。

VES流体的基本性能及其应用

研究了VES(ViscoelasticSurfactant,粘弹性表面活性剂)流体的基本性能,包括VES增稠能力、反离子加量对VES胶束的影响、盐水对VES胶束溶液性能影响、VES胶束溶液的抗剪切性能和破胶性能。VES在青海油田清洁酸化和清洁压裂中得到成功应用,为该油田特别是低压低渗水敏油田探索了一种新的增产技术,具有广阔的应用前景。

中高温VES压裂液用表面活性剂NTX-100

由长链脂肪酸合成了多头季铵盐型表面活性剂NTX 100(有效物≥50%)。由4.0%NTX 100、0.3%pH调节剂、3.0%KCl和清水组成的压裂液体系,20℃、40℃、60℃下的粘度(170s-1)分别为146、134、97mPa·s,在室温放置1个月后粘度基本不变。粘温曲线表明,NTX 100体系压裂液的最佳pH值为6.0～6.5,在100℃下4.5%NTX 100、0.2%pH调节剂、2.1%KCl体系的粘度保持在50mPa·s。在振荡频率0.1HZ、温度20～90℃范围,随温度升高,上述4.5%NTX 100体系的G′值先略下降,高于45℃后大幅上升,高于约68℃后又持续下降;G″值则先基本稳定,高于60℃后上升;在90℃时G′和G″均大于20℃时的值。上述4.5%NTX 100体系与20%(以体积计)柴油混合后破胶,破胶液30℃粘度为14mPa·s,静置后分为三层,由上层油相体积计算,破乳率>70%,静置后的破胶液与等体积水混合后,粘度为4.2mPa·s。NTX 100耐温性良好,可用于110℃左右的中高温井压裂。图3表1参7。

粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性

综述了粘弹性表面活性剂胶束体系及其流变特性 ,论题如下。①组成与微观结构 ,包括粘弹性表面活性剂压裂液简介。②流变学特性 :胶束链长及其影响因素 ;胶束粘弹性动态特征 ;粘弹性胶束的松弛时间 ;粘弹性胶束的零剪切粘度 ;胶束压裂液的剪切流变行为。③微观结构和物化性能研究方法。图 2表 1参 13。

粘弹性表面活性剂压裂液的化学和流变学原理

综述。前言讲述了压裂液发展史及粘弹性表面活性剂(VES)压裂液的产生。微观结构原理一节讲述了表面活性剂胶束的各种形态、可形成蠕虫状胶束的各类表面活性剂,尤其是美国Schlumberger公司的ClearFrac压裂液中使用的由芥酸合成的季铵盐类。稠化原理一节给出了蠕虫状胶束数量C(L)和平均长度L表达式,讨论了表面活性剂体积分数、温度、胶束分离能对L的影响,图示了VES压裂液稠化过程。破胶原理一节介绍了烃等油类和亲油物质在蠕虫状胶束内增溶,引起VES压裂液破胶的过程。图3参15。

CSAa黏弹性表面活性剂压裂液的研制

用化学试剂长链烷基季铵盐CSAa制备了两种VES压裂液并研究了相关性能,其组成(CSAa/水杨酸钠/氯化钾/正丁醇,以g/dL为单位)如下:1.0/0.3/1.0/0.2;2.0/0.6/0.5/0.1。在耐温性测定中,1.0 g/dL CSAa压裂液的黏度由30℃时的75.0 mPa.s降至50℃时的37.5 mPa.s;2.0 g/dL CSAa压裂液的黏度由40℃时的225 mPa.s逐渐降至55℃时的110 mPa.s,再降至60℃时的65.0 mPa.s。在170 1/s剪切2 h后,剪切温度为42℃时1.0 g/dLCSAa压裂液的黏度下降26%,剪切温度为53℃时2.0 g/dL CSAa压裂液黏度下降9%。陶粒沉降速度测定结果表明,40℃、42℃时的1.0 g/dL CSAa压裂液(黏度分别为60和54 mPa.s)和50℃、53℃时的2.0 g/dL CSAa压裂液(黏度分别为180和145 mPa.s)携砂性能良好,而45℃、50℃时的1.0 g/dL CSAa压裂液和55℃、60℃时的2.0 g/dL CSAa压裂液,携砂性能则较差或很差。认为VES压裂液的携砂性能来源于棒状胶束网络,并不全由压裂液黏度决定。还考察了VES压裂液的破胶性能。图1表2参5。

黏弹性表面活性剂压裂液室内研究

优选了VES压裂液体系,最优配比为黏弹性表面活性剂VES 4%,助剂1.0%,还研究了体系的耐温、抗剪切、抗盐、破胶性能。结果显示,随着温度的升高,VES压裂液的黏度有明显的变化。不同的无机盐对VES压裂液有完全不同的影响,NH4C l具有明显的增黏作用,而KC l则有降黏作用;煤油、柴油都可使VES压裂液破胶,而且破胶后无残渣。

一种经济型清洁压裂液室内研究及性能评价

清洁压裂液又称为粘弹性表面活性剂(VES)压裂液,其性能优于聚合物压裂液,具有低伤害、配制简单的特点,压后油气增产效果优于胍胶压裂液,特别适合低渗透储层压裂改造。通过室内试验确定的一种VES压裂液,具有耐温抗剪切性能好,破胶液粘度和界面张力低,清洁无残渣,悬砂性能好,对基质岩心伤害率小等特点,各项指标均符合SY/T6376-2008对表面活性剂类压裂液的要求,且成本远远低于胍胶压裂液。

中高密度粘弹性表面活性剂压裂液的研制与应用

青海涩北气藏地层压力系数在1.3左右,盐敏性强,临界矿化度为8×104mg/L.针对该气藏及类似油气藏研制了中高密度(1.05～1.70 g/cm3)VES压裂液.讨论了VES压裂液的形成及破胶机理.压裂液密度由盐水提供,给出了盐水密度与无机盐种类、浓度关系式.所用表面活性剂是专门研制的,代号CFP-Ⅲ,在基本配方中用量15～40 g/L.密度1.30 g/cm3、CFP-Ⅲ浓度30 g/L的VES压裂液的性能如下:20℃下的流变性显示剪切变稀特性;在20～45℃粘度基本恒定,在45～90℃粘度随温度上升而增大,＞90℃后粘度下降,在110℃时为53 mPa·s,因此该VES压裂液可用于120℃地层;在20℃、170 s-1下剪切60分钟使粘度降低25%,继续剪切时粘度不变;加入0.5%多烃类处理剂时彻底破胶,破胶液粘度与盐水相当;对储层岩心渗透率的伤害率仅为6.08%～11.14%.使用该VES压裂液在涩北13口气井进行压裂防砂先导性试验,气井不出砂日产气量增加75%～180%;给出了一口井的施工参数曲线图.图7表1参6.

黏弹性表面活性剂用作煤层压裂液性能研究

采用压汞仪对晋城煤样进行结构分析,该地区煤样属于低渗透双孔介质模型,煤样结构分选差,煤层割理仅占20%左右;并针对该地区煤层的特点研制了黏弹性表面活性剂体系作为压裂液,实验结果表明,该体系具有较高的黏弹性,悬浮能力强,破胶后黏度低,返排率高,煤样的渗透率恢复可达78%以上。

变粘酸用转向稠化剂VCA的研制

由长链脂肪酸衍生物合成了分子量～480、易溶于水和酸的阳离子表面活性剂VCA,实验考察了VCA作为自变粘盐酸液稠化剂的性能.VCA为50%水溶液,呈棕红色,粘度～10 mPa·s,在22%盐酸中当温度＜40℃时可稳定存在7天以上.在25℃模拟酸岩反应中,含VCA的22%盐酸液逐步被Ca(OH)2中和,当酸浓度降至17%以下时,在Ca2+作用下VCA球形胶束变为蠕虫状胶束并形成网状结构,酸液变为粘弹性凝胶,20和40 g/L VCA酸液粘度最高达～450和接近900mPa·s(乏酸浓度3%时),酸岩反应完成、pH值升至4以上时凝胶完全破解.VCA酸液耐温性良好,浓度由22%被中和至16%的含40 g/L VCA的盐酸液,在90℃、170 s-1粘温性测定中,初始粘度～82 mPa·s(～25℃),最高粘度～95 mPa·s(90℃),1J时后粘度≥19 mPa·s(90℃).含20 g/L VCA的22%盐酸液与大理石在90℃、常压、静态反应100min,大理石剩余质量＞50%,表明该酸液缓速性良好.含40 g/L VCA的22%盐酸液在相同条件下与大理石完全反应后,乏酸液粘度＜5.0 mPa·s,无沉淀,与水完全混溶.图3参5.

粘弹性表面活性剂在油气藏增产改造领域的研究进展

粘弹性表面活性剂(VES)由两亲分子组成,在地层条件下具有独特的物理化学性质,被广泛应用于油气藏增产改造领域。本文在简要介绍粘弹性表面活性剂胶束结构和胶束特性、作用机理的基础上,重点对VES压裂液和VES自转向酸两部分所涉及理论基础、技术进展及井场应用情况进行综述:VES压裂液具有携砂能力强、滤失低、压裂效能高、返排能力强、地层伤害小等优势;VES自转向酸具有配制简单、破胶容易、对地层伤害小、缓速、滤失少等优点。最后,指出粘弹性表面活性剂在现阶段研究存在的问题和需要克服的难点,以期推动粘弹性表面活性剂在油气藏增产改造领域的进一步应用。