低浓度羟丙基胍胶压裂液在苏里格气田的应用

针对苏里格气田低孔、低渗透储层压裂增产改造的需要,在优化胍胶、交联剂和压裂液中其他助剂的类型并降低使用浓度的基础上,开发出一种新型低浓度羟丙基胍胶压裂液体系,并与常规羟丙基胍胶压裂液进行对比分析。结果表明:低浓度羟丙基胍胶压裂液体系的压裂液破胶液残渣含量为290 mg/L,不到常规浓度羟丙基胍胶压裂液残渣含量的2/3;低浓度羟丙基胍胶压裂液体系增稠效率高,携砂性能佳。截至2012年底,低浓度羟丙基胍胶压裂液体系在苏里格气田的3口直井和1口水平井上得到了成功应用。直井平均单井产气量为1.756 8×104 m3/d,相比采用常规压裂工艺的邻井产气量1.409 8×104 m3/d,增产效果明显。     

可回收胍胶压裂液用缓释酸破胶剂的研制

为了尽可能降低羟丙基胍胶压裂液的使用成本,研发新型压裂液添加剂以及开展羟丙基胍胶压裂液的回收利用意义重大。本文采用廉价的原料研制出了一种固体缓释酸型破胶剂,由于其在较高温度下可以缓慢释放出酸性物质,该破胶剂可以在一定条件下替代常规的胶囊破胶剂进行使用。同时由于其非氧化性破胶机理,可以实现羟丙基胍胶的非降解性破胶,在此条件下的返排液经过处理后可以重复使用。这为实现羟丙基胍胶的重复利用提供了可能。     

油田压裂用羟丙基胍胶的合成及性能评价

主要介绍了油田用羟丙基胍胶实验室制备方法。考察了胍胶含量对压裂液中水不溶物含量的影响,交联剂对胍胶压裂液粘度的影响,羟丙基胍胶压裂液耐温耐盐性。结果表明,羟丙基胍胶压裂液中水不溶物含量小于原粉胍胶压裂液水不溶物含量的1／2;交联剂的加入有利于提高羟丙基胍胶压裂液粘度;羟丙基胍胶压裂液耐温性不很理想;耐盐性明显好于原粉胍胶压裂液。     

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%。     

页岩油储层改造用压裂液体系的研究及应用

根据江汉油田页岩油藏具有低~中孔隙度、低一特低渗透率、地质构造复杂、敏感性强等非常规油藏的特征,室内研制了羧甲基羟丙基胍胶低伤害压裂液体系,评价了羧甲基羟丙基胍胶压裂液的溶胀性能、耐温抗剪切性能、破胶性能和对储层的伤害性能,以及无机盐离子对基液黏度的影响。实验结果表明,该压裂液的使用浓度为胍胶压裂液使用浓度的1/2时即可满足压裂施工的携砂要求,并且破胶后残渣含量低,降低了对储层的伤害,在潜页X井大规模压裂施工中应用成功。     

深层致密砂岩气藏中高温压裂液开发及应用

通过综合考虑深层致密砂岩气藏特征和压裂工艺的要求,优化形成2套耐高温、低伤害、低摩阻压裂液体系。(1)低伤害聚合物压裂液体系,基液配方为0.50%～0.55%稠化剂SSF-C+0.10%交联剂SSF-CB+1%KCl,170s~(-1)、140℃下剪切120min后表观黏度为50～65mPa.s;120℃下1h后的破胶液黏度2.67mPa·s;压裂液破胶液对储层岩心的伤害率为10.25%。(2)羧甲基羟丙基胍胶压裂液体系,基液配方为0.40%CMHPG(羧甲基羟丙基胍胶)+0.35%高温增效剂(硫代硫酸盐)+0.3%助排剂(氟碳表面活性剂)+0.02%消泡剂(有机硅)+0.1%杀菌剂(甲醛)+0.3%粘土稳定剂(低分子阳离子季铵盐)+pH调节剂(碳酸钠、氢氧化钠),经实验测定,压裂液基液黏度66mPa·s,pH值9.5～10.8,交联时间1～5min;压裂液在170s~(-1)、140℃下剪切120min后表观黏度大于100mPa·s;130℃下1h后的破胶液黏度3.55mPa·s;压裂液破胶液对储层岩心的伤害率为28.29%。现场应用表明:该压裂液体系对储层的适应性好,摩阻低,降阻率为65%～75%。     

多元改性速溶胍胶压裂液研究与应用

为克服传统胍胶压裂液溶胀速度慢、现场配制时间长、破胶后残渣含量高等缺点,研制了一种多元改性速溶胍胶压裂液.在清水中加入一定量的羧甲基和羟丙基双改性胍胶及杀菌剂、黏土稳定剂、交联剂等处理剂,配制得到多元改性速溶胍胶压裂液.室内试验表明,该压裂液溶胀速率快,1 min溶胀率已达到3 min溶胀率的94.7%,溶胀速度较羟丙基速溶胍胶压裂液提高了18.75%;水不溶物含量极少,较羟丙基速溶胍胶压裂液降低了88.46%;破胶后的残渣含量降低超过71.0%,对支撑剂导流能力的伤害降低了62.0%,对岩心渗透率的伤害降低了53.8%,其综合性能达到现场施工要求.现场应用表明,多元速溶改性胍胶压裂液能够满足大规模水平井压裂施工的要求,并能为低渗透、特低渗透储层的有效开发提供技术支撑.      

低伤害压裂液在苏里格气田东区水平井的应用

2010年,苏里格气田东区开始水平井开发试验,由于储层地质条件差,对伤害更为敏感,且多段改造沿用中、西区的常规羟丙基压裂液体系,裂缝和储层伤害大、压后返排困难,压后测试平均无阻流量仅为3.88×104m3/d,改造效果十分不理想。2011年,在前期大量室内研究和现场试验的基础上,分别应用羧甲基胍胶压裂液体系、低浓度羟丙基胍胶压裂液体系、阴离子表面活性剂压裂液体系等三种低伤害压裂液体系开展了8口水平井压裂试验,现场施工顺利,压后返排快,测试平均无阻流量31.63×104m3/d,增产效果明显。低伤害压裂液的试验成功为苏里格气田东区水平井储层改造开辟了新的方向,为苏里格气田增产增效奠定了基础。     

新型低损害植物胶压裂液及其在低渗透储层中的应用

为了满足大庆油田低渗透储层压裂增产改造的需要,开发了一种新型低损害植物胶压裂液。室内实验和现场应用结果表明,与目前广泛使用的羟丙基瓜尔胶压裂液相比较,新型低损害植物胶压裂液具有聚合物浓度低、破胶液残渣含量少、对地层和裂缝导流能力损害低、成本低、增产效果显著等诸多优点。新型压裂液中高分子聚合物的分子量和化学结构与羟丙基瓜尔胶不同,因而其性能有明显优势。     

压裂返排液电催化氧化解交联降黏分析*

为了研究电催化氧化技术处理压裂返排液中的主要有机物羟丙基胍胶降黏机理,考察了处理条件如处理时间、处理温度、电流密度等对模拟羟丙基胍胶基压裂返排液黏度、硼赋存形态的影响,以及通过极板电子交换的直接氧化与电化学过程生成的活性氧化物的间接氧化对羟丙基胍胶降解的影响。研究表明,羟丙基胍胶压裂返排液的降黏率随电催化氧化处理时间延长、温度的升高、电流密度的增加、Cl-浓度增加而提高,研究得到最佳处理条件:时间>100 min、温度>25℃、电流密度≥70 A/m²、[Cl^-]≥4855 mg/L;电催化氧化降解过程中间接氧化与直接氧化共同起作用。压裂返排液在降黏的同时可以解交联并释放出交联的硼。     

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针对川西浅层J₃p气藏的低温和低压地质特征和地层返排能量有限、压裂液返排速度低、排液不彻底等诸多难点，以及施工过程中，压裂液滤失量大，储层水敏性粘土矿物含量高（水敏性强）等问题，文章提出对胍胶进行改性处理，并将生热体系引入到改性胍胶压裂液体系中，形成新型低伤害压裂液体系。通过对TC9 2A新型低伤害压裂液的粘度特征、流变特征、滤失、悬砂、增压、升温、助排以及对油藏岩心伤害等室内评价和龙72井的现场应用，结果表明该新型低伤害压裂液不但具有自动增压、降低井筒液柱密度、表面张力低、破胶彻底、破胶液的粘度低等优点，还具有优良的携砂和助排能力，在改造低压、低渗透油气藏具有明显优势。     

超低浓度胍胶压裂液在苏里格气田的应用研究

苏里格气田苏７７区块泥质含量高、压力系数低、储层物性差、层薄、砂泥岩互分布。为有效控制和降低压裂液对储层的伤害,进一步提高压裂效果,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、低伤害的超低浓度胍胶压裂液配方体系。室内性能评价结果表明,该体系能有效降低胍胶质量分数,大幅度降低压裂液残渣含量,岩心伤害程度明显降低,具有优良的防膨、起泡、助排及降滤失性能。２０１２年在苏７７区块试验应用了２０口井,施工成功率达９８．０％。对比同区块物性相近储层的７口井,平均日产气比常规羟丙基胍胶压裂 液有了显著的提高,取得了较好的增产效果和经济效益,值得推广应用。     

快速水合胍胶压裂液的研究与应用

为满足水平井体积压裂技术中连续混配作业要求,并缓解常规羟丙基胍胶原料供给压力,开展快速水合胍胶压裂液体系的研究。探索对胍胶原粉进行细度分级和表面处理,使其能够快速分散水合,替代常规羟丙基胍胶,为水平井体积压裂的压裂液体系提供一种新的路径。本文优选配套杀菌剂,压裂液基液72 h稳定性提高70%;制备配套交联剂,有效降低稠化剂浓度,解决基液黏度高、冻胶交联速度快、残渣含量高等问题,改善混砂状态、施工摩阻和储层伤害。研究结果表明,快速水合胍胶压裂液的3 min溶胀率大于90%,72 h基液黏度保持率85%以上,交联时间30～180s,在120 ℃、170 s~(-1)剪切1h后的黏度达200 mPa·s,破胶后残渣含量小于400 mg·L~(-1),可适用于30～120 ℃储层的压裂作业。已在新疆油田开展5口水平井连续混配现场试验,施工及生产效果良好。     

醇基压裂液的研究与应用

以低分子醇类配制的醇基压裂液,应用于低渗透致密气藏可促进返排,有效解除水锁,增加气井产量。分析了低分子醇类对羟丙基胍胶分子(HPG)溶胀及交联的影响机理,研制了专用增溶剂和交联促进剂,实现了HPG配制醇基压裂液,醇含量可达20%(w),性能优良。该体系在JN气田致密砂岩储层成功应用,效果明显优于同类储层邻井。     

一种新型水溶性压裂液杀菌黏度稳定剂在延长油田的应用

延长油田在配制羟丙基胍尔胶水基压裂液时,曾使用1227(十二烷基二甲基苄基氯化铵)、戊二醛等作为杀菌剂,都不能很好地控制压裂液的腐败变质问题。文章所介绍的压裂液杀菌剂FY-SJ,是一种以多羟基重氮衍生物DS-BACT为主成分,并辅之于稳定剂的水溶性产品,无色、无味、安全。与1227和戊二醛对比,具有稳定性、配伍性、杀菌效果好的特点,并对羟丙基胍尔胶水溶液黏度损失小(<10%),可使有机硼的用量减少30%。以0.38%羟丙基胍尔胶+0.3%助排剂+0.3%黏土稳定剂+0.1%FY-SJ杀菌剂+0.3%有机硼交联剂配成压裂液冻胶,耐温性可达到85℃,破胶彻底,且配制、使用简便,保质时间长,已在延长油田某采油厂投入现场应用,效果明显。     

纳米二氧化硅交联剂的合成及其交联形成羟丙基胍胶压裂液的性能研究

利用Stber法制备了单分散二氧化硅颗粒,对纳米二氧化硅表面进行化学修饰,合成了新型纳米二氧化硅有机硼交联剂。对合成的纳米交联剂的性能进行了评价,并对其交联的低浓度羟丙基胍胶压裂液的延迟交联性能、耐温耐剪切性能、破胶性能、滤失性能等进行了研究。纳米二氧化硅交联剂交联的0.25%羟丙基胍胶压裂液,随着交联比变化,延迟交联时间在80~130s可调,并且耐温性能最高可达120℃。证明通过简单方法合成的纳米二氧化硅交联剂具有优良的性能,可有效交联低浓度羟丙基胍胶压裂液。     

深部煤层气井胍胶返排液回用处理技术优化及应用

以胍胶为代表的水基压裂液广泛应用于深部煤层气开发，在获得高产的同时也产生大量的压裂返排液，因此开展胍胶压裂返排液回用处理技术优化、不断提高返排液的回用率具有重要意义。为解决胍胶压裂返排液回用处理存在的破胶不彻底、有害离子去除难等技术难题，通过破胶参数优化实验，分析添加剂对破胶的影响，并采用光谱分析和响应曲面法(RSM),探索胍胶压裂液在深部煤层气井高温环境及返排过程中的破胶机理和最佳工艺条件，从而为胍胶聚合物在地层实现“完全”破胶处理工艺提供理论依据。通过有害离子交互作用实验，并结合冗余分析法(RDA)分析残余在返排液中不同离子间的交互作用，以及对压裂基液配制、压裂液性能的影响，从而获得不同离子对配液回用的影响规律与最佳控制指标。在此基础上，提出胍胶压裂返排液回用处理工艺设计，并在应用中进行验证。结果表明：破胶液的黏度和残渣含量分别与破胶剂浓度、破胶温度和破胶时间符合二次多项式回归模型，在破胶剂浓度为0.03%、破胶温度为91℃、破胶时间为2.9 h时，可获得破胶液黏度和残渣含量最低值，这对指导压裂生产和返排液破胶降黏具有重要指导意义；明确了返排液中B、Al³⁺、...     

可再生低分子量羧甲基羟丙基胍胶体系流变性研究

低相对分子质量胍胶压裂液正成为一种新型清洁压裂液。研究了硼砂交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系再生前后的流变性。考察了硼交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系的影响因素．研究了再生前后凝胶体系的粘度曲线、粘弹性和滞后环．并使用共转Jeffreys模型表征了凝胶体系的流动曲线。结果表明,再生后体系具有良好的粘弹性和剪切变稀特性,再生前后的流变特性基本不变,说明该体系具有良好的可再生性。共转Jeffreys模型可表征凝胶体系的流动曲线,计算值与实验值吻合良好。     

乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排异物成因分析及对策

针对新疆油田准噶尔盆地乌夏断裂带二叠系风城组油藏压裂返排出现返胶和返排异物的情况进行了研究和成因分析。研究发现返排异物为胍胶和无机盐的混合物,返排液碱性强,且富含地层矿物离子。分析原因是由于地层矿物离子极易溶于胍胶冻胶中,导致胍胶压裂液冻胶脱水,溶解的CO2-3,HCO-3增强了压裂液的碱性环境,胍胶基液与地层中的交联离子作用加强了交联结构使得压裂液不能完全破胶。根据返胶及返排异物成因分析,研究开发了酸性疏水缔合聚合物压裂液体系,并现场实施9井次,压后无返胶和返排异物情况出现。     

低浓度胍胶压裂液对裂缝导流能力伤害对比实验研究

随着全球胍胶价格的上涨,低浓度胍胶压裂液在低渗透储层具有良好的应用前景。与常规压裂液体系相比,低浓度胍胶压裂液体系具有低表面张力、低残渣、低伤害、低成本、易返排的优势。通过对比不同体系不同浓度的胍胶压裂液充填裂缝导流能力伤害实验,定量分析各压裂液体系对裂缝导流能力的伤害率,可以直观评价低浓度胍胶压裂液对储层的伤害特点,为低浓度胍胶压裂液优选应用提供重要依据。