新型清洁压裂液

新型清洁压裂液（精选八篇）

新型清洁压裂液 篇1

现研究的清洁压裂液体系由低聚物、表面活性剂和盐组成。该体系压裂液耐温性好, 可在120 ℃ 地层施工。该清洁压裂液不需要交联剂, 依靠低聚物和表面活性剂分子间的相互作用成胶, 对地层伤害小。本文通过溶液的表面张力和粒径研究了压裂液的组成与性能之间的关系。并测试了压裂液的耐温抗剪切性能、携砂性能、破胶性能等, 根据低聚物清洁压裂液的组成和结构特点对其适用性进行了探讨。

1实验部分

1.1实验材料

药品:离子型低聚物, 阳离子表面活性剂, 两性表面活性剂, 水杨酸, 氯化钾、氯化铵, 过硫酸钾。

仪器:HAAKE Rheo Stress 6000旋转流变仪, ZNN—D6型旋转黏度计, DCAT21表面/界面张力仪, Delsa Nano纳米粒度及zeta电位分析仪, Q/ 320683AFA01—2005的控温水浴锅, 85—2数显恒温磁力搅拌器。

1.2实验方法

表面张力测试:向DCAT21表面/界面张力仪样品池内倒入测定样品至样品池约三分之二处, 升高样品台, 至感应片二分之一浸没入溶液停止上升。 开始测定, 直至数值稳定不变即为溶液的表面张力。

粒径测试:将适量的溶液加入Delsa Nano纳米粒度及zeta电位分析仪的样品池中, 启动其专业分析软件, 在SOP清单中, 选择测量粒径的SOP, 对SOP预览屏中的各项参数进行检查, 检查完毕且无误后点击start按钮, 测量开始进行, 待所需粒径测得后, 点击stop按钮, 测量结束。

耐温抗剪切性能测定:在HAAKE Rheo Stress 6000旋转流变仪的样品杯中加满压裂液后, 对样品加热。控制升温速度为 (3±0.2) ℃/min, 从25 ℃ 开始试验, 剪切速率170s－１, 温度达到140 ℃后, 保持剪切速率和温度不变, 直至达到预定剪切时间为止。

携砂性能的测定:在室温下将配制好的压裂液倒入100mL量筒中, 在每个量筒中加入20%的20~ 40目陶粒, 每10min观察一次, 记录各量筒中沙面位置, 计算砂在各配方压裂液中的沉降速度, 单位为mm/s。

破胶性能测定:将含有不同破胶剂含量的压裂液样品放置在设定温度水浴锅内, 观察破胶情况。 室温测定破胶液黏度低于5mPa·s时可以视为彻底破胶, 记录破胶时间。

2结果与讨论

2.1表面张力测试

在压裂作业中, 压裂液不可避免地会渗入油层孔道中;一旦油气井生产时, 滞留在储层孔道中的压裂液将在储层中产生附加的毛管阻力 (亲水岩石中产生水锁效应, 亲油岩石中产生贾敏效应) , 导致油相渗透率降低, 对储层造成损害［１０］。降低压裂液的表面张力, 可以减小毛细管阻力和提高压裂液的返排率, 从而达到保护储集层的目的。同时, 溶液的表面张力可以间接反映溶液的配伍性及稳定性, 溶液的表面张力越小, 表明该溶液的配伍性及稳定性越好。因此, 表面张力也是影响压裂液性能的一个因素。

从图1中可以看出, 溶液的表面张力随着向内添加KCL和低聚物+KCL而减小, 即, 表面活性剂+低聚物+盐, 这种溶液体系表面张力相较于其他配方最小, 继而说明这种体系的配伍性最好, 稳定性最好。

两性表面活性剂的溶液体系的表面张力明显低于阳离子表面活性剂的体系以及两性和阳离子的混合体系。即相较于阳离子表面活性剂, 两性表面活性剂更有利于降低溶液的表面张力, 对溶液的配伍性及稳定性做出的贡献更大。

清洁压裂液是一种基于黏弹性表面活性剂的压裂液体系, 表面活性剂的主要作用就是降低溶液的表面张力。由于添加了表面活性剂, 使得清洁压裂液的表面张力较植物胶类压裂液低, 从而降低了清洁压裂液对储层的伤害, 同时具有更好的配伍性和稳定性, 这是清洁压裂液具有优良性能的原因之一。

2.2粒径测试

溶液中物质粒径的大小可以反应低聚物自身以及低聚物与表面活性剂形成的胶束大小。粒径越大表明形成的胶束越大, 即对溶液黏度的贡献就越大, 因而压裂液将具有更好的携砂性以及较小的滤失量。

如图2所示, 只有表面活性剂的溶液中粒径均较小, 添加了低聚物后溶液中粒径尺寸显著增大。 配方1与配方2粒径都较小, 且相差不多, 表明, 两性表面活性剂与氯化钾并未发生分子间缔合而形成较大的胶束。配方3中两种表面活性剂形成的粒径较单独表面活性剂的大, 因此, 两性表面活性剂与阳离子表面活性剂在溶液中发生相互作用, 可以形成混合胶束。配方4与配方5的粒径较大, 这是由于低聚物与溶液中的表面活性剂产生分子间的缔合, 形成混合胶束或聚集体, 且低聚物自身胶束也较大, 这两个原因使得溶液粒径突增。从中也可以看出, 添加两种表面活性剂与低聚物的溶液粒径大于一种表面活性剂的溶液。因此可以判断, 这两种表面活性剂之间发生分子间的缔合, 形成了较大的胶束, 从而有利于增加溶液的黏度。

注:配方1:两性表面活性剂;配方2:两性表面活性剂+KCl;配方3:两性表面活性剂+阳离子表面活性剂;配方4:两性表面活性剂+低聚物+KCl;配方5:两性表面活性剂+阳离子表面活性剂+低聚物+KCl。

因此, 综合表面张力与溶液粒径的分析结果, 低聚物与两性表面活性剂和阳离子表面活性剂以及KCl的配方性能最好。

2.3压裂液耐温抗剪切性能

耐温抗剪切性能是评价压裂液性能的一个重要指标。它可以反映压裂液对温度的敏感性、对剪切速率和剪切时间的敏感性, 并能够影响压裂液的携砂能力［１１］。

如图3所示为新型清洁压裂液的耐温抗剪切曲线, 剪切速率为170s－１。实验开始后, 酸性压裂液的黏度随温度的升高而缓慢降低, 当温度上升到120 ℃时, 压裂液的黏度为50mPa·s, 之后出现显著下降。当温度达到140 ℃时, 压裂液黏度稳定在20mPa·s左右。压裂液黏度对温度非常敏感。压裂液体系黏度随温度升高而下降, 是由于在高温下, 体系中的胶束不稳定, 易发生热重排而改变结构, 导致压裂液黏度降低。当温度恒定140 ℃, 剪切30 min, 压裂液的黏度值没有明显下降, 说明该体系清洁压裂液抗剪切性能良好。

2.4压裂液携砂性能

压裂液的悬浮性是指压裂液对支撑剂的悬浮能力。压裂液的悬浮能力通常采用以支撑剂在压裂液中的自由沉降速度来衡量。压裂液的悬浮性能好, 就能将支撑剂均匀地带入裂缝中, 并且能够提高混砂比, 还可以携带较大直径的支撑剂;如果压裂液悬砂性能不好, 压裂液中支撑剂的沉降速度会加快, 导致支撑剂无法全部进入裂缝中, 施工时将有可能在井筒或裂缝中产生砂卡或砂堵, 从而导致泵压升高甚至施工将被迫中断, 对施工造成严重不利影响。

如表1所示, 清洁压裂液中砂粒的沉降速率均很低。表面活性剂的加入有利于提高压裂液的携砂能力。其中, 低聚物与两种表面活性剂的复配体系沉降速率最小, 携砂能力强。

2.5压裂液破胶性能

为了提高压裂液的返排, 降低对储层的伤害, 要求压裂液在施工结束时实现快速彻底破胶, 又要求压裂液破胶时间和裂缝闭合时间相匹配。本文所述的清洁压裂液遇到一定量的油、气以及地层水时会自动破胶, 同时地层温度高也有利于破胶。根据需要还可以加入过硫酸铵以加快破胶。

图4中分别测试了60℃和80℃时不同破胶剂用量时压裂液的破胶情况。从图中可以看出, 随着破胶剂用量的增大, 破胶时间减少。温度越高破胶越快。因此, 压裂液的破胶受温度影响较大。在现场施工中, 可根据不同井温及井深选择相应的破胶剂用量。

3结论

添加两性表面活性剂和阳离子表面活性剂, 使得清洁压裂液的表面张力降低, 从而降低了清洁压裂液对储层的伤害, 同时具有更好的配伍性和稳定性。两种表面活性剂和低聚物在溶液中产生相互作用, 发生分子间的缔合, 形成了较大的胶束, 从而有利于增加溶液的黏度。

温度为120 ℃时, 清洁压裂液的黏度为50mPa ·s;温度140℃时, 清洁压裂液黏度稳定在20mPa· s左右。该体系清洁压裂液抗剪切性能良好。清洁压裂液中砂粒的沉降速率均很低。表面活性剂的加入有利于提高压裂液的携砂能力。清洁压裂液遇到一定量的油、气以及地层水时会自动破胶。可用于120 ℃地层。

摘要：压裂液是对油气层进行压裂改造时使用的工作液。研究的清洁压裂液体系由低聚物、表面活性剂和盐组成, 不含有交联剂。通过溶液的表面张力和粒径方法研究了压裂液的组成与性能之间的关系。并测试了压裂液的耐温抗剪切性能、携砂性能、破胶性能等。研究表明, 两性表面活性剂和阳离子表面活性剂的加入, 使得清洁压裂液的表面张力降低, 携砂能力增强。该体系清洁压裂液遇到一定量的油、气以及地层水时会自动破胶, 对地层伤害小, 耐温抗剪切性能好, 可用于120℃地层。

关键词：清洁压裂液,表面张力,粒径,耐温抗剪切,携砂,破胶

参考文献

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新型清洁压裂液 篇2

一、学雷锋实施方案的确立

此次学雷锋活动经过支部委员会的讨论，决定把学雷锋活动与自治区党委书记刘奇葆关于的“开展’城乡清洁工程’,促进清洁活动深入开展，彻底改变我区城乡面貌”的指示精神相结合来。支部委员会认真地阅读了“城乡清洁工程”的指示。开展城乡清洁卫生运动的主要内容包括：整治市区街道、小街小巷，清理卫生死角；整治机场、车站、码头、广场、公园等工厂所环境卫生；整治主要景点、景区周边的环境卫生``````委员会把至此活动的形式定格在“整治主要景点、景区周边环境卫生”上。

委员会之所以把这次活动的开展地点定在十万大山，是因为我们的春游活动也在此进行。我们的目的就是让同学们意识到：无论走到哪里，做何事，都不能忘了保护环境，保持景区的环境卫生，要把新时期的雷锋精神发扬光大。

一名男同学在拾游客留下的垃圾

二、景区背景知识了解

只有了解景区的实际情况和存在的问题，才能使学雷锋活动更符合实际。

十万大山位于广西上思县，属国家级森林功。该景区是天然氧吧、众多珍贵药材、多种珍奇树种的聚宝盆。景区内有天然药浴池，是人们休闲度假、疗养所在地的不二之选。另外，景区是集休闲娱乐、商务会议等众多活动于一体的重要地点。每年到此旅游、进行商务会议的人络绎不绝。如此重要的景区，环境卫生工作尤显重要。游客在此游玩之后，常把塑料袋、可乐瓶、罐头等丢弃一旁，给十万大山的环境卫生带来了负担。

三、活动的目的和意义

为了响应刘奇葆书记的“城乡清洁工程”的指示精神，弘扬新时期的雷锋精神。通过本支部的活动与宣传，让人们的焦点聚到我们周边景区的环境卫生上，尽我们的微薄之力，给群众树立一个“爱护环境，保护环境”的好榜样,把新时期的雷锋精神发扬光大。

四、活动的开展形式和基本情况

支部委员会把同学们分为了七个活动小组，由小组长负责活动的具体开展。每位同学自备环保塑料袋，在进行春游活动时要注意周遭的环境，如发现白色垃圾等，要做好清洁工作，最重要的是不能随地丢垃圾，要做好榜样。另外，好要向周围的游客宣传“城乡清洁工程”和保护环境的重要性以及一些保护环境的小常识。

五、活动成果

通过这次活动，我们观察到景区的环境卫生工作还有待加强，人们的环保意识有待提高。这次我们收集到了很多垃圾，有的是在水中，有的是在山坡上，有的是在走道。此外，这次的活动宣传效果显著，我们的工作得到了景区工作人员和游客的认可。大家都意识到：“城乡清洁工程”靠大家。无论我们走到哪里，做何事，都要注意保护周边的环境，关注我们周围的景、景点的环境卫生情况，为大家创造环境优美的休闲娱乐的好地方。

六、体会

（一）“城乡清洁工程”的重要性

这次艰难的爬山之旅宣传环保，宣传“城乡清洁工程”并不是体会到累，让我们更加注意到了“城乡清洁工程”和环境保护的重要性。

我们只有一个家，那就是地球。我们都生活在地球上，地球为我们提供各种各样的生存基本条件。不管是资源短缺或者是污染问题，首当其冲的就是我们自己，所以我们有责任做好“城乡清洁工程”，更有责任做好环境保护。

人们在利用大自然的宝藏，同时也在无形一个重罚是破坏着大自然。可怕的白色污染从城市蔓延到农村，从农村蔓延到了荒野，其蔓延速度实在惊人。白色垃圾不仅污染着大气，也污染了我们的水源。环境污染时时刻刻威胁着哦们的生存和发展。当我们在娱乐室，我们是否真真正正做到：只留下我们的脚印，带走我们的东西呢？环境保护，警钟长鸣！

景区内有很多白色垃圾。看！各式各样的包装袋都有。爱护环境人人有责！

通过这次活动我们团支部成员们明白了：自然有一定的规律与法则，如果我们继续破坏着她，那就会制造出很多不可逆的问题。所以，“城乡清洁工程”和环保非常重要。让我们以大学生应有的实际行动响应“城乡清洁工程”重要指示，关注我们周边景区的环境问题。

（二）发展着的新时期雷锋精神

雷锋精神是随着时代的步伐而不断注入新的内容的，它是运动和发展着的。现在环保和“城乡清洁工程”是时下的热点，学雷锋要结合新形势开展起来，这样的学雷锋活动更加有意义。另外，学雷锋不仅仅只是开展活动，还要真正领会到雷锋精神的可贵，这样思想和行动才能统一。

新型清洁压裂液 篇3

压裂液作为水力压裂的工作介质, 在整个压裂过程中起到了传递压力、延伸新生裂缝和悬浮支撑剂的作用, 对压裂施工作业的成功率以及压裂施工作业完毕后油气井增产幅度和增产周期也有至关重要的作用。

传统聚合物压裂液包括天然的胍胶, 田青胶, 黄原胶, 半天然的HPG, HEC, 全人工的可交联聚丙烯酰胺, 低分子量压裂液等。

清洁压裂液是斯伦贝谢1997年率先推出的一款压裂液, 是一种由粘弹性表面活性剂 (VES) 组成的水基压裂液。

清洁压裂液的特点:

1、清洁压裂液的优点

(1) 清洁压裂液的交联及破胶机理决定了其在油、气层中应用时, 不需要添加任何破胶剂便能完全破胶。

(2) 清洁压裂液不形成滤饼, 无残渣, 能充分保留支撑裂缝的导流能力;

(3) 清洁压裂液抗剪切能力强, 在较低粘度下, 就具有良好的携砂能力;

(4) 清洁压裂液对油、气层中的粘土具有良好的防膨效果, 能够降低粘土膨胀对油、气层的伤害;

(5) 清洁压裂液施工时, 摩阻较低, 可以降低施工时的水马力;

(6) 清洁压裂液配置简单 (仅需3种料) 、无毒无腐蚀性, 便于现场施工。

2、清洁压裂液的缺点:

(1) 在高渗透地层压裂时, 滤失大;

(2) 成本较高。

二、清洁压裂液的室内合成

水力压裂处理能有效降低井眼表皮效应, 从而有效地提高井的产能。然而, 常规聚合物压裂液的残留物可能会堵塞支撑剂充填的孔隙空间, 降低近井地带渗透率, 致使压裂效果变差。清洁压裂液是由VES、盐溶液、激活剂和稳定剂等组成。

粘弹性表面活性剂 (VES) 主要为一种长碳链的脂肪酸酯的季铵盐。当把这种表面活性剂加入到盐水中时, 在高速剪切搅拌中, VES完全分散, 流体充分稠化, 最后成为粘弹态冻胶。盐水一般选择3%KCI+4%NH4C1, 也有选择Ca Cl2、MgCl2、Ca Br2、四甲基氯化铵等卤化物。表面活性剂加入量一般为0.7%～4%。盐水、表面活性剂浓度愈大, 压裂液使用温度愈高。有些文献报导, 为保持高温稳定性, 需要加一些有机酸稳定剂。有几份专利谈到了粘弹性表面活性剂水基压裂液组成、物理化学性质及评价结果, 认为VES是一些由脂、脂肪酸等制得的长碳链季铵盐和一些水溶性非离子表面活性剂组成混合物, 在与水混合制作压裂液时, 需要加一些有机酸盐、水溶性醇作稳定剂。

三、清洁压裂液的性能分析

清洁压裂液的热稳定性

对配方:2.5%FRC-1+3%KCL+0.3%JL-1进行了热稳定试验。实验结果表明, 当温度低于时体系的耐温性好, 但当温度大于时, 视粘度随温度的增加下降较快。通过调整压裂液体系各量的浓度, 可以在以下得到所需的粘度。

清洁压裂液的破胶性能及与地层水的配伍性

清洁压裂液的破胶可以通过与原油接触或通过地层水、淡水稀释方法破胶。实验结果表明, 清洁压裂液与原油接触容易破胶, 最多2.5小时即可破胶, 而通过地层水 (实验中使用的是长6地层水) 稀释破胶较慢, 因为稀释需要较多体积的地层水。清洁压裂液与地层水配伍性好, 体系未出现沉淀。清洁压裂液与淡水混合也容易破胶。

清洁压裂液悬砂性能

对配方:2.5%FRC-1+3%KCl+0.3%JL-1的清洁压裂液体系进行了悬砂性能评价。试验方法为:将压裂液装入200ml量筒中, 观察砂粒的沉降速度。结果表明, 压裂液体系可以满足悬砂的需要。

滤失性能及对储层的伤害评价

清洁压裂液的滤失性与常规的瓜胶压裂液有所不同, 这是因为清洁压裂液在岩石的表面不能形成滤饼。因此虽然进行了多块岩心的滤失伤害实验, 但仅有少数的岩心得到了滤失系数。

pH值对清洁压裂液体系性能的影响

对配方:2.5%FRC-1+3%KCl+0.3%JL-1进行了pH值对体系视粘度的影响评价实验。从试验结果可以看出, 高pH值对体系粘度几乎无影响;当降低pH值时, 体系视粘度变化不大, 但pH值小于4时, 体系粘度急剧下降。

高价离子对清洁压裂液体系性能的影响对配方:2.5%FRC-1+3%KCl+0.3%JL-1进行了高价离子对体系视粘度的影响。实验结果表明, 三价铁离子的浓度大于0.04%时, 体系粘度出现急剧下降, 体系变成暗红色, 而钙离子在试验范围内对体系粘度基本没有影响。清洁压裂液放置稳定性及杂质的影响

对配方:2.5%FRC-l+3%KCl+0.3%JL-1进行了体系耐久性和杂质对体系粘度的影响实验。实验结果表明:清洁压裂液稳定性好, 在实验室放置了220小时, 约9天, 体系粘度没有下降, 还有所上升, 这是因为室温增加的原因, 实验过程中室温从16℃增加至20℃。实验中使用的机械杂质为灰尘, 可以看出其对压裂液体系的粘度影响不大。

结束语

本文介绍了新型清洁压裂液的定义、合成, 对其性能进行了评价。新型清洁压裂液以其优异的性能, 在未来将具有更加广阔的发展前景。近年来清洁压裂液的研究与应用取得了一定的成效, 但目前对水基压裂液的研究、应用情况和水力压裂技术发展情况, 沿着压裂液高效、低伤害、低成本的发展方向, 对清洁压裂液的深入研究是十分必要的。

摘要：压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展和广泛应用, 而压裂液是压裂技术的重要组成部分, 是造缝与携砂所使用的液体。目前, 压裂液体系仍以水基压裂液为主, 油气田开发对压裂效果要求越来越高, 消除残渣及其伤害成为压裂技术中亟待解决的重大难题。清洁压裂液, 又叫做粘弹性表面活性剂压裂液, 出现于上世纪90年代以后, 是国外研究者在研制无聚合物水基压裂液时, 找到的一种优异流体。本文主要分析了其室内合成和性能分析。

关键词：清洁压裂液,室内合成,性能分析

参考文献

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新型清洁压裂液 篇4

为了定量评价清洁压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害,同时对比不同类型压裂液对裂缝导流能力的伤害大小,进行了这组实验。实验选取的压裂液类型为常规瓜胶压裂液、低伤害压裂液和清洁压裂液。实验先用地层盐水测定压裂裂缝的导流能力作为未被压裂液伤害的裂缝的导流能力的基准值。然后依次用常规瓜胶压裂液、低伤害压裂液和清洁压裂液模拟压裂过程,并测定压裂后的支撑裂缝的导流能力值,通过压裂液伤害后的支撑裂缝导流能力与地层盐水测定的导流能力基准值进行对比,评价不同压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害率及对储层导流能力的保持率,从而确定清洁压裂液的伤害特点。

1 实验原理

本实验主要依据行业标准《SY/T 6302—2009压裂支撑剂充填层短期导流能力评价推荐方法》[1],用的主要实验仪器为导流能力测试仪。通过定量测定每种液体通过模拟支撑裂缝时的两端压差和流量值,并把液体黏度和裂缝模型尺寸代入达西公式,导流能力测试仪就可以自动算出不同闭合压力条件下的导流能力值[2,3,4]。

2 实验结果分析

实验测定模拟地层盐水、清洁压裂液、低伤害压裂液(体系1)、低伤害压裂液(体系2)和常规瓜胶压裂液通过模拟裂缝时,在不同闭合压力条件下的导流能力值。

2.1 导流能力

由图2可见,随着闭合压力的增加,导流能力逐渐变小,下降趋势越来越缓,说明闭合压力达到一定数值时,其对导流能力的影响将越来越小。在同一闭合压力条件下,导流能力大小顺序依次是,清洁压裂液>低伤害压裂液(体系1)>低伤害压裂液(体系2)>常规压裂液。

2.2 导流能力伤害率

由表1可知,清洁压裂液对支撑裂缝的导流能力伤害最小,为11.2%—15.5%。常规压裂液对支撑裂缝的导流能力伤害最大,为42.3%—46.8%。低伤害压裂液的伤害介于二者之间,其中低伤害压裂液(体系1)伤害率为22.9%—29.4%,低伤害压裂液(体系2)伤害率为30.5%—34.5%。

由图3可知,同一闭合压力条件下,压裂液的导流能力伤害率大小顺序依次为,常规压裂液>低伤害压裂液(体系2)>低伤害压裂液(体系1)>清洁压裂液。对同一种压裂液,不同闭合压力条件下的导流能力伤害率相对稳定。

2.3 导流能力保持率

由表2可知,清洁压裂液对支撑裂缝的导流能力保持率最高,为84.5%—88.8%。常规压裂液对支撑裂缝的导流能力保持率最大,为53.2%—57.7%。低伤害压裂液的导流能力保持率介于二者之间,其中低伤害压裂液(体系1)保持率为70.6%—77.1%,低伤害压裂液(体系2)保持率为65.5%—69.5%。

由图4可知,同一闭合压力条件下,压裂液的导流能力保持率大小顺序依次为,清洁压裂液>低伤害压裂液(体系1)>低伤害压裂液(体系2)>常规压裂液。对同一种压裂液,不同闭合压力条件下的导流能力保持率相对稳定。

3 结论

(1) 常规压裂液的破胶液残渣颗粒直径大、密度大,在加砂压裂过程中易沉降,从而对支撑裂缝造成较大伤害。

(2) 低伤害压裂液的破胶液残渣粒径小、密度较小,较易悬浮于返排液中,压后较易返排出地层,对储层的伤害较小。

(3) 清洁压裂液破胶后肉眼看不到残渣,从实验结果看,其对支撑裂缝导流能力的伤害也相应很小。

(4) 同一闭合压力条件下,常规压裂液的破胶液对支撑缝的导流能力伤害较大,达到42.3%—46.8%;低伤害压裂液的伤害次之,为22.9%—34.5%;清洁压裂液对支撑缝的导流能力伤害较小,仅为11.2%—15.5%。

(5) 根据不同压裂液的伤害对比结果,对储层发育的井,采用常规压裂液施工时,影响初期产量;对于储层欠发育的井,为保证压后产量,尽量降低压裂液的污染程度,宜采用低伤害压裂液;对于发育较差的井和重点探井,为了保证评价结果,将压裂液的污染降到最低,适宜用清洁压裂液施工。

参考文献

[1]朱文,蒙传幼,等.SY/T 6302—2009压裂支撑剂充填层短期导流能力评价推荐方法

[2]林启才.低渗气藏压裂中裂缝导流能力的影响因素研究.油气井测试,2007;16(增刊):22—23

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VES-DF清洁压裂液实验研究 篇5

1. 清洁压裂液增稠剂VES-DF的制备

将合成的一种特殊阳离子表面活性剂加入异丙醇中, 然后在搅拌的情况下, 加入环氧氯丙烷, 回流状态下, 80℃恒温反应3h。

2. 清洁压裂液的制备方法

在水中加入4%的VES-DF增稠剂, 搅拌2-5min, 然后在搅拌的情况下, 加入1%-3%的盐水和1%的激活剂, 再搅拌1-2min, 即可形成具有粘弹性的清洁压裂液。

3. 清洁压裂液的性能评价

目前, 清洁压裂液是压裂液体系中比较新型的一种油田工作液体, 只能参考SY/T 5107-2005“水基压裂液性能评价方法”对清洁压裂液的基液稳定性、抗温抗剪切、流变性能、悬砂、破胶及残渣等基本性能进行室内评价。

二、实验结果与讨论

1. VES-DF基液稳定性研究

清洁压裂液基液的稳定性对现场施工影响很大, 本实验对4%的VES-DF水溶液进行了稳定性实验研究, 通过对样品在不同温度下粘度、流动性及外观进行考察, 来确定样品的稳定情况, 结果见表1

从表1中可以看出, 该产品基液的稳定性良好, 流动性也很好, 能充分满足施工对样品的要求。

2. 清洁压裂液抗温抗剪切性能研究

根据SY/T5107-2005“水基压裂液性能评价方法”中6.6的规定, 对4%的清洁压裂液体系进行了抗温抗剪切性能评价, 结果如下图所示:

从上图中, 我们可以清楚的看出, 在90℃时, 120min内清洁压裂液的粘度都在90MPa·S以上;即使在120℃时, 120min内清洁压裂液的粘度也都在40~50MPa·S之间, 能够满足压裂施工的要求。

3. 清洁压裂液的流变性能测试

根据SY/T 5107-2005“水基压裂液性能评价方法”中6.7的规定, 对4%的清洁压裂液体系进行了90℃下流变性能评价, 结果见表2。

聚合物压裂液剪切后, 由于分子链的断开, 会导致粘度的永久丧失。从表2中可以看出, 清洁压裂液也有剪切变稀的特点, 但它的粘度是通过棒状胶体间的相互缠结形成的, 故表观粘度随时间变化很小且通过高剪切后体系粘度又可以恢复。

4. 清洁压裂液的携砂性能测试

配制不同浓度的清洁压裂液, 在90℃下进行携砂性能测试。携砂比为30%, 体系的总体积为100m L。在清洁压裂液的浓度为4.0%时, 不同的时间内, 携砂性能均为最好。

5. 清洁压裂液破胶及残渣性质评价

该清洁压裂液在柴油、煤油和原油等作用下即可破胶化水。温度对破胶有促进作用, 温度在50~70℃条件下, 压裂液体系在5% (体积比) 柴油加量条件下, 约30min内能够完全破胶化水, 破胶液粘度小于5 m Pa.s, 无水不溶物, 无残渣。

结语

通过室内的大量实验研究, VES-DF清洁压裂液有以下优点:

(1) 小分子表面活性剂表界面张力低, 摩阻低, 返排率高;

(2) 无固相, 无残渣, 对渗透率和裂缝导流能力伤害很小;

(3) 易于配制, 无须添加杀菌剂、交联剂、破胶剂、助排剂等添加剂;

新型清洁压裂液 篇6

关键词：子北油田,稠化水清洁压裂液,提高采收率,室内实验研究

1 稠化水清洁压裂液性能室内评价

1.1 评价方法

本实验根据中国石油行业标准S Y/T5107-2005“水基压裂液性能评价方法”进行研究[3]。

1.2 实验内容及结果

1.2.1 增稠剂在自来水中的溶解性评价

实验温度为40℃, 增稠剂浓度范围为1.4%-2.0%, 表2-1为增稠剂在自来水中的透光率测定结果。

根据实验结果 (表2-1) 所示, 随着增稠剂浓度的增加, 透光率逐渐增大, 然而当增稠剂浓度在1.6%-1.8%时, 透光率最高, 说明当增稠剂浓度在该范围时适合配制清洁压裂液。

1.2.2 清洁压裂液的耐温性评价

取清洁压裂液原液分装到10个烧杯中密封, 取5个样品在40℃、剪切速率为170s-1、剪切时间为60分钟, 测定的清洁压裂液平均粘度为50cP, 再取5个样品分别放入恒温箱, 设定温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃, 测定条件相同, 测定结果如表2-3所示。

从实验结果 (表2-2) 可以看出, 当温度在40℃-70℃范围内压裂液具有较好的稳定性,

平均粘度在44cP到53cp范围内, 当温度为子北油田储层温度时, 其粘度最高, 说明该压裂液适合在该油田压裂作业中使用。

1.2.3 剪切时间对压裂液粘度的影响评价

实验温度40℃、剪切时间为30-90分钟、剪切速率为170s-1, 压裂液粘度测定结果见表2-3。

由实验结果 (表2-3) 所示, 压裂液体系:自来水+4.0%稠化剂+1%KCl经剪切后, 其平均粘度为53 mpa.s, 具有较高的粘度, 耐剪切性强, 从而表明该压裂液体系具有良好的携砂性能, 能够满足在现场施工中的要求。

1.2.4 清洁压裂液的伤害性能评价

清洁压裂对地层的伤害实验所使用的岩心为子北采油厂长6油层的天然岩心, 实验结果见表2-4所示。

从实验结果 (表2-4) 可以看出:清洁压裂液对岩心的伤害很小, 平均为19.5%, 表明, 该种清洁压裂液适用于子北采油厂现场压裂施工作业。

2 结论

(1) 该清洁压裂液体系中使用的稠化剂有利于配制适用于子北采油厂的清洁压裂液;

(2) 在子北采油厂地层温度条件下, 在正常的现场施工时间和剪切速率下, 该清洁压裂液体系具有较好的粘度, 保证了其携砂性能;

(3) 该清洁压裂液体系对子北采油厂储层的伤害率小, 因此, 使用该压裂液体系对子北采油厂提高采收率具有很重要的意义。

3 现场试验

2012年清洁压裂液在子北采油厂施工60口, 在同一区域分别选取使用胍胶压裂液和的清洁压裂液施工得油井各20口, 清洁压裂液井平均单井日产液9.51方, 较胍胶压裂井, 平均单井日增产原油0.2吨, 增产效果较明显。

参考文献

[1]王道富等.鄂尔多斯盆地特低渗透油田开发[M].石油工业出版社, 2008, 1

[2]张树田等.延长油田深层压裂用破乳助排剂的研究[J].石油化工应用, 2011, 30 (10) :74-77

新型清洁压裂液 篇7

江汉油田主要应用的压裂液为硼交联和有机硼交联胍胶压裂液。这种压裂液在实际应用中表现出了优良的携砂性能, 能够达到压裂设计所需的预期效果, 体系中现常用胶囊破胶剂, 在压裂作业后, 胶囊破胶剂开始破胶, 但在某些因素的影响下, 破胶可能出现不彻底的情况, 部分的聚合物不能被返排出油井, 残渣在支撑剂充填层中阻塞孔隙空间, 从而使裂缝的渗透能力降低, 使压裂的增产效果不能达到最佳。

1 清洁压裂液的作用机理[2]

黏弹性表面活性剂成胶机理在于:由亲水基团和长链疏水基团构成的黏弹性表面活性剂的水溶液具有独特的流变性, 当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度 (CMC) 值时, 疏水基长链伸入水相, 使黏弹性表面活性剂分子聚集, 形成以长链疏水基团为内核、亲水基团向外伸入溶剂的球形胶束;当表面活性剂的浓度继续增加且改变溶液组成时 (加盐或加助表面活性剂) , 表面活性剂胶束占有的空间变小, 胶束之间的排斥作用增加, 此时球形胶束开始变形, 合并成为占用空间更小的线状或棒状胶束;棒状胶束之间会进一步合并成更长的蠕虫状胶束, 这些蠕虫状胶束之间由于疏水基团的作用会自动纠缠在一起, 形成空间交联网络结构, 此时黏弹性表面活性剂溶液具有良好的携砂效果;随着表面活性剂浓度不断增加, 交联网络状胶束还可以变为海绵状网络结构。这种网络状结构为压裂液提供了必要的黏度和携砂性能。

2 清洁压裂液在江汉油田的应用前景

对于江汉油田的压裂体系来说, 其压裂目的层为高渗透油层, 压裂液中的聚合物和添加剂能够穿透多数孔喉形成内部滤饼, 在这种情况下, 岩石内部抗滤失阻力大大降低, 尤其对于低压油藏, 要恢复裂缝附近压前渗透率或提高其导流能力几乎是不可能的。针对江汉油田相当部分区块为低压力系数、低渗透油藏, 如何减少压裂施工过程中水基压裂液及其残渣和滤液对油藏的伤害, 消除残留在裂缝中植物胶残渣对支撑裂缝的导流能力的影响, 成为江汉油田提高压裂增产效果的一个重要课题。

江汉油田新沟嘴组油藏, 是属典型低压低渗油气藏。清洁压裂液优点, 正好适用于此类油藏的压裂改造。

2.1 江汉新沟嘴组地质特点

江汉油田新沟组油藏地质构造复杂, 断块多, 物性差, 孔隙度小, 渗透率低, 裂缝发育, 是典型的低渗透裂缝性油藏。江汉油田新沟嘴组油藏主要包括以马王庙、荆沙、老新、新沟等为代表的外围区块。

新沟嘴组油藏断块多、储层物性差, 平均空气渗透率0.96~51.8×10-3μm2, 孔隙度7.6%~15.1%、平均孔喉半径0.43~4.2μm、原始地层压力系数仅0.86~0.95, 属典型低压低渗油气藏。储层特征给油藏开发带来了严重的障碍, 随着部分油藏开采的不断深入, 已经暴露出了越来越多的问题。

2.2 马王庙油田储层概况

在新沟嘴组油藏中, 马王庙区块的埋藏深度较浅, 井温普遍不高, 所以清洁压裂液在此区块应有较好的应用前景。

马王庙油田油层埋藏深度为1314.6~2422.0m。马3X井区开发目的层为下第三系新沟咀组新下段, 储层发育, 油层分布广, 新下1、新下2、新下3油组均有分布, 主力油层位于新下2油组, 油层埋藏深度为1314.6~1555.6m, 油层平均有效厚度12.5m;马2X井区含油层系为下第三系新沟咀组下段新下2油组, 共3个含油小层, 为统一油水界面, 油水界面深度为1680m。

马王庙油田埋深较浅, 应用清洁压裂液体系代替传统压裂液体系, 清洁压裂液无需溶胀、配置简单, 节约了整个配液的时间, 节约人力及物力。而且在整个施工中, 清洁压裂液施工可以连续也可以间歇, 所以施工也可以根据实际情况进行调整, 这样可以让施工单位的调整限度更大。清洁压裂液在马王庙油田新沟嘴组应用, 因为其低伤害和低残渣, 预期可以达到增加原油产量延长开采时间的效果。

3 结语

(1) 清洁压裂液成分中主要为表面活性剂, 无残渣, 易返排, 遇水和原油破胶彻底, 不需要添加破胶剂, 所以对支撑裂缝及裂缝附近的地层无残渣伤害, 尤其适用于低温、低压储层的压裂改造。

(2) 清洁压裂液在其他很多油田现场应用取得了较好的压裂低效井治理效果, 我们可以尝试在新沟嘴组低温、低渗透地层运用, 解决低压井的挖潜治理问题, 改善了井区开发效果。

(3) 但现行的清洁压裂液抗高温剪切性能较差, 使用成本较高, 应用推广受到限制。

参考文献

[1]佟曼丽.油田化学[M].东营:石油大学出版社, 1997.79-81.

关于新型压裂液进展的研究与分析 篇8

关键词：压裂液,压裂液的发展与现状,清洁压裂液,性能方向

1 压裂液的概述

压裂液是压裂技术的重要组成部分, 压裂主要用于油气藏增产, 增注, 因此压裂技术在油气勘探中得到迅速发展和广泛的应用。我国的压裂液体系也经历了聚合物压裂液, 聚合物交联压裂液, 泡沫压裂液和粘弹性表面活性剂压裂液四个阶段的发展, 压裂液也在逐步完善化, 水基压裂液是目前国内外最普遍用的压裂液。目前随着国外加大对油气田的开采力度, 对压裂液的要求也越来越高, 无 (低) 伤害的压裂液已在国外油气田中广泛应用。

2 国内压裂液的发展与现状

自1947年压裂液首次用于油田增产之后压裂液也随之发生巨大的演变。初期人们利用原油成品油配置油基压裂液, 避免了使用水基压裂液对水敏地层造成伤害, 五十年代后, 随着研究出对水敏地层伤害的控制方法之后, 水基压裂液才被推广与应用, 但是仍以油基压裂液为主导, 六十年代后随着胍尓胶增稠剂被研制成功, 标志着压裂技术进入了现代压裂化学的新起点。七十年代后成功的把胍尓胶化学改性尓获得了其他多种衍生物的产品完善了相应的交联体系, 随之水基压裂液也逐步被认可, 在实践中也被广泛的采用, 替代了油基压裂液占据了主导地位, 到八十年代时, 伴随着致密气藏的开采和部分低压油井返排困难等问题的出现一部分的水基压裂液逐渐被泡沫压裂液所取代到了九十年代以后压裂液技术的体系日益成熟水力压裂液, 油基压裂液, 乳化压裂液和醇基压裂液等都被广泛应用于油气田的开采中, 但是水基压裂液其自身具备成本低, 配方方便等优点因而被广泛的推广, 目前国内使用最普遍的压裂液是水基压裂液, 它的使用量约占总量的70%, 但是水基压裂液也有一定的缺陷, 水基压裂液不能够完全的破胶, 而破胶后残渣留在了缝隙中, 从而使支撑剂充填层的渗透率严重降低, 最终导致影响产层, 大大降低了压裂液的使用效果和功效。

3 清洁压裂液的认识

清洁压裂液又被称为粘弹性表面活性剂 (VES压裂液) , 是一种新型的压裂液, 它的主要由低分子长链脂肪酸衍生物季铵盐阳离子表面活性剂, 盐溶液, 激活剂, 和稳定剂很少几种添加剂组成。

清洁压裂液它打破了传统的聚合物压裂液和破胶的方法, 清洁压裂液与传统的压裂液相比具有很多优势例如不需要胶联剂, 不需要破胶剂, 添加剂的使用量相对传统的压裂液而言比较少, 同时把对地层的伤害程度降到了最低。

4 清洁压裂液的优势

(1) 不用破胶, 当棒状胶束与油, 气或地层水接触时可转化为很小的球状胶束, 这时体系的粘度变得现对较低, 在储层条件下, 不需要另加破胶剂即可破胶。

(2) 它的粘弹性比较好, , 携砂的能力较强, 节约了砂, 也降低了所需净压力的大小。

(3) 摩擦阻力较小, 大大降低了施工作业的风险, 同时也降低了施工的水马力, 方便于输送。

(4) 相对传统压裂液而言, 比较容易破胶破胶的程度比较彻底, 残留的残渣很少, 没有滤饼的形成。

(5) 把对地层的伤害程度降到了最小化 (地残渣, 易返排) 因清洁压裂液它的主要成分是表面活性剂其分子的直径仅为瓜胶的1/5000, 滤失也不会因为时间而发生变化, 不会形成滤饼, 滤后的残渣几乎没有, 施工后也很容易进行返排作业的进行, 有利于保留支撑裂缝的导流能力。

(6) 滤失量讲到了最低, 提高了增产的效率。

(7) 配伍性能比较好, 不会引起粘土的膨胀堵塞地层, 对储层的伤害比较小。

(8) 性能比较好。具备很好的抗高温能力, 同时还具备很强的抗剪切能力, 压裂时有很大的排量选择空间, 对于裂缝的纵向延伸更有利于把握和控制。

(9) 添加剂比较少, 传统的聚合物基压裂液一般需要10-15添加剂, 而清洁压裂液只需要一种到三种添加剂, 配置时, 只需要与水充分混合即可随时调整其粘稠度更不用很长时间的溶胀, 对人体更安全, 实现零毒性零腐蚀性, 更方便完成作业施工, 材料的成本相对比较低, 比较容易找到, 可以广泛的推广和应用。

5 目前新型清洁压裂液存在的缺陷问题

目前压裂液体系相对传统来说, 具备了很多优势, 但是清洁压裂液体系仍存在着一些缺陷和不足, 有待人们进行不断的研究创新, 以最大化的缩小其缺陷, 延伸其有利之处。

其组成成成分比较高, 投入的成本比较高。

对于一些特殊的地层其配伍性相对较差。

耐高温的程度不是很理想, 不适合用高温高压的环境下作业。

对于一些高渗油藏滤失量仍比较大。

6 未来压裂液发展的新方向

目前新型的清洁压裂液虽然有很多优势, 自身也有很广泛的发展空间, 但是它并不能够完全的适应时代发展的潮流, 也不能够完全满足当下压裂液的发展需求。以此我们仍需要在新型清洁压裂液的基础之上完善并研制出新型的压裂液体系。

(1) 研制出油田工作液用的新型的表面活性剂。

(2) 根据国内的藏油特点研制开发出一套适合国内需求的新型的压裂液体系。

(3) 在现有的新型清洁压裂液基础之上, 重点研发出抗高温性能的技术。

(4) 重点开展清洁压裂液应用的工艺技术的研究。

7 总结

根据目前对水基压裂液的研究的实际应用, 以及当下水基压裂液术的发展情况, 从油藏节能可持续发展的角度来看, 高效, 低伤害, 低成本是今后压裂液发展的方向, 开展无伤害或者低伤害清河界的压裂液的研究是我们今后努力的方向, 为此应从以下几个方面开展工作;首先根据国内的需求, 研制开发出适合油藏特点的清洁的压裂液体系, 最大化降低开采时对油层所造成的伤害, 保护储层, 节约资源。其次, 加大对抗高温清洁压裂液的研究力度, 同时也要扩大对抗高温清洁压裂液的应用范围。再次研究开发新型节能无伤害的压裂液体系, 减低作业所需的成本, 提高工作效率。

参考文献

[1]佟曼丽.油田化学[M].东营石油大学出版社, 1997[1]佟曼丽.油田化学[M].东营石油大学出版社, 1997

[2]赵小充.国外新型无伤害压裂液技术[J].国外油田工程[2]赵小充.国外新型无伤害压裂液技术[J].国外油田工程