超深井压裂液体系研究与应用

针对塔里木DH油田超深井、高温、低渗透储层和注水井特点,提出了对压裂液性能的要求,优选了与超深井压裂相适应的有机硼交联改性瓜尔胶压裂液体系的配方和添加剂。介绍了塔里木高温深井压裂液的应用情况,分析讨论了该压裂液控制延迟交联,降低摩阻,优化配方,改善流变性能,以及低伤害特性等。现场应用表明,有机硼交联改性瓜尔胶压裂液具有低摩阻、流变性能好、携砂能力强、破胶彻底、低伤害等特点,满足了井深5850m以上超深井压裂施工的要求。     

压裂用有机硼络合交联剂

提出了一种用于改善硼冻胶压裂液性能的有机硼交联新体系。分析了有机硼冻胶压裂液交联机理,研完了溶液pH值对其延迟交联作用的影响。室内研完结果表明,BCL—61有机硼新型压裂液具有良好的综合性能,在控制交联速度、耐温、抗剪切及滤失性能诸方面,均比无机硼体系优越;比有机钛、有机锆及其它有机硼压裂液,在延迟交联、破胶性能及残渣含量等方面,也具有更好的优势。     

宝浪油田低伤害压裂液配方优化研究

分析了宝浪油田储层对压裂液的基本要求,优化了稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂等添加剂,确定了适合宝浪油田的压裂液配方,并进行了性能评价.该压裂液具有良好的耐温、耐剪切和延迟交联特性,携砂能力强,破胶彻底,伤害低,能够适合80～110 ℃地层压裂施工的需要,在B205井压裂现场试验取得成功.     

压裂液延迟交联与快速破胶技术

针对压裂液伤害地层的问题，通过对压裂液延迟交联与快速破胶技术的研究试验，研制出了时间延迟交联剂和温度延迟交联剂．确定了压裂液在不同温度和不同时间内破胶时需要破胶剂的用量。结果表明．压裂液交联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。为减少压裂液对地层的伤害，破胶剂加量应根据施工时问与裂缝中压裂液温度情况，使压裂液的破胶时间与施工时间相一致，既能保证压裂液的造缝与携砂能力，又能使压裂液在施工结束后快速破胶、水化返排。现场应用表明，压裂液具有摩阻低、抗剪切性能好、造缝与携砂能力强。对地层伤害小的优点．满足了现场施工的需要，提高了油井(特别是深井)压裂施工的成功率。在华北冀中对井深3400～3800m的油井压裂施工9口，平均砂比为29．3％，成功率为100％。     

有机硼交联压裂液在高温深井中的应用

针对胜利油田大北52断块深井高温油藏特点和压裂工艺要求,分析了压裂液选择的依据,筛选出了适合该油藏特征的有机硼交联压裂液体系。重点讨论了压裂液流变试验条件的选择、降阻性能、携砂能力和保护储层技术。室内试验和现场应用表明,该有机硼压裂液具有延迟交联、摩阻低、良好的耐温耐剪切性能、携砂能力强、易破胶、储层伤害小等优点,满足了深井高温压裂工艺的需要。     

钛交联植物胶高温压裂液的关键性能

本文介绍了钛交联植物胶高温压裂液体系的关键性能即耐温能力、破胶及对地层和裂缝的伤害的实验研究结果。     

低浓度羟丙基瓜尔胶压裂液体系的研究

为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,进一步提高压裂液效果,降低压裂成本,开发了满足低渗透储层压裂需要的低质量分数、低残渣、低伤害的胍胶压裂液体系。该压裂液体系胍胶浓度为0.35%,交联剂用量为0.50%,破胶后残渣为144 mg/L,破胶剂用量为0.008%,破胶时间为3 h,与常规胍胶体系相比破胶残渣下降率为51.52%,起泡剂、黏土稳定剂、助排剂用量均为0.50%,温度稳定剂为0.10%。流变等研究分析结果表明该体系具有良好的抗温抗剪切能力,当温度达到140℃时黏度大于100 m Pa·s,在170 s~(-1)剪切90 min后黏度大于80 m Pa·s。通过对岩心伤害率与静态滤失进行研究发现伤害率下降均大于50%,静态滤失较小,有利于降低对储层的伤害。     

高温合成聚合物压裂液体系研究

根据高温低渗储层压裂改造对压裂液性能的要求,从聚合物分子结构分析入手,以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、2-丙烯酰胺基,2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,合成新型耐高温聚合物,并对其性能进行了评价。实验结果表明,剪切3 h后,压裂液黏度降低1.4 mPa.s,剪切稳定性良好,并且剪切恢复性较好。随着温度的增加,压裂液交联时间逐渐缩短。该压裂液耐温可达170℃。在60℃时,聚合物压裂液破胶困难,可以通过提高破胶剂加量以提高压裂液破胶效果。聚合物压裂液的残渣率为0.83%,对岩心的伤害率为16.7%,对支撑裂缝导流能力的伤害小于植物胶压裂液。适合高温低渗储层的压裂改造。     

醇基压裂液在深层低渗油藏压裂改造中的应用

针对深层低渗储层特点和压裂工艺要求,开发了醇基压裂液体系,并对其性能进行了评价。室内试验结果表明,醇基压裂液具有良好的耐温能力,耐温达208℃。与水基压裂液相比,相同条件下醇基压裂液耐剪切能力明显提高,能够实现延迟交联,滤失系数小。在破胶剂EB-1的作用下,醇基压裂液破胶化水彻底,破胶液具有更低的表面张力和界面张力,返排效果好,对岩心伤害率仅为19．4％。10余井次的现场应用表明,醇基压裂液能够满足深井低渗储层压裂施工要求。     

大规模体积压裂过程中压裂液性能表征方法研究

针对SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》压裂液性能评价标准未能模拟大规模体积压裂过程中压裂液剪切历史,尤其缺少过炮眼高速剪切对压裂液性能影响的重要环节,项目开展模拟体积压裂施工全过程压裂液体系性能测试方法探索性研究。参照现场实际施工排量,模拟压裂液流经管柱、炮眼和裂缝不同阶段的剪切历史,同时,以压裂液破胶低伤害为前提进行破胶剂量优化,在此基础上进行压裂液流变性能测试,保证压裂液满足施工过程具备携砂性能和施工结束后一段时间内完全破胶的双重要求;采用透明平行板模型,考察使用条件下压裂液动态携砂性能,测试结果为大规模体积压裂“全裂缝支撑”提供设计依据。新方法测试结果表明,复合交联瓜胶压裂液体系和交联聚合物压裂液体系通过高速炮眼后黏度损失较大;乳液缔合型压裂液体系对破胶剂敏感,在满足破胶低伤害的前提下,动态携砂性能难以满足裂缝远端支撑剂铺置要求;低浓度瓜胶压裂液体系添加优化用量破胶剂,体系在施工排量下动态携砂性能良好,满足裂缝远端支撑剂铺置的技术目标。      

小眼井压裂液的延迟交联技术

根据小眼井的特点和技术要求,研制了可控制交联时间的延迟交联剂DCL-KB,该剂是硼与特殊的配位络合体在常温下合成的,比普通硼砂分子大得多的络合物。对DCL-KB的耐温性、剪切恢复性、破胶性、携砂等性能进行了评价。结果表明,DCL_KB交联剂耐温耐剪切性能好,调节加量和胶液的pH值,可改变延迟交联时间。以DCL-KB为主剂的压裂液耐温耐剪切性能好、滤失量小、破胶快速彻底,而且具有良好剪切恢复能力,可满足小眼井压裂的需要。     

适用于强水敏性地层的柴油冻胶压裂液

介绍了一种适用于强水敏性地层的新型柴油冻胶压裂液体系。该体系以新合成的磷酸酯作稠化剂、含活性剂的铝盐作交联剂,以醋酸钠作破胶剂,分析了该柴油冻胶压裂液砷交联机理。研究了柴油冻胶压裂液的交联能力、耐温能力、耐温耐剪切性、破胶性、滤失性等性能。实验结果表明,该柴油冻胶压裂液适用于强水敏油气层、低压低渗透油气藏。     

XGM压裂液改善注水量的研究

针对塔里木超深油藏和压裂增注施工的特点,研究和选定了以香豆胶XD稠化剂、GCL锆硼复合交联剂、MS-5降滤失剂为主要添加剂的XGM压裂液。室内试验结果表明,XGM压裂液具有摩阻低、延迟交联、易破胶、热稳定性及耐剪切性强等特点。超深注水井压裂施工表明,该压裂液改善了注水量,且成本低,便于推广。     

水基植物胶压裂液用交联剂类型及性能

介绍了水基植物胶压裂液所用各种交联剂的交联机理,评价了交联剂的耐温性、抗剪切性、延迟交联特性、滤失性、破胶化水性能及岩心渗透率伤害性。不同类型的交联剂适用于不同温度、不同条件的油藏。有机硼和有机硼锆交联剂在高温地层中应用性能优于硼砂和有机过渡金属交联剂。     

香豆胶水基压裂液研究与应用

介绍了香豆胶化学组成和分子结构、香豆胶稠化剂主要性能、香豆胶压裂液组成和主要特性以及香豆胶压裂液在高温、超深井的现场应用情况.室内研究和现场应用表明,香豆胶性能优异、水不溶物低、增粘能力强、易交联、成本低,形成的水基冻胶粘度高、摩阻低、残渣少,可满足高温、深井油藏和复杂压裂工艺的要求。     

压裂液优化设计与应用技术

压裂开发和区块整体压裂要求压裂液在低成本投入下,既能满足油藏特点和工艺技术要求,又能最大限度地减少压裂液对支撑裂缝导流能力的影响。介绍了压裂液优化设计技术,即压裂液及其添加剂优选、压裂过程的温度场计算、压裂液植物胶分散水合及充分增粘、压裂液变组分配方性能优化等。该技术是将同一口井的压裂液根据需要设计成不同阶段、不同组分,精确控制各种添加剂的加入使压裂液性能达到优化。室内实验结果表明,相同条件的压裂液,常规使用和按压裂液优化设计变化组分使用岩心的动态滤失伤害可由40％降到14％。该项技术在吐哈鄯善油田整体重复压裂中应用成功,效益显著。     

BCG-1深井加重清洁压裂液体系

对于埋藏深、低渗透和温度高的储层进行压裂改造施工时,抗高温硼交联改性瓜胶压裂液体系存在摩阻高、残渣不能消除的问题。在实验室中合成了一种具有一定水解度的以丙烯酰胺和离子功能单体为主链的聚合物压裂液稠化剂,通过对添加剂进行优选,形成了一种BCG-1加重清洁压裂液体系。室内实验结果表明:BCG-1加重压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性,在160℃、170 s-1条件下剪切120 min,压裂液黏度保持在57 mPa·s以上,且该压裂液配方实验重复性好。用自行设计并研制的多功能流动回路摩阻测试仪对BCG-1加重压裂液进行摩阻测试,实验采用8 mm测试管径,测试数据显示,体系增效剂ZJFA-1具有很好的降低BCG-1压裂液体系摩阻的特性;NaNO₃加重剂对该体系摩阻性能基本无影响;体系破胶性能好,破胶液黏度小于21 mPa·s,残渣含量小于5 mg/L,具备清洁压裂液的特性。      

磁化田菁胶压裂液研究

磁化处理可使压裂液的一些性质发生改变。本文考察了磁化条件对田菁胶压裂液性能的影响，介绍了用磁化压裂液进行现场压裂试验的结果。磁化压裂液具有良好的性能，磁化压裂液的田菁胶含量可低于不磁化压裂液。     

高pH值XD、ZW—1硼冻胶压裂液研究与应用

将硼冻胶压裂液作为粘弹体处理,通过对高pH值XD、ZW—1硼冻胶压裂液的流变性、支撑剂输送能力、动态滤失和支撑剂填充带的渗透率保持能力的研究与试验,表明了该压裂液具有粘弹性能好、支撑剂输送能力强和对支撑剂填充带渗透性伤害率低等特点,在现场应用中取得了较好的效果。