压裂用稠化剂耐高温性能研究

压裂液在水力压裂施工作业中起着传递压力、形成地层裂缝、携带支撑剂深入人工裂缝以及压裂完成后,化学分解或破胶到低黏度,保证大部分压裂液返排到地面以净化裂缝的作用。其性能好坏是关系到压裂施工的成败和影响压后增产效果的一个重要因素,现有的高温压裂液体系已经无法满足大庆油田松辽盆地深度埋藏天然气储层增产改造需要。笔者通过热分析实验分析了羟丙基胍胶压裂液高温降解的原因,并确定了系列提高稠化剂耐高温性能的技术对策,重点论述了通过羟丙基瓜胶和聚丙烯酰胺复合来提高稠化剂体系耐高温性能的方法,成为200℃超高温压裂液的研究的主要技术路线之一,为满足大庆油田松辽盆地深部埋藏高温气藏增产改造的需要提供依据。     

耐高温水基压裂液研究进展

随着勘探技术的发展,油气勘探向纵深发展,而越往深井发展地层温度越高,国内外对高温油藏的开发愈加重视。水基压裂液由于其施工方便、价格低廉以及性能优异等优点,一直是应用最为普遍的压裂液。但早期压裂液的耐温性能较差,无法满足高温油藏的压裂施工需求。因此开发可用于耐高温油气藏的水基压裂液具有重要的研究价值和实际应用价值。本文介绍了国内外耐高温水基压裂液的研究进展,对于胍胶压裂液,通过提高稠化剂用量,进行稠化剂、交联剂的改性,以提高其耐温性能;耐温清洁压裂液稠化剂类型由早期的阳离子、阴离子型向双子及复合型发展,近年还有学者将纳米体系用于改性表面活性剂;耐温合成聚合物压裂液发展较快,多是通过设计多元共聚物提升耐温能力。对于胍胶压裂液体系,研发满足特高温油藏压裂施工需求的低浓度胍胶压裂液还是今后的主要研究方向。文中指出清洁压裂液体系成本过高,无法大规模使用;合成聚合物压裂液耐温性能好,研究含有支链聚合单体或磺酸基团等的多元共聚物,引入合适的疏水基团作为稠化剂,是合成聚合物的研究方向。     

专利文献

一种高分子表面活性剂压裂液：刘善祥，CN103173202M／2013—06—26 本发明涉及一种油田压裂用高分子表面活性剂压裂液，属于压裂工艺的一种工作液。本发明与VES一样同属于表面活性剂压裂液体系，具有无不溶物、破胶无残渣及对地层伤害小的优点，克服了植物胶压裂液残渣多对地层伤害大的缺点。另外本发明通过加长FY-01压裂液稠化剂的分子链以及增加特殊官能团等方式，克服了VES不耐高温的缺点。本发明主要用于油田压裂工艺，也可以用于压裂防砂工艺。     

深层低渗透油藏高温复合压裂体系配方的研究及应用

随着油田的逐步开发,水力压裂在低渗透油气田增产中起到越来越重要的作用,压裂液的性能要求也逐步提高。主要针对压裂液体系的抗温抗剪切能力研制出了以2 500万聚丙烯酰胺和羟丙基瓜胶复配作为稠化剂,复合有机硼锆作为交联剂的压裂液体系。通过对该体系进行了室内性能评价,结果表明符合行业相关标准。最后,根据现场实际应用表明所研制的抗高温压裂液体系能够满足高温低渗透油藏的改造增产要求,具有良好的应用前景。     

低伤害酸性压裂液的制备及性能测试

针对碱敏、高温、低渗地层,制备出了一种酸性交联的低伤害超支化压裂液体系。通过室内实验,确定了适合120¹40℃井的高温配方:0.4%140℃井的高温配方:0.4%⁰.6%超支化分子稠化剂+0.3%0.6%超支化分子稠化剂+0.3%⁰.6%交联剂+0.5%助排剂+0.5%粘土稳定剂+过硫酸铵,并对其进行了性能评价,结果表明,该压裂液体系具有良好的抗剪切性能、携砂性能,并具有破胶后无残渣、表面张力低、对地层伤害低等优点,可以满足储层改造工艺设计要求。     

适合超深气井用的超高温复合型压裂液研究

为满足大庆油田深层气井压裂改造需要,研制了适合超高温压裂的羟丙基胍胶(HPG)/聚丙烯酰胺(PAM)复合稠化剂,并测试出聚丙烯酰胺和羟丙基胍胶复合物最优质量比为2/3。通过选择羟丙基胍胶和聚丙烯酰胺复合物作为稠化剂,利用聚丙烯酰胺与胍胶高分子形成梯形聚合物提高稠化剂在高温时的稳定性,从而将压裂液使用温度的上限提高到200℃,同时,评价了复合稠化剂压裂液高温流变性和破胶性能,使用羟丙基胍胶/聚丙烯酰胺复合稠化剂作为稠化剂制备压裂液,在200℃、170s-1剪切条件下连续剪切120min,压裂液的粘度保持在50mPa·s以上,可以满足大庆油田深部埋藏高温气藏增产改造的需求。     

高温海水基压裂液研究与开发进展

随着压裂研究方向的深入和作业方向的多元化,应用海水进行海上压裂是压裂技术发展趋势下的必然要求。与此同时,研究与开发适宜于海上油气藏的高温海水基压裂液,是降低压裂施工成本,提高施工效率和满足压裂增产的关键。国内外在高温海水基压裂液的研究中,主要研究了天然聚合物压裂液、黏弹性表面活性剂压裂液和合成聚合物压裂液三大方面。天然聚合物压裂液由于受酸碱性和高温的影响,超过160℃时耐温耐剪切性能明显不足。黏弹性表面活性剂由于耐温性能较差,限制了在高温海水基压裂液中的应用。合成聚合物由于分子量和改性基团的可控性,展现了较好的应用前景。研究与开发速溶耐温耐盐型的聚合物稠化剂以及高温海水基压裂液体系,是高温海水基压裂液的重要研究方向。     

CO_2泡沫清洁缔合压裂液研究及现场应用

在低渗特低渗或致密的低压敏感性气藏的压裂改造中,施工后仅依靠地层能量将压裂液举升至地面十分困难,并且很难有效提高产量。过去泡沫压裂液使用的稠化剂通常是胍胶或清洁表面活性剂,考虑到残渣伤害及经济因素,本文研究了CO_2泡沫清洁缔合压裂液体系。稠化剂无水不溶物、低残渣;交联延迟时间可控,具有良好的流变性能及携砂性能;起泡剂起泡效率高,半衰期长,较低的表界面张力,有利于压裂液返排。现场实施3口井,平均达到苏里格地区直井平均单井产量的2倍,该压裂液体系伤害较小,达到了快速助排、增产稳产的目的,为该类储层压裂改造提高单井产能提供了有力的技术支撑。     

X区块低浓度压裂液体系研究与应用

随着勘探开发的不断进行,石油天然气资源不断被开采,为了进一步的增加采收率,国外首先推出了压裂技术,我国压裂技术虽然起步较晚,但是经过这么多年的发展也取得了很大的收获。本论文主要就X区块两口井进行研究,研究了低浓度压裂液体系性能并与2井进行压裂效果对比,结果显示该体系具有较好的压裂效果,值得在该地区进一步的推广应用。     

压裂液各因素对污水处理的影响研究

压裂技术在油田开发中增产作用十分明显,在油田开发中普遍采用。但该技术的应用使未返出的压裂液随着采出液进入污水处理系统,严重影响了污水的处理效果。为此,使用不同ρ(胍胶)、ρ(助排剂)、ρ(防膨剂)的模拟污水,以PAC为絮凝剂,研究分析了压裂液中各成分对于污水絮凝的影响机理、影响程度和规律。影响程度次序:助排剂稠化剂胍胶防膨剂。助排剂影响程度最大,ρ(助排剂)=50mg/L时就严重影响絮凝效果。稠化剂胍胶能增大水中含油量,也是水中悬浮物的重要来源。     

新型清洁压裂液性能评价

随着高深井作业对压裂液耐温耐剪切及流变性要求的提高和胍胶成本的升高,急需廉价且性能好的无机高分子稠化剂替代原有胍胶。本文通过对高分子稠化剂XH系列清洁压裂液的流变性、粘弹性、滤失性、静态伤害、残渣含量等多方面室内测试评价,结果表明该新型压裂液不但具有优良的耐温耐剪切性、低残渣含量、良好的破胶性能,还具有优良的携砂和助排能力,满足深井高温压裂作业要求。     

耐高温羧甲基胍胶压裂液性能及应用（英文）

冀东油田西部探区山2主要为致密气藏，储层致密且温度高，孔渗较差，只有通过压裂改造才能见产。常规胍胶压裂液的耐高温性能差且容易对地层产生二次伤害。为解决此问题，基于螯合作用机理研制出了一种耐高温羧甲基胍胶压裂液，并对其快速增黏性、黏弹性、耐高温耐剪切性能以及对地层伤害性等进行详细研究。结果表明，耐高温羧甲基胍胶压裂液在4 min内黏度可达51 mPa·s，耐温能力可达130～180℃，破胶液的黏度小于1.5 mPa·s，能够满足目的层施工要求。最后，针对现场部分低产低效井，采用研制的羧甲基胍胶清洁压裂技术，实现了清洁压裂低伤害，堵老缝开新缝，增加改造体积，低产井产量增加了3～5倍，为西部探区持续稳产奠定了技术支撑。     

Frac-H型清洁高温压裂液性能评价研究

根据鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造带低孔、低渗、低压特点,优化形成了低残渣、低伤害的高温井Frac-H型压裂液配方。为了评价Frac-H型压裂液的性能,本文通过测试压裂液的粘度、抗剪切、悬砂、破胶、防膨效果、残渣含量与静态滤失七项性能,可知其Frac-H型压裂液抗剪切能力强、悬砂性能好、残渣含量低、防膨性能好,可减小储层水敏性伤害、高温体系滤失系数低、破胶迅速,便于压后返排,降低液体对储层伤害。同时对压裂液进行了现场研究,通过X40、X1125-1、X1059-3三口井的压裂施工、压后效果评价,可得出压裂液适应于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造储层,压裂施工顺利,压裂成功率高。     

低滤失液体系完善与降滤失工艺研究

针对于缝洞型碳酸盐岩储层,酸化压裂改造工艺已经成为重要的增储上产措施。而压裂液的滤失,极大的影响了酸化压裂的整体效果。进一步优化和完善酸化压裂注入液体系,对提高酸化压裂效果显得更为重要。通过调整稠化剂及交联剂分子结构以及优化体系配方,解决了交联酸酸液体系稳定性问题,实现深度酸压提供技术保障。分析了硅粉、淀粉和分散液三种暂堵降滤失剂的优缺点,提出了暂堵降滤失剂物理、和化学要求,采用可降解合成高分子颗粒材料将达到良好暂堵滤失效果。并结合研究区碳酸盐岩储层温度特点及压裂工艺的需求,通过现场试验,完成了120~160℃高温压裂液配方体系。     

一种高分子表面活性剂压裂液体系的研制

随着油田低渗储层的开发,植物胶压裂液残渣多、对地层伤害大、价格波动大的缺点日益突出;粘弹性表面活性剂压裂液对底层伤害小,但成本高、耐温能力差。针对以上问题合成了一种高分子表面活性剂:FY-01压裂用稠化剂,FY-01压裂用稠化剂与FY-02交联剂复合可以形成高粘度凝胶,用于压裂工艺。     

一种低伤害水基压裂液用改性瓜尔胶的性能评价

目前中国常规的水基压裂液体系用稠化剂羟丙基瓜尔胶水不溶物含量高,对地层伤害大,迫切需要开发一种低残渣含量的新型低伤害压裂液用稠化剂。实验室对压裂液用增稠剂进行了改性,考察了改性稠化剂的耐盐性能、耐酸碱性等特点。该压裂体系与常规压裂体系相比粘度较高、破胶后残渣含量少,对地层伤害小,本研究对低渗透油层的压裂开采具有重要的意义。     

纤维压裂技术在外围薄差储层的应用

针对葡萄花油田外围低渗储层,油层发育条件差,低产低效井逐年增多,常规压裂改造工艺增油效果有限,难以达到外围低渗区块剩余油挖潜的目的,为此,提出可降解纤维压裂技术应用。通过对掺纤维压裂液体系的研究,在压裂液中加入一定比例的可降解纤维,以提高压裂液悬砂性能,使支撑剂主要集中在油层中部,并且整条裂缝均匀铺砂,有效改善裂缝支撑剖面[1]。同时,利用纤维+基液+支撑剂的携砂液在主裂缝内可形成临时桥塞,提高缝内净压差,进而形成多分支缝。该压裂技术提高了砂体的改造程度,可进一步提高压裂改造效果。     

聚合物压裂液性能的影响因素及改进策略

目前国内油田压裂施工所采用的稠化剂天然聚合物和人工合成聚合物体系压裂液,大部分为高分子聚合物,这种压裂液具有抗剪切性好、热稳定性好、水不溶物和破胶残渣含量较低、控制滤失能力强等诸多优点。然而也存在很多不足,本文将针对聚合物压裂液性能的影响因素及改进策略进行研究。     

自生热增能压裂工艺技术在七里村采油厂的应用

本课题针对延长油田油层特点,拟从油层保护和油藏整体改造出发,提出了一种采用化学工艺方法进行的自生热压裂技术。通过理论及其在实验室对自生热及压裂液体系进行筛选及性能评价,优选出适于该油气藏地质特征的增能压裂体系配方,针对低渗透油藏的地质特点,研究地层水与压裂液性能的配伍性,结合现场试验,制定出最佳的自生热压裂技术工艺,最后开发一种适合延长油田低渗透、超低渗透油藏高效增产的自生热压裂工艺技术,以提高该厂单井原油产量,从而增大区块的原油采收率。     

油田水配制清洁压裂液的研究及应用

采用改性长链烷基季铵盐类表面活性剂与有机盐复配,研制出一种新型压裂液体系,可适用于油田水配置清洁压裂液。研究结果表明,该体系稠化剂浓度一般为1.0%~1.5%,有机盐浓度为0.2%~0.5%,可适用10~80℃地层,稳定性好,悬砂性能优于瓜胶压裂液体系,原油对其体系破胶效果良好,岩芯伤害率为5.26%,与地层水混合无沉淀、无絮凝,配伍性良好。使用油田水配置清洁压裂液,配液简单、药剂种类少,取得了良好的增产效果。不仅解决了陕北地区严重缺水的问题,还减少了污水排放,具有良好的应用前景和推广价值。