国外清洁压裂液的研究进展

粘弹性表面活性剂（VES）基压裂液（又称为清洁压裂液（ClearFRAC)）的使用改变了传统聚合物压裂液对支撑剂的输送方式，可以消除残余聚合物对支撑剂充填层的堵塞，并能提高充填层的导流能力。总结和回顾了目前国内现有压裂液体系及存在的问题，对国外清洁压裂液的研究状况、理论基础、研究进展及井场应用情况进行了综述。井场应用结果及与瓜胶压裂液体系组分对比表明：清洁压裂液性能优于聚合物压裂液，具有高效、低伤害、配制简单的特点。最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。     

高温清洁压裂液在塔河油田的应用

清洁压裂液适用于低渗透储层的压裂,但是耐温性能差.针对塔河油田碎屑岩储层渗透率低、温度高的特点,优选高温清洁压裂液主剂,优化高温清洁压裂液配方,开发一种新的高温清洁压裂液体系,通过实验进行性能评价.结果表明:该压裂液体系耐温达到130℃,优选配方为D2F-AS11(4.0%)+KCl(3.0%)+EDTA(0.2%)+KOH(0.6%),抗剪切性能好,携砂能力强,与地层水混合后即能破胶,对储层的伤害非常低,现场应用增油效果明显.     

高碳链芥酸型清洁压裂液研究

目前常规清洁压裂液主剂多为黏弹性表面活性剂十六(或十八)烷基三甲基氯化铵,该类清洁压裂液的抗温能力较差(一般低于60℃)。基于高碳链芥酸的季铵盐型表面活性剂(JS-VES)具有良好的耐温能力,以JSVES 为主剂研制高碳链芥酸型清洁压裂液,其配方为(质量分数)(0.80%JS-VES+0.68%NaSal+2.60%KCl+ 0.40%Na₂S₂O₃),和常规清洁压裂液体系的性能进行对比。结果表明,高碳链芥酸型清洁压裂液体系(25 ℃、170 s-1)表观黏度为25mPa·s,具有良好的耐剪切性能,在静态悬砂试验中可满足悬砂要求,具有良好的破胶能力(2 mPa·s)和耐温能力(80℃)。     

清洁压裂液体系在探井改造中的适应性及优化设计

以清洁压裂液机理为理论基础,分析清洁压裂液与常规压裂液的不同特点,进行探井应用清洁压裂液的压裂潜力分析,并对清洁压裂液的压裂设计思路进行系统分析,提出提高裂缝的导流能力以减少对储层伤害和大规模造长裂缝是清洁压裂液改造油层效果好坏的关键所在,得出探井改造中清洁压裂液适用的储层条件。通过20余井次现场应用,压后效果比常规液体增加3倍,为进一步提高探井的改造提供新的优选目标。     

一种经济型清洁压裂液室内研究及性能评价

清洁压裂液又称为粘弹性表面活性剂(VES)压裂液,其性能优于聚合物压裂液,具有低伤害、配制简单的特点,压后油气增产效果优于胍胶压裂液,特别适合低渗透储层压裂改造。通过室内试验确定的一种VES压裂液,具有耐温抗剪切性能好,破胶液粘度和界面张力低,清洁无残渣,悬砂性能好,对基质岩心伤害率小等特点,各项指标均符合SY/T6376-2008对表面活性剂类压裂液的要求,且成本远远低于胍胶压裂液。     

煤层气井压裂伤害机理及低伤害压裂液研究

分析压裂液对煤层的伤害机理和液体吸附引起煤基质的伤害程度,总结清洁压裂液和活性水压裂液的性质,并针对这两种压裂液存在的问题提出改进措施.     

无伤害压裂液的研究与应用

压裂液作为外来流体进入地层可能会对地层造成不同程度的伤害,减少压裂液对储层的伤害是提高压裂增产效果的重要前提,也是压裂液发展的方向.对压裂液多年研究的基础上,开发成功了无伤害压裂淮,该压裂液是一种阴离子型清洁压裂液,集粘弹性、抗剪切性、自动破胶性于一体,具有配制简便、使用添加剂种类少、不存在残渣、对储层伤害小等特点.现场试验表明,无伤害压裂液易破胶,施工摩阻低,携砂能力强,可有效地控制缝高,压裂施工后增产效果明显,有着广阔的发展前景.     

一种新型清洁压裂液的室内合成研究

研究清洁压裂液的粘弹性,合成季铵盐阳离子双子表面活性剂VES-G.通过测定不同温度和不同水杨酸钠加量下的压裂液体系粘度,得到不同温度下的压裂液配方.研究表明,该压裂液体系在110℃、170s-1剪切速率下,其表观粘度在100mPa·s以上,其抗剪切能力良好,破胶能力强,破胶后无残渣,对地层伤害小.     

VES-YF清洁压裂液的构筑及适用性研究

采用甜菜碱型两性表面活性剂YF-1与助表面活性剂YF-2复配,并在KCl作用下得到新型清洁压裂液VES-YF,通过测定不同浓度YF-1、YF-2、KCl对体系黏度的影响,优化出VES-YF清洁压裂液最佳配方(质量分数):2.0%YF-1+1.0%YF-2+2.0%KCl,并对体系的构筑机制和适用性能进行评价。结果表明,VES-YF清洁压裂液具有剪切变稀性和良好的黏弹性,流变测量显示体系中存在蠕虫状胶束网络结构,能在剪切破坏后得到恢复。VES-YF压裂液在45℃、170 s~(-1)条件下剪切2 h后,表观黏度保持在80 mPa·s以上。体系具有携砂能力强、破胶性能良好、岩心伤害率低等优点,在低渗储层压裂改造中具有良好的应用前景。     

三种压裂液体系在现场施工应用中的比较

从配方、机理、加砂量、产量四方面对羟丙基胍胶压裂液体系、羧甲基胍胶压裂液体系、清洁压裂液体系进行数据分析,确定了其摩阻梯度、伤害产层的大小顺序。     

有机硼交联HPG压裂液超低温破胶剂室内研究

对埋藏浅,油层温度低的油藏进行压裂改造,需解决压裂液低温破胶水化的问题。采用活化剂来提高过硫酸铵（ＡＰＳ）,酶,胶囊破胶剂的低温破胶能力。通过对有机硼交联的羟丙基瓜胶（ＨＰＧ）压裂液低温下破胶后粘度损失率的测定,筛选出用于５０℃下的ＡＰＳ／活化剂破胶系统及胶囊破胶剂。结果表明：在ＡＰＳ／活化剂破胶系统的作用下,采用有机硼作交联剂的ＨＰＧ压裂液在较低温度条件下能彻底破胶水化。     

气田中浅层地层水压裂液体系研究

为了降低川西气田地层产出水带来的环境压力,在地层水的水质分析基础上,研制了适用于川西中浅层气藏的地层水瓜胶压裂液体系。该地层水压裂液体系在45 ℃、170s-1条件下剪切60min,黏度可保持在100mPa·s左右,伤害率23.86%,破胶液表面张力27.82mN/m,防膨率87.5%,残渣质量浓度518mg/L,具有破胶彻底、流变性好等优点。在什邡38-2井和什邡38-4井的现场试验取得了显著的增产效果,分别获得天然气产量达1.14×104 m3/d和1.68×104 m3/d,实现了气田地层产出水的重复利用。     

泡沫压裂时水平裂缝几何尺寸的计算分析

本文针对三种典型泡沫压裂液,研究了泡沫压裂时水平裂缝几何尺寸的数值计算方法、对影响裂缝几何尺寸的几个因素进行了正交分析。分析结果可供泡沫压裂施工设计时参考。     

安塞油田长西区低渗透油藏压裂增产技术研究

针对安塞油田长西区低孔隙度、特低渗透率、低含油饱和度和浅层低产的油藏特性,通过大量室内、现场试验研究,优选出适合的压裂施工参数,包括低温压裂液、裂缝支撑半径、前置液和砂液比。采用"深穿透、细分层、快排液"的矿场压裂方法,工艺成功率达99.4%,增产效果显著。     

水基压裂液聚合物增稠剂的应用状况及展望

增稠剂是水基压裂液中的主要添加剂,关系到压裂液的使用性能及压裂成败.目前使用的聚合物增稠剂品种很多,可分为天然聚多糖及其衍生物与合成聚合物两大类,其中胍胶及其衍生物的应用最广.今后应重点开发具有无残渣、低伤害及耐剪切耐高温等性能的变性淀粉、微生物多糖及合成聚合物.     

缔合型超高温海水基压裂液的性能研究

以含有疏水基团的耐温抗盐稠化剂为主剂,以离子型表面活性剂为交联剂,加入复配高温稳定剂和高效螯合剂,形成一套耐温180 ℃的缔合型超高温海水基压裂液。该压裂液通过稠化剂和交联剂分子链上的疏水基团间的物理缔合作用形成高强度的网络结构,增强其黏弹性,并以弹性为主导;在180 ℃、170 s-1下剪切90 min黏度保持30 mPa•s以上,具有良好的静态悬砂性和造壁性;破胶液黏度3.3 mPa•s,残渣质量浓度45 mg/L,岩心渗透率损害率小于10%。该海水基压裂液满足海上超高温深部储层压裂施工的要求。     

Application of gas wettability alteration to improve methane drainage performance: A case study

Hydraulic fracturing technique is widely used for methane drainage and has achieved good effects in numerous coal mines, but negative effects may occur as the fracturing fluids are absorbed into the coal seam. Gas wettability alteration(GWA) technology can be used as it can enhance the gas and water mobility during dewatering process as a result of capillary pressure change. However, there have been few reported field tests in coal mines using GWA technology. This paper describes a pilot-scale field test in Xinjing coal mine, Yangquan, China. The fluorocarbon surfactants perfluorooctyl methacrylate monomer-containing polymethacrylate(PMP) was used to alter the wettability of coal seam to strong gas-wetness during the hydraulic fracturing process. The study focuses on the comparison of two boreholes(Boreholes #9 and #10) and one other borehole(Borehole #8) with and without using GWA approach. A well-defined monitoring program was established by measuring the dewatering volume of the fracturing fluid and the drainage volume of methane as well as the concentration. The field test results showed that the average methane drainage rates of Boreholes #9(39.28 m~3/d) and #10(51.04 m3/d) with GWA treatment exceeded that of Borehole #8(21.09 m~3/d) without GWA treatment,with an increase of 86.3% and 142.1%, respectively. The average methane concentrations of Boreholes #9(4.05%) and #10(6.18%) were 64.6% and 151.2% higher than that of Borehole #8(2.46%), respectively. On the other hand, the dewatering ratio of Boreholes #9(4.36%) and #10(3.11%) was almost 19 times and 13 times greater than that of Borehole #8(0.22%). These field test results were in agreement with the experimental data. The significant increase in both methane concentration and dewatering ratio demonstrated that GWA technology could be applied for enhanced methane drainage in coal mines. Important lessons learned at Xinjing coal mine might be applied to other coal mines in China and elsewhere.