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。     

YC-ZJ-1清洁压裂液的性能评价及应用

为满足即配即用的连续混配压裂作业需要,对开发出的YC-ZJ-1清洁压裂液性能进行评价,通过岩心伤害试验和现场应用进一步了解其特性。研究结果表明,YC-ZJ-1清洁压裂液耐温抗剪切性较强,在弱碱性条件下流变性能较好,岩心伤害率低,破胶返排能力良好,可以适用于延长油田特低渗储层的连续混配压裂作业中。     

一种新型低分子聚合物压裂液体系及其性能评价

中原油田储层物性差,压裂层位较深。为满足当前油田增产增效开发的需要,研发了一种新型低分子聚合物压裂液体系。对该压裂液体系的配方进行研究并评价其综合性能,发现该压裂液体系具有较好的耐温抗剪切性能、易于破胶且破胶彻底、配伍性好、对储层的伤害较低。现场施工结果表明,使用新型低分子聚合物压裂液体系可以取得较好的增产效果。     

长庆油田压裂返排液对储层支撑裂缝损害室内研究

为降低压裂返排液对储层支撑裂缝的损害,对长庆油田目前使用的压裂液类型如胍胶体系、生物胶体系、滑溜水体系及滑溜水-胍胶体系开展了压裂返排液对储层支撑裂缝损害的研究。首先在室内测定了4种压裂返排液体系的pH值、密度、固相含量、颗粒粒径;然后对4种压裂返排液进行了预处理,评价了压裂返排液对岩心基质渗透率损害程度;最后探讨了4种压裂返排液中悬浮物粒径、悬浮物浓度与支撑裂缝损害之间的关系。评价结果表明,胍胶和生物胶对支撑裂缝的损害程度较小,滑溜水和滑溜水-胍胶混合液对支撑裂缝的损害程度较大;随着悬浮物颗粒粒径以及质量浓度的减小,压裂返排液对支撑裂缝损害也随之减弱;压裂返排液对地层岩心基质损害率较小,可以实现压裂返排液体系的再利用,具有一定的应用前景。     

磺酸型表面活性剂清洁压裂液的性能

本文针对阳离子表面活性剂压裂液在阴离子岩层中损失较大、会降低岩层的渗透率等缺陷,合成出阴离子磺酸盐型表面活性剂——棕榈酸甲酯磺酸钠,将此表面活性剂与助剂十八醇按质量比1:2复配后可作为压裂液增稠剂JL。JL在3.5%氯化钠溶液中迅速交联得到一种阴离子清洁压裂液。考察了该压裂液的耐温抗剪切性能、黏弹性能、携砂性能、滤失性能、破胶性能及对地层的伤害。实验结果表明：质量分数为5%的JL在3.5%的氯化钠水溶液中,1~2 min内即可快速成胶,黏弹性、耐温耐剪切性较好,80℃下的体系黏度仍能达到40 mPa·s。在体积比为40%的砂比下,悬砂效率比普通高分子水基压裂液提高48.7%。体系遇煤油易破胶,破胶液澄清,无残渣。对地层的伤害率低,为7.6%。体系呈中性,能够适用于酸敏碱敏地层,满足了低压低渗透油气藏压裂的要求。     

致密砂岩气藏压裂液体系对储层基质伤害性能评价

致密砂岩气藏由于其低孔低渗的储层特性,必须通过压裂增产措施才能实现其经济产能。以延安气田山西组致密砂岩气藏为研究对象,探讨了致密砂岩气藏压裂液评价方法,并进行了压裂液滤液对储层岩石基质渗透率伤害率和压裂液伤害后核磁共振测试试验;研究中基于压裂液与地层流体及工作液的配伍性研究,对压裂液的乳化率和残渣进行了测定,筛选出了3种适用于延安气田致密气高效开发的压裂液体系。基于岩心伤害测试评价和核磁共振测试评价表明,羟丙基胍胶(一级)弱碱性压裂液体系、羟甲基羟丙基胍胶酸性压裂液体系、黏弹性表面活性剂VES体系虽均能满足延安气田压裂液作业要求,但是对比其他2种压裂液体系,羟丙基胍胶(一级)弱碱性压裂液体系具有低伤害、低残渣和高返排的优势,建议采用羟丙基胍胶(一级)弱碱性压裂液体系作为延长致密砂岩气藏储层改造的工作液体系,为该油田储层保护和有效开发提供支持。     

GA-16复合清洁压裂液的制备及其性能研究

鉴于常规阳离子表面活性剂压裂液耐温性差,破胶后易被地层吸附引起地层润湿翻转,造成地层渗透率下降等问题,选取阴离子双子表面活性剂GA-16为主剂,制备了GA-16复合清洁压裂液体系,并对其性能进行了评价。结果表明,阴离子双子表面活性剂GA-16与水杨酸钠、十二醇、纳米TiO2的复配体系性能优异,在80℃、170s-1时,其表观黏度为50mPa·s,经150min剪切后黏度保留率为77.7%;破胶完全且破胶液黏度小于5mPa·s;静态滤失对基质渗透损害率为11.02%。     

一种阴离子型表面活性剂清洁压裂液的研究

针对阳离子型表面活性剂易在砂岩上产生吸附作用而导致储层伤害问题,对一种阴离子型表面活性剂清洁压裂液配方进行了优化,并对该压裂液性能进行了评价。研究表明,该压裂液具有较好的耐温耐剪切性能和破胶性能,与储层配伍性好,对储层伤害小。同时,现场试验也取得了较好的增油效果,说明了该压裂液具有改善油田压裂施工效果的作用。     

一种新型含沥青质储层解堵液体系的研究——以四川盆地龙女寺龙王庙储层为例

四川盆地龙女寺龙王庙储层沥青充填较为普遍,储层的渗流能力与品质相当但沥青质充填程度相对较低的储层相比,该类储层测试产量明显偏低.常规碳酸盐岩储层的酸化改造一般以胶凝酸酸液体系为主,然而室内试验表明,常规酸液对沥青质溶解分散性差,酸化解堵效果不理想.基于相似相溶原理以及表面活性剂增溶原理,优选设计了一种以醚为主体,辅以溶剂油、两性表面活性剂和稳定剂的沥青溶解分散剂,并以胶凝酸为基础,结合储层特点优化配方,开发了一种适用于含沥青质储层的解堵液体系.该体系在高温下性能稳定,150℃下剪切100min后黏度超过15mPa·s,150℃动态腐蚀速率小于70g/ (m2·h),耐温耐剪切性能好,达到了含沥青质储层的酸压施工工艺要求.含沥青质储层岩心流动试验结果表明,该体系对岩心渗透率改善倍数达到4～6倍,相比常规胶凝酸,对含沥青质储层岩心渗透率改善效果更为显著.     

特低渗透砂岩油藏压裂液损害实验评价

以镇泾油田长8组砂岩油层为研究对象,探讨了压裂液损害评价方法,并进行压裂液滤液对基块岩样渗透率损害率和压裂破胶液动态滤失对造缝岩样返排恢复率测定的压裂液动态损害实验;考察了压裂液与地层流体、工作液之间的配伍性,压裂液和原油的润湿性,测定了压裂液乳化率和残渣。压裂液原胶液组成为0.4%HPG（瓜尔胶）+ 0.4% AS-6（季铵盐类黏土稳定剂）+ 0.3% CX- 307（阴离子型破乳助排剂）+ 0.1% HCHO（杀菌剂）。实验结果表明,原油与破胶液按3:1、3:2、1:1 体积比混合后的乳化率均在60% 以上,而破乳率仅为12.00%～23.77%。压裂液残渣含量平均为703 mg/L,易阻塞储层渗流通道。裂缝岩样经压裂液驱替后的返排恢复率为1.48%～85.83%;当裂缝充填支撑剂后的返排恢复率为0.02%～42.9%,较单纯裂缝岩样低。基块岩样压裂液乳化损害程度强,平均损害率为89.83%;残渣液损害程度强,平均损害率为73.71%;压裂液滤液损害程度中等偏弱,平均损害率为44.85%。压裂液产生的润湿反转使岩石由水湿转化为油湿。固相侵入、碱敏、润湿反转是储层损害的主要因素。固相侵入的损害率为28.86%,润湿性相关的损害率为44.98%,基块岩样碱敏损害率26.38%、裂缝岩样为32.18%。建议采用清洁压裂降低残渣损害、选用合适的表面活性剂提高返排率,为该油田储层保护和有效开发提供支持。     

压后关井期间压裂液黏度影响因素及预测模型研究

压裂液能否有效破胶是影响压裂效果的重要因素,破胶剂是实现压裂液顺利破胶的重要手段,现场主要依靠经验线性加破胶剂,通常出现压裂液破胶不彻底或过早破胶而影响压裂效果甚至导致压裂失败的现象。针对该问题,利用Arrhenius方程和黏时曲线建立了预测破胶对压裂液黏度影响的经验关系,结合黏度无因次预测模型,建立了综合考虑温度和破胶影响的压裂液黏度预测模型,利用该模型分析了压后停泵温度恢复和破胶剂浓度对压后关井期间压裂液黏度的影响。研究结果表明,停泵后温度恢复和破胶均会降低压裂液黏度;破胶对压裂液黏度的影响比温度更显著。该结果为确定关井时间和优化破胶剂加量提供了理论依据。     

一种适合低渗油田压裂的破胶降解剂研究及现场应用

运用支撑剂导流能力试验装置测试了在相同支撑剂类型、铺置浓度、相同压力下聚合降解剂加量、温度和时间等因素对破胶降解剂残渣降解以及对支撑带导流能力影响。结果表明,压裂破胶降解剂残渣对支撑剂导流能力的伤害很大,残渣含量为120mg/L的破胶降解剂较残渣含量为450mg/L的破胶降解剂对支撑剂造成的伤害增降低近40%;在残渣含量为450mg/L破胶降解剂中加入30mg/L生物酶与未加相比,对支撑剂导流能力伤害下降了50%以上,并且随着聚合降解剂加量增加,降残渣效果越好;40℃与20℃相比较,破胶降解剂对破胶液支撑剂导流能力伤害降低了40%以上;pH值对破胶降解剂降解残渣效果影响不大;当降解时间大于4h以后,破胶降解剂对降解破胶液残渣效果影响不大。现场施工11井次,与相邻井比较,单井产油效率提高20%以上,增产效果十分明显。     

一种新型清洁压裂液低温破胶剂的研制与评价

随着页岩气、煤层气等的开发,出现了越来越多的低温井。目前国内常用的破胶剂只适用于温度在50℃以上地层的压裂液破胶,因此需要研发一种能应用于20℃左右的低温破胶剂。根据破胶剂的破胶机理,在室内研制了一种针对新型清洁压裂液的氧化还原体系破胶剂GMD。并应用流变学原理,通过储能模量和耗能模量在破胶过程中的变化研究了压裂液的破胶情况。研究发现,结果与传统的用粘度表征破胶情况结果一致,该破胶剂的研制对低温储层改造具有一定的指导意义。     

致密气压裂液与储层全过程渗吸伤害规律研究

致密砂岩气是我国重要的非常规天然气资源,目前主要采用水力压裂的方式开采.压裂过程中,由于毛细管压力的作用,压裂液与储层接触后发生渗吸作用进入储层孔喉造成储层伤害.为研究致密气储层从"压裂-关井-返排"全过程中压裂液对储层的渗吸伤害,定量描述不同时刻的渗吸伤害程度,选用临兴致密气区块储层岩心,通过室内试验模拟压裂液进入储层到返排生产的过程,采用低场核磁共振的手段表征了整个渗吸过程.研究结果表明,压裂液的渗吸伤害从压裂液与储层接触就开始发生,进入岩心的深度随着渗吸时间的增加而增加;从不同时刻的核磁共振的τ2(弛豫时间)谱来看,由于毛细管压力的作用,压裂液先进入小孔隙,然后进入大孔隙,岩心孔喉越小其毛细管压力的作用越强,渗透率较小的岩心由于具有较强的滞留压裂液能力而受到压裂液的损害程度更高;通过核磁共振信号的一维编码处理可以得到不同时刻压裂液渗吸前缘的位置,定量描述渗吸伤害的程度.该研究可为致密砂岩气压后返排渗吸伤害的解除工艺提供定量的分析支持.     

聚丙烯酰胺/魔芋胶压裂液的研制

[目的]研制出聚丙烯酰胺/魔芋胶压裂液。[方法]基于魔芋葡甘聚糖和聚丙烯酰胺的协同增稠效应,制备出聚丙烯酰胺/魔芋胶复合型稠化剂,以有机硼为交联剂,加入杀菌剂、抗氧化剂、黏土稳定剂等添加剂,研制出聚丙烯酰胺/魔芋胶压裂液,并对其性能进行评价。[结果]该压裂液是非牛顿流体,具有较好的耐剪切性、易破胶、低滤失、残渣少、伤害低的特点。[结论]聚丙烯酰胺/魔芋胶压裂液满足油田压裂液的应用要求。     

压裂返排液颗粒粒径与储层损害关系研究

为减小压裂返排液对储层的损害,对陕北油田3种不同配方体系的压裂返排液样品中的悬浮物及其浓度、粒径大小与分布对储层的损害程度进行评价,通过过筛对压裂返排液进行处理,评价处理后压裂返排液对储层的损害情况,并对处理前后的压裂返排液损害储层的机理进行了分析。研究发现,3种体系的压裂返排液中,胍胶体系L41中悬浮物颗粒中值粒径最大,胍胶滑溜水混合体系AP189悬浮物颗粒中值粒径最小,滑溜水体系AP183悬浮物颗粒中值粒径居中;当压裂返排液流入岩心时,悬浮物的浓度及其颗粒粒径与岩样孔喉大小关系将直接决定是在岩心端面形成外滤饼还是直接侵入岩心内部造成损害。     

高温裂缝性凝析气藏压裂技术研究

针对安棚深层系特低孔特低渗高温裂缝性凝析气藏压裂的难点,研究确定了压裂液配方。根据压裂裂缝温度场模拟计算结果,研究了变浓度压裂液优化设计技术,既可保证压裂施工携砂的需要,又可实现压裂液的迅速破胶和快速返排,避免对储层的伤害;研究了在前置液中段塞式加入粉陶降滤技术,解决了压裂过程中砂堵的难题,从而保证压裂效果。通过压裂设计优化及配套斜率式加砂和裂缝强制闭合技术,提高气井的产能。现场应用后取得了明显的增产增储效果,为安棚深层系凝析气藏的开采提供了技术支撑。     

JK-1002高温羧甲基胍胶压裂液的性能评价及在吉林油田的应用

吉林油田开发的双坨子、小合隆、长岭气田具有储层岩性复杂、埋藏深、地层温度高、压裂改造难度大等特点。针对这些特点研究了 JK-1002高温羧甲基胍胶压裂液,该压裂液具有良好的耐温、耐剪切性能。室内试验中将 JK-1002高温羧甲基胍胶压裂液与羟丙基胍胶压裂液对比,JK-1002高温羧甲基胍胶压裂液在摩阻性、破胶性、悬砂性、黏弹性上优于羟丙基胍胶压裂液。2012~2013年 JK-1002高温羧甲基胍胶压裂液在吉林油田累计施工42口天然气井,注入压裂液143912m3,支撑剂19374m3,施工压力平稳,开发效果良好,得到了广泛应用。     

柳杨堡气田高温压裂液体系优化

针对柳杨堡气田前期压裂施工中存在的稠化剂浓度高、残渣含量高、延时交联时间较短、施工泵注压力高、破胶不彻底等问题,优选了高温缓速交联剂,并在此基础上优化了稠化剂HPG浓度、交联比、破胶剂组合类型:稠化剂浓度由0.55%降至0.45%,最佳交联比为0.3%~0.5%。采用高温胶囊破胶剂+APS组合破胶的方式,开展了破胶剂加量优化及对应破胶时间试验,优化形成了一套适合柳杨堡深层高温气田压裂施工需要的压裂液配方。该配方有效降低了稠化剂浓度,延迟了交联时间,在保证了顺利压裂施工的同时,能够快速破胶返排。现场试验应用3井/11段,施工成功率100%,效果良好,能够满足该区块高温井压裂施工需要。     

高温压裂液产生硫化氢因素分析

在高温储层压后返排过程中,产生了微量硫化氢气体。根据现场条件进行模拟试验研究产生硫化氢的原因。结果表明,高温为压裂液反应产生硫化氢提供了条件;破胶剂和含硫温度稳定剂同时参加反应才能产生硫化氢;储层中含硫矿物在高温高压条件下可能发生反应产生硫化氢。在高温压裂液配方优化时,尽量避免选择含硫的温度稳定剂,以减小高温地层产生硫化氢的风险。