新疆油田玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的应用研究

新疆油田玛湖区块地层水矿化度高且含高价金属离子,对使用该区块地层水配制有机硼胍胶压裂液的性能造成了不利影响。针对玛湖地区地层水配制有机硼胍胶压裂液时,溶胀时间久、交联冻胶热稳定性差的问题,本文借助化学屏蔽技术,根据屏蔽剂工作原理,结合水中金属离子含量,推导出了屏蔽剂合理加量的计算公式,通过热稳定性能测试,确定出了适用于玛湖地层水配制有机硼胍胶压裂液的屏蔽剂AH-1,在此基础,对玛湖地层水配制的有机硼胍胶压裂液性能进行了评价,结果表明：屏蔽剂AH-1的加入可使玛湖地层水配制的压裂液的剪切黏度维持在220mPa?s左右,且其溶胀性能、破胶性能均满足行业标准,现场试验取得了良好的应用效果,为玛湖油田的开发提供了资源保障。     

多价金属离子对有机硼胍胶压裂液的影响及对策

针对新疆油田环玛湖地区浅层地下水、稠油热采水、压裂返排液中存在多价金属离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺）,影响其配制的胍胶压裂液性能。通过模拟不同种类和浓度多价金属离子水溶液,分析多价金属离子对有机硼胍胶压裂液溶胀、交联及耐温耐剪切性能的影响规律,研究了NSA、EDTA、CA,3种络合剂对多价金属离子的屏蔽效果。研究表明,多价金属离子对有机硼胍胶压裂液影响程度依次为Fe²⁺ > Fe³⁺ > Mg²⁺ > Ca²⁺;3种络合剂对Mg²⁺屏蔽能力为CA>NSA>EDTA,对Ca²⁺屏蔽能力为NSA > EDTA > CA,对Fe³⁺屏蔽能力为EDTA > NSA。为不同水质配制有机硼胍胶压裂液选择络合剂提供了依据。     

胍胶压裂液伤害性研究

水力压裂过程中,压裂液的伤害影响着压裂改造的效果。胍胶破胶液中的水不溶物、残渣等固相颗粒不会侵入低渗地层,胍胶对地层的伤害可逆,可通过返排过程渐渐恢复至90%。胍胶对支撑剂导流层的伤害随浓度增加而增加,且几乎不可逆;关键是施工过程中就要降低伤害。对羟丙基胍胶与羧甲基羟丙基胍胶系列配方,以及不同浓度的配方分别对支撑剂导流层伤害分析,胍胶使用量越大、浓度越高、残渣越高对导流能力的伤害越大。在F4区块现场应用证明,降低胍胶压裂液的伤害可大幅提高产能。     

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。     

聚乙烯醇压裂液有机硼交联剂YL-J的合成及应用

合成了一种适用于聚乙烯醇压裂液的有机硼交联剂YL-J.确定最佳合成条件为:硼砂质量分数20％,丙三醇25％,二乙醇胺30％,氢氧化钠1％～5％,反应时间4.Oh,反应温度80℃.流变实验表明,交联剂YL-J与聚乙烯醇稠化剂交联产生的冻胶在80℃剪切速率为170 s-1下连续剪切3600s,压裂液黏度250 mPa·s.静态悬砂实验表明,该压裂液体系具有较好的携砂性,砂子的沉降速度低于0.18 mm/s.破胶实验表明,聚乙烯醇压裂液破胶液黏度为2.3 mPa·s,低于油田要求的10 mPa·s,残渣质量浓度为79 mg/L.实验结果表明,有机硼交联剂YL-J交联的聚乙烯醇压裂液完全能满足压裂现场施工的要求.     

羟丙基胍胶压裂液重复利用技术研究

针对南泥湾采油厂压裂施工后返排液多、处理费用高,研究了羟丙基胍胶压裂液重复利用技术.首先,以羟丙基胍胶为稠化剂,硼砂为交联剂,缓释型SS-1为破胶剂制备可重复利用的压裂液基液.然后在40℃条件下,优化重复利用时破胶液与基液的混合比例,以及向混合液中加入交联剂、破胶剂和交联促进剂的量,满足现场施工60 s内交联、3 h后破胶的要求.通过室内实验确定了重复利用压裂液体系最佳配方:破胶液与基液混合体积比为1∶3,加入交联剂硼砂质量分数0.035%～0.045%,缓释型破胶剂SS-1质量分数0.25%～0.35%,交联促进剂质量分数0.03%～0.06%.性能评价结果表明,该压裂液体系具有良好的流变性和抗剪切性,滤失量小,破胶彻底和残渣低等优良性能,实现了压裂液的重复利用.     

葡萄糖改性有机硼交联剂在水基聚乙烯醇压裂液中的应用

为验证聚乙烯醇作为水基冻胶压裂液的可行性,提出葡萄糖改性有机硼交联剂的压裂液体系.采用实验室自制葡萄糖改性有机硼交联剂,得出原料最佳配比n(硼砂):n(葡萄糖)=1∶1.5.葡萄糖改性有机硼交联剂对聚乙烯醇有很好的延时性和耐高温性,其交联时间可以控制在60～500 s之间,耐热温度在70℃左右.以聚乙烯醇为稠化剂的水基冻胶压裂液的最低有效浓度可达1.1%.     

油层水配制压裂液研究及性能评价

以油层水为基液,羟丙基胍胶为增稠剂,有机硼为交联剂,生物酶为破胶剂,研究出适用于不同温度的低温地层压裂液配方.确定稠化剂羟丙基胍胶的质量分数为0.4%,交联剂质量分数为0.5%.随着地层温度的升高,破胶剂生物酶的加量减少,25℃最佳质量浓度为100 mg/L,温度升至40℃时,生物酶最佳质量浓度仅50 mg/L.40℃条件下,该压裂液体系在170 s-1剪切速率下剪切30 min保留黏度大于50 mPa.s,测得破胶液黏度小于5 mPa.s.破胶液残渣质量浓度为450mg/L,残渣粒径平均值为2.8μm,岩心基质渗透率损害率为22.6%.     

低温油气藏胍胶压裂液破胶酶的研制与性能评价

针对低温油气藏胍胶压裂液破胶效率低,返排困难造成储层污染严重的问题,通过发酵学方法利用地衣芽孢杆菌GD-551研制出一种低温油气藏胍胶压裂液专用生物酶破胶剂;测试该生物酶破胶剂的储层适应性,对比不同条件下酶破胶剂与常规(NH4)2 S2 O8破胶剂的破胶性能;通过室内基质岩心与可视化裂缝模型实验对比酶破胶剂与(NH4)...     

不同助剂对羟丙基胍胶压裂液低温破胶性能的影响

为解决水基压裂液在陕北油田特低温(15~30℃)条件下的破胶问题,研究了不同助剂对硼交联羟丙基胍胶水基压裂液破胶性的影响.实验发现:在破胶温度一定的情况下,压裂液中的增稠剂加量、体系pH值和不同类型的破胶剂及其加量等对压裂液的破胶均会产生不同程度的影响.在破胶剂中影响最大的是三元复合破胶体系.当破胶温度在15℃时,与单一剂((NH4)2S2O8)比较,二元破胶体系((NH4)2S2O8/加速剂A))将破胶时间缩短了41 h,三元破胶体系((NH4)2S2O8/H2O2/加速剂A)将压裂液的破胶时间缩短了45 h,且单井可节约费用近700元.该体系破胶剂在陕北特低温油田应用了30余井次.     

胍胶降解菌对地层压裂液伤害的修复机制

针对低渗致密砂岩油藏压裂中压裂液对油层的污染和伤害,研究采用微生物方法修复胍胶压裂液地层伤害的机制。从油藏产出水中,以胍胶为唯一碳源采用稀释平板法分离筛选出胍胶降解菌;通过菌落和细胞形态、生理生化特征以及16S r DNA序列分析对菌株进行鉴定;通过测定菌株降解胍胶中表观黏度、平均相对分子质量变化以及对压裂液残渣和粒径的分析,评价菌株对胍胶压裂液的降解效果;并通过岩心流动模拟实验,研究压裂液对岩心的伤害及微生物修复效果。结果表明:从地层产出水中分离的7株细菌中,1株细菌可高效降解胍胶,经鉴定为Bacillus paralicheniformis(CGS)。该菌降解胍胶压裂液后,表观黏度从117 m Pa·s降低到3.3 m Pa·s,降黏率达到97.0%;平均相对分子质量从119 062降低到28 089;降解过程中有CO_2、N_2O气体的产生并代谢产生了可使胍胶降解的活性物质;压裂液残渣从81.67 mg变为51.67 mg,降低了36.73%,残渣粒径从78.598μm变为59.905μm,降低了23.78%。原始渗透率为108.70×10~(-3)和16.90×10~(-3)μm~2的岩心在压裂液污染后渗透率分别为5.18×10~(-3)和7.93×10~(-3)μm~2,经微生物修复后,渗透率恢复为92.58×10~(-3)和16.32×10~(-3)μm~2,恢复率分别为85.17%和96.57%。     

一种延迟交联的抗高温加重胍胶压裂液的研究

深井储层埋藏深、岩性致密,破裂压力和裂缝延伸压力高,导致压裂施工压力高、难度大,常规压裂液密度低,无法保证施工安全和措施效果。为此,合成了一种有机硼交联剂YGB 1,通过交联时间的测定对交联比和调节剂用量进行优化;并对稠化剂、加重剂和其他添加剂进行了优选,形成了密度为1.35 g/cm³、延迟交联时间在3～17 min内可调、适用于160 ℃储层的加重胍胶压裂液配方。通过耐温耐剪切实验、悬砂实验、降阻实验和破乳实验对压裂液的各项性能进行了测定,结果表明,该加重胍胶压裂液各项性能优异,在160 ℃、170 s^-1下剪切2 h后黏度仍保持在150 mPa·s以上;当混砂比为25%时,使用20～40目的陶粒在90 ℃条件下测试悬砂实验,悬浮0.5 h后,陶粒无沉降;测试管路为6 mm,当排量为3.5 m³/h时,加重压裂液的降阻率为61%;破胶液表面张力为24.8 mN/m,残渣含量为398.2 mg/L;破胶液防膨率为91%。     

井下作业污水处理后配制压裂液的性能评价

井下作业污水处理对于长庆油田水源不足、交通不便和作业场地分散的情况,有利于节省施工费用、缩短作业周期。为了保证正常的压裂施工作业的水质,室内对处理水配制的压裂液的基液粘度、交联、抗温抗剪切、破胶和残渣量以及贮存时间等进行了系统的评价,认为处理水的pH值、细菌和硼含量是保证处理水作为配制压裂液用水的最重要因素,特别是处理水中的硼含量对交联的影响是一个十分值得研究的问题。     

硼交联水基冻胶压裂液的研究发展现状

综述了硼交联水基冻胶压裂液的国内外研究发展现状．着重介绍了国外应用核磁共振（ＮＭＲ）能谱技术研究硼交联机理得出的结论、有机硼配合物交联剂的延迟交联机理和优异性能、硼交联压裂液的粘弹性和测定方法以及破胶剂的最新发展成果—胶囊破胶技术．指出了硼交联水基冻胶压裂液的几个重要研究和发展方向     

从硼的化学到有机硼合成新方法

<正>有机硼化合物是硼与一些有机基团构成的化合物,是现代合成化学中应用最广泛的试剂之一。历史上,与硼相关的化学研究使三位科学家获得了诺贝尔奖。传统合成有机硼试剂需要使用贵金属催化剂,南京大学的史壮志教授在“非金属导向碳氢硼化”方向取得重要突破,发展了有机硼试剂合成新方法,成功地解决了现有方法对金属催化剂的依赖,为新药研发及药物分子改造提供了新的工具,因此获得了2022年度陈嘉庚青年科学奖。     

清洁压裂液对阜东斜坡区头屯河地层伤害研究

由十八烷基三甲基氯化铵(1831)、水杨酸钠、KCl制备了清洁压裂液,通过流动实验系统评价了清洁压裂液静滤失、动滤失对阜东斜坡区头屯河地层特低渗透砂砾岩岩心渗透率的影响.结果表明,清洁压裂液静滤失对阜东岩心伤害率可达30％左右,动滤失对阜东岩心伤害率很小.进一步通过分析破胶液黏度、润湿反转作用、乳化作用等因素,发现清洁压裂液与岩心的油相发生乳化作用是导致岩心静滤失伤害的主要原因.     

单相渗硼层的形成及硼化层中的相变

单相渗硼层的性能,大大优于双相渗硼层,有关单相渗硼层的获得,我们已作过报导,本文主要是采用双相渗硼层的试样,经高温真空退火后(900℃,10~(-2)mmgH),使用X射线衍射分析,扫描电镜,电子探针等手段,研究渗硼层的形成及相的转变,得到如下的结果: (1)具有双相渗层的45~#钢和Gcr15钢试样,经900℃,10~(-2)mmHg4小时退火后,FeB区均减少,总的渗层有所增加。 (2)硼化物层中出现的一些黑色点块状,大部分是夹杂,有些是空洞。 (3)渗硼层的形成,除了在[5]中所指出的是一种成核成长过程外。我们还观察到单个硼化物针的精细结构,如照片5所示,结合X射线衍射分析,进一步提出了我们对硼化物层形成机理的看法。     

高矿化度水压裂液螯合剂的研制

用油田产出水、返排水等高矿化度水作为配液水配制压裂液时,由于其中多种高价、变价金属离子含量较高,易与羟丙基瓜胶上的羟基发生配位竞争,在高分子表面容易形成聚团,严重影响了瓜胶的溶胀和交联性能。为此,研制开发出一种螯合剂,可解决瓜胶溶胀难、黏度低等问题。对该体系性能评价实验结果表明,用加入该螯合剂的高矿化度水配制羟丙基瓜胶压裂液,加入交联剂后可在3~4 min交联,且交联冻胶弹性好。在90℃,170 s~(-1)下连续剪切1.5 h,黏度为101.32 m Pa·s,使配制的压裂液对金属离子具有良好的耐受性和螯合性,可形成有效稳定的交联冻胶,并有效改善其耐温耐剪切性能。     

压裂液低温破胶化学生热体系的探讨

针对目前压裂液低温破胶存在的问题 ,着重研究了适合于低温浅层油气井压裂液破胶的化学生热体系 ,提出一种微胶囊包裹化学生热剂压裂液破胶方法 .阐述了不同生热体系的生热反应速率及其影响因素 ,并通过对不同生热体系的研究 ,筛选出了 NH4Cl和 Na NO2 作为低温压裂液破胶体系的生热体系 .实验结果表明 :在 1 70 1 /s下连续剪切 2 h后 ,含有 NH4Cl— Na NO2 的压裂液黏度能保持在 5 0 0 m Pa· s左右 ,满足压裂施工时的压裂液性能要求 ;将催化剂、过硫酸铵、NH4Cl和Na NO2 加到压裂液中 ,4h后压裂液即可完全破胶 ,其破胶液黏度小于 1 0 m Pa· s     

用于压裂液的胶囊破胶剂性能评价

胶囊破胶剂是近年发展起来的一种新型破胶技术。它是以一种或多种常用的破胶剂为囊心,表面裹上一层防水的囊衣材料而形成的微小胶囊,具有延缓释放破胶剂的特点,在压裂作业中可高浓度使用而不影响其它流变性能。简述了胶囊破胶剂技术的现状、类别、特点,并选用国内外的部分胶囊破胶剂样品进行了室内性能评价实验。