苏里格气田苏东区块压裂液延缓交联体系应用研究

对苏里格气田苏东区块JL压裂液延缓交联体系进行了实验研究，并对B剂的加量、交联液的pH值、胍胶浓度及压裂基液粘度、交联比、搅拌速度、基液pH值等6个因素对压裂性能的影响机理进行了阐释，确定了A：B=100：（10-12），稀释至50％制得的延缓交联液，交联比=100：（0．3—0．5），在3r／s的地面搅拌速度条件下延缓交联时间为90s～220s为JL延缓交联液的最佳配制条件。优化条件下配制的压裂液延缓交联体系投入现场压裂施工应用后，压裂液在携砂过程中，既不脱砂，摩阻又降到了最大限度，满足了施工泵压要求。试气后地层压力均在26．8MPa以上，产量都超过了6．2×10^4m^3／d，效果显著，达到了对气层改造的目的。表8参3     

适用于苏里格气田苏东区块的压裂液延缓交联体系应用研究

文章就鄂尔多斯盆地伊陕斜坡气田JL压裂液延缓交联体系B剂的加量、交联液的PH值、胍胶浓度及压裂基液黏度、交联比、搅拌速度、基液pH值6个因素通过现场实验研究,对其结果进行了分析,将其因素的影响机理进行了阐释,通过现场试验确定了A:B=100:(10～12),稀释至50(%)制得的延缓交联液交联比=100:(0.3～0.5),在3 r/s的地面搅拌速度条件下延缓交联时间为90~220 s,是JL延缓交联液的最佳配制条件.优化条件的压裂液延缓交联体系投入现场压裂施工应用后,压裂液在携砂过程中,既不脱砂,摩阻又降到了最大限度,满足了施工泵压要求.试气后地层压力均在26.8 MPa以上,产量都超过了6.2×104 m3/t,效果显著,达到了气层改造的目的.     

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170 s-1剪切速率下剪切60-120 min后,保留黏度大于80 mPa·s;采用毛细管法测得破胶液黏度小于5 mPa·s.     

一种酸性疏水缔合物压裂液的应用研究

针对新疆油田乌-夏二叠系风城组及夏子街组储层与常规胍胶压裂液不配伍,压裂后出现返胶困难的问题,本文报道了一种可以在酸性条件下交联的疏水缔合物压裂液,该压裂液具有良好的延缓交联性能﹑良好的耐温、抗盐、耐剪切性能。在130℃、170 s-1下剪切75 min后的黏度还可以保持在50 mPa.s以上,交联时间达200 s。此外,该压裂液携砂性能好、易破胶返排、对地层伤害小及低摩阻、低残渣、防膨效果好,突破了缓交联聚合物型压裂液耐温耐剪切性能不能超过100℃的传统观念。该压裂液目前已在新疆油田成功运用9井次,施工成功率100%,均取得良好的应用效果。     

羟丙基胍胶压裂返排液的循环利用技术

随着油气储层压裂改造技术的广泛应用,压裂用水短缺和压裂返排液的有效处理已成为油气田亟待解决的问题。为了缓解新疆油田油田压裂用水与降低返排液处理成本,开展了羟丙基胍胶压裂返排液的循环利用技术研究。研究结果表明,电解氧化处理可实现返排液的快速降黏与杀菌,然后利用气浮、沉降等方式即可将返排液中的悬浮物有效去除。通过调节处理后返排液的pH至6.5左右,实现了羟丙基胍胶粉在返排液中的分散起黏,即快速配制羟丙基胍胶基液。通过引入0.05%数0.2%的缓交联剂葡萄糖酸钠,利用缓交联剂与残余交联剂之间的络合作用,有效解决由残余交联剂的引起的交联过快问题,返排液配制的压裂液交联时间可控制在10数120 s之间。通过添加稳定剂亚硫酸钠消除返排液中残余的破胶剂,有效提升了压裂液的耐温能力。利用该方法累计完成2.2万方返排液的处理,配制出的羟丙基胍胶冻胶压裂液应用于新疆油田75口井的压裂改造中,井底温度范围22数97℃,施工成功率100%。     

工业氯化钙加重胍胶压裂液体系研究与现场试验

为了解决现有加重压裂液体系成本高及加重密度低等问题,采用工业氯化钙作为加重剂,研发了一种低成本加重压裂液技术。在分析硼交联剂在氯化钙胍胶基液中交联受阻机理的基础上,制备了耐高浓度氯化钙溶液的交联剂,可在低pH值环境下使高浓度氯化钙溶液和胍胶基液形成交联冻胶。工业氯化钙加重胍胶压裂液具有加重密度高、基液黏度低和耐温耐剪切性能良好等特点,在温度140 ℃、剪切速率100 s–1条件下剪切2 h后,冻胶黏度大于100 mPa·s。现场试验表明,超深井采用氯化钙加重胍胶压裂液进行压裂施工,施工压力可降低10～15 MPa。研究表明,氯化钙加重胍胶压裂液性能可靠,能够降低超深高应力储层改造施工压力,提高压裂效果,具有现场推广应用价值。      

瓜胶压裂液用杀菌剂评价指标有效性的影响因素

针对现场使用羟丙基瓜胶压裂液杀菌剂易出现腐败变质过快,影响现场压裂施工的现象,将企业产品标准评价条件与现场实际的对比,认为以下3个方面是引起腐败变质过快的主要原因:标准评价方法中,菌类来源未考虑来自罐体的菌类;碱性交联的羟丙基瓜胶用杀菌剂pH值应不小于7为宜,同时应考虑pH值0.1以上的变化引起的瓜胶原液黏度变化,杀菌剂的效果应优于羟丙基瓜胶压裂液pH值交联调节剂的效果;黏度保持率应结合不同浓度羟丙基瓜胶黏度值大小及交联携砂性来确定。      

中高温低浓度压裂液研究与应用

简介了国外近期降低水基压裂液中植物胶类增稠剂浓度的三种技术：Nimerick等人的pH缓冲体系；锆交联羧甲基瓜尔胶压裂液；更高分子量的精加工瓜尔胶PEG硼交联压裂液。针对中原油田研发了90～140℃中高温低浓度HPG硼交联压裂液。在压裂液设计中采用浓度优化和泵注浓度由高到低变化两条原理，黏度低限为：在地层温度和1701／s连续剪切90min后前置液黏度≥150mPa·s。携砂液黏度≥100mPa·s。用0．45～0．90mm的陶粒和压裂液破胶液测试，HPG浓度由0．5％减至0．4％时，15h后的导流能力提高11．3％。得到了如下基本配方（HPG/有机硼交联剂／NaOH）。用于90～120℃的前置液：0．35％／10．35％／10．08％，携砂液：0．25％～0．30％／0．30％／0．08％；用于120～140℃的前置液：0．40％／0．45％／10．10％。携砂液：0．30％～0．35％／10．35％／10．10％。2002-2005年，该低浓度压裂液在中原油田应用于超过40井次的压裂，仅4井次未完成顶替。介绍了地温92℃和134．8℃的各一口油井的压裂工艺和良好效果。图6表1参6。     

一种缓交联耐高温加重压裂液的研究与应用

近年来由于完井装备和地面设备的限制,各类高压、超深或致密油气藏的压裂措施受到挑战。常规压裂液的密度较低,施工时井口压力较高,无法保证施工安全和措施效果,甚至利用目前的技术与装备根本无法进行施工作业。为了解决以上难题,研究了一种耐温达150℃,密度达1.365g/cm3的缓交联耐高温加重压裂液,该压裂液在150℃、170s-1的条件下剪切90min黏度仍然保持在120mPa·s以上,突破了常规KCl或NaCl加重压裂液最高只能加重到1.18g/cm3的技术瓶颈,且成本低廉,对环境无污染。该缓交联耐高温加重压裂液自开发出来已在新疆油田现场应用8井次,无一口井出现砂堵,施工成功率100%。     

FRACTURING STIMULATION TECHNOLOGY FOR HIGH SHALE-CONTENT RESERVOIRS IN LOWER ZUUNBAYAN FORMATION IN THE DEEP OF HAILAR BASIN

海拉尔盆地深部南屯组高含泥储层埋深大、岩石类型多、岩性复杂、泥质含量高、砂泥互层严重,导致压裂施工中闭合压力梯度高、近井裂缝形态复杂、近井摩阻大、施工压力高.因此,处理近井裂缝形态、降低压裂液滤失、抑制黏土膨胀、降低施工摩阻和压力是南屯组施工成功的关键.通过分析南屯组施工难点,形成了与之相适应的技术对策,研发了延缓交联低摩阻压裂液配方体系,并形成了针对性的压裂现场诊断和控制措施.现场应用153口井,施工成功率达94.8％,压裂后初期平均单井产液10.36 m3/d、平均产液强度0.98m3/ (m·d),平均单井产油5.72t/d、平均产油强度0.46t/(m·d),施工效果良好.该技术可为今后海拉尔盆地勘探开发提供重要的技术保障.     

一种连续施工的柴油基冻胶压裂液PS-1室内研究

针对国内目前所用油基压裂液成胶速度慢,通常采用间歇施工工艺的缺点,研究开发了一种低伤害连续 施工的油基冻胶压裂液体系。室内试验表明,该压裂液体系(在柴油中加入1．5％胶凝剂、0．24％加速剂)成胶速度 快,搅拌30s粘度可达到158mPa·s左右,120s内就能形成良好的油基冻胶压裂液;抗温抗剪切性能好(在120℃, 170s(?)下连续剪切70min后,压裂液的粘度大于50mPa·s),对岩心伤害率小于6％。对现场施工井统计表明,采用该 压裂液体系进行连续施工,与间歇施工工艺相比单井可节省费用约4万元,施工时间缩短2／3。     

低渗气藏低伤害压裂液技术研究与应用

根据中原油田文23和户部寨气田储层低渗、低压、中高温等特点,研究了适应该储层的低伤害HB-99有机硼交联压裂液和预前置液。通过对HB-99有机硼压裂液的延缓交联、自动破胶、热剪切稳定性、剪切后黏度恢复、表面活性、滤失、残渣含量以及对岩心伤害等性能评价,证明该压裂液延缓交联能力强,剪切后黏度恢复率高,滤失低,破胶水化彻底,残渣含量低,表面活性高,能防止黏土膨胀,对地层损害小。现场10井次试验表明,应用低伤害HB-99有机硼交联压裂液,施工成功率为100%,平均日增天然气28.3×104m3,增产效果显著。     

水力喷射分层加砂压裂液室内研究及现场试验

针对目前加砂压裂增产新工艺水力喷射分层压裂加砂对压裂液性能新的特殊要求。在实验室开展了满足该新工艺施工要求的压裂液配方体系的研究．对优化压裂液液体配方、交联剂组成、交联比等进行了室内性能试验。研究出满足该新工艺的压裂液配方和现场应用技术。室内性能评价表明,研制的压裂液满足水力喷射分层压裂加砂对压裂液高剪切后携砂的要求,并在四川须家河广安、合川等区块大斜度井、水平井的水力喷射分层压裂施工中得到成功应用,累计增加天然气产量11．1365×10^4m^3／d。     

长庆上古生界气藏CO2泡沫压裂技术研究

初步形成适合长庆上古生界低渗、低压气藏的气井(井深4000m以内)CO2泡沫压裂工艺技术。在压裂液体系的室内研究中，选用羟丙基胍胶作为交联的增稠剂，研究合成了AC—8酸性交联剂，使压裂液在酸性条件下有较高的黏度和携砂能力，优选出在清水中发泡性能较好的YFP—1发泡剂和CQ—A1、DL—10助排剂。现场压裂施工通过增大CO2用量来增加施工规模，通过提高基液浓度，通过添加表面活性剂以保证压裂液与液体CO2完全混合并乳化，以及保持压裂液一定排量来保证实现较高砂比。现场试验19井次，14井次增产效果明显。与常规水基压裂液相比，CO2泡沫压裂液的返排率提高近50％、返排时间缩短了近40h、对地层的伤害率(平均为48．51％)降低了近30％。     

水基压裂液现场实施质量控制技术

国内油气藏增产改造技术主要使用水基压裂液.由于现场施工环境的改变,配液条件的不同以及搅拌程度不同等诸多因素的影响,压裂液性能与室内研究存在较大的差异,如果解决不善,将直接影响压裂的成功与否,甚至严重影响油气的产量.通过室内研究及现场应用,在总结的基础上形成了水基压裂液现场质量控制技术,以便有效地保证油气田增产改造的顺利实施.该技术包括施工前压裂液添加剂的抽查检测和压裂液现场质量控制程序,后者包括对压裂液储罐的质量要求,配液水质的要求,基液配制技术,交联液配制技术和压裂液现场实施检测技术,并针对现场配制压裂液时常见的问题提出了解决办法.     

新型酸性交联压裂液的研制与应用

压裂液是水力压裂改造的关键,其主要功能是张开裂缝并沿缝输送支撑剂.目前被广泛应用的压裂液体系为水基植物胶压裂液,具有价廉、优良而且易于处理等优点.它们是以植物胶中的胍胶(香豆胶)及衍生物羟丙基瓜尔胶为稠化剂,以硼酸盐或有机硼(有机锆)为交联剂的体系.体系的交联条件为碱性(pH 7.5～12),酸性(pH 4～5)条件下无法形成可挑挂的交联冻胶.随着勘探深入,对于一些碱敏性地层的压裂改造,需要考虑碱性液体侵入对地层的伤害问题以及二氧化碳泡沫压裂液体系均需要在酸性条件下交联.通过室内实验,研制出了AC-m酸性交联剂,详细阐述了AC-m酸性交联剂的交联机理,形成了以羟丙基瓜尔胶为增稠剂的酸性冻胶压裂液配方体系,并对配方性能进行了室内评价实验,具有快速交联、耐温能力达110℃、流变性好、酸化和防膨性能好等优点.现场进行了4口井应用试验,在进入地层总液量不变的前提下,比以往提高携砂量20%～30%,扩大了施工规模,并且可满足较高砂比的施工需求.     

吉木萨尔页岩油压裂返排液再利用技术

随着水平井体积压裂技术的推广与应用,压裂液用量越来越大,同时产生大量的返排液,返排液成分复杂,难以高效利用,直接排放会造成环境污染。为了缓解新疆油田压裂用水和降低压裂成本,开展了吉木萨尔页岩油压裂返排液再利用技术研究。对吉木萨尔页岩油区块返排液进行pH调节、硼离子屏蔽、杀菌的处理,然后利用处理后的返排液再次复配胍胶压裂液,通过考察所配制压裂液的溶胀性能、交联冻胶耐温耐剪切和破胶性能确定了利用返排液复配胍胶压裂液的最佳配方,并在J1井进行了现场试验。吉木萨尔页岩油返排液具有高含碱、高含硼、高含菌的特点,通过引入0.06% pH调节剂A、0.08%屏蔽剂C,0.10%高效杀菌剂BLX-1,将返排液的pH 值调节至 7.0,然后加入 0.3%的交联剂 XJ-3 和 0.045%的 pH 调节剂 B。所配制的压裂液的交联时间控制在90～110 s,具有良好的耐温耐剪切性能,成胶后剪切 120 min 后黏度的依然大于 200 mPa·s,且携砂性能良好,破胶液性能满足行业标准。利用页岩油压裂返排液连续混配再利用技术处理返排液4.5×10~4m~3,且所配制的压裂液被成功应用于新疆油田页岩油J1...     

一种速溶无残渣纤维素压裂液

早期纤维素压裂液存在配液难、耐温差、破胶不彻底、对地层伤害大等问题。本文介绍的速溶无残渣纤维素压裂液基液由0.4%羟乙基羧甲基纤维素FAG-500、0.2%增黏剂FAZ-1、0.5%调节剂FAJ-305组成。分析了该压裂液的抗盐性、耐温耐剪切性、携砂性、破胶性、动态滤失及伤害性。结果表明,在中等矿化度（242~2444 mg/L）条件下,基液黏度约为67.5 mPa·s,在pH 4.5~5.0下,在基液中加入交联剂FAC-201形成冻胶。在120℃、170 s^-1条件下,压裂液冻胶剪切70 min后的黏度约为150 mPa·s,可满足低于130℃储层压裂需求。加入0.002%破胶剂过硫酸铵后,冻胶在100℃、170 s^-1条件下剪切1.5 h后的黏度约为200 mPa·s,破胶剂不影响施工时体系的流变性能。破胶后无残渣,破胶液表面张力为24.44 mN/m,界面张力3.20 mN/m。在90℃下,0.3% FAG-500压裂液冻胶的储能模量G′和耗能模量G″分别为7.2 Pa和1.6 Pa。砂比为40%的交联冻胶携砂液在90℃水浴加热6 h后,无沉砂现象,携砂性能良好。压裂液对岩心的渗透率损害率为24.75%。该纤维素压裂液具有速溶易配制、酸性交联、无需防膨剂等特点。在长庆油田两口致密油井和两口致密气井进行了现场应用,施工成功率大于95%,施工有效率100%。     

准饱和盐水基免配缔合交联压裂液的研究及应用

玛湖风城组含有大量可溶性碱盐,特殊储层压后压降快、堵塞井筒严重影响试油。为了验证入井压裂液对 储层盐矿溶蚀是否会造成影响,基于风城组储层典型碱盐矿组成特点,模拟不同配液水对储层盐矿溶蚀影响,构 建了一套耐温（120 ℃）、抗高盐（30×10⁴mg/L）免配聚合物交联压裂液体系,并进行现场试验。结果表明：高盐水 较自来水对典型模拟盐的抑溶率达到60%以上;以悬浮基疏水缔合聚合物溶液“链间缠结+缔合作用+盐效应”协 同作用实现增稠剂速溶、高效增黏,并与多元络合离子为核心的有机硼锆铝缓交联剂以化学交联原理形成了耐 温耐高盐的免配交联压裂液体系,最优配方为1.8%稠化剂GAF-TE+0.4%交联剂JL-3+0.3%增效剂GF15B + 0.04%破胶剂APS,在120 ℃、170 s^-1下剪切1 h 后的黏度大于100 mPa·s,具有良好的悬砂和携砂能力。现场M 井压裂施工3 层,成功率为100%,压后顺利完成试油,最高日产油4.4 m³。采用高盐压裂液体系在抑制储层溶蚀 减缓地层压降快具有一定效果。     

柳杨堡气田高温有机硼交联剂的优选与评价

柳杨堡气田地层温度高、气藏埋藏深,具有低孔特低渗微细孔喉特点,对于压裂液耐温耐剪切。为此,优选了一种高温有机硼交联剂。分析了基液pH值、交联温度、交联比对交联时间的影响,为该交联剂应用提供了数据支持。利用优选的高温有机硼交联剂配制成压裂液具有耐温耐剪切性好(130℃,170 s~(-1)剪切120 min后黏度仍可达到160 mPa·s)、延迟交联时间可调(交联时间150～180 s)、破胶彻底、残渣少、对储层伤害小的优点,可以满足深层高温储层压裂施工需要。该交联剂用于柳杨堡气田现场试验3井次11段,成功率100%,取得了良好的压裂效果。