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耐高温VES清洁压裂液体系

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耐高温VES清洁压裂液体系

1994 中 国 石 化 华 北 石 油 局 井 下 作 业 公 司 摘 要 耐 高 温 V 洁 压 裂 液 体 系 研制 开 发 成 功 以 来 , 在 多 家 油 田 得 到 了 应 用 。截 止 2008 年 12 月 , 在 胜 利 油 田 、 华 北 气田 、 吐 哈 油 田 、 长 庆 油 田 压 裂 或 压 裂 防 砂57 井 次 , 累 计 增 油 85 000 t 以 上 , 有 效 率9713 。 现 场 试 验 表 明 , 该 体 系 耐 高 温 性 能优 良 , 携 砂 能 力 强 , 摩 阻 略 低 于 压 裂液 , 具 有 良 好 的 放 置 稳 定 性 。关 键 词 压 裂 液 ; 聚 合 物 驱 ; 华 北 油 田作 为 传 统 聚 合 物 / 破 胶 方 法 的 突 破 , 1997 年 , 斯 伦 贝 谢 公 司 的 专 家 联 合 开 发 了 由 表面 活 性 剂 组 成 的 压 裂 液 , 简 称 V 此 后 , 该 压 裂 液 体 系 得 到 了不 断 的 丰 富 和 发 展 。 截 止 2008 年 , 国 外 石 油 公 司使 用 V 裂 液 已 成 功 地 进 行 了 超 过 2 400 井 次的 压 裂 作 业 。 试 验 表 明 , 使 用 该 类 压 裂 液 比 使 用 瓜胶 基 聚 合 物 水 基 压 裂 液 的 增 产 效 果 可 以 提 高 27 左 右 , 其 成 本 稍 高 或 相 当 于 聚 合 物 水 基 压 裂 液 。1 开 发 思 路耐 高 温 V 洁 压 裂 液 不 含 高 分 子 聚 合 物 ,其 增 稠 性 能 是 由 特 殊 的 表 面 活 性 剂 分 子 和 助 剂 来 实现 的 。 表 面 活 性 剂 分 子 具 有 一 定 的 自 聚 化 倾 向 , 将其 非 极 性 部 分 与 水 隔 离 开 来 , 形 成 的 胶 束 结 构 通 常为 小 球 状 或 长 棒 状 。 然 而 , 当 溶 解 在 盐 水 中 时 , 一些 特 定 结 构 的 如 含 长 链 烃 基 结 构 的 季 铵 盐 阳 离 子型 表 面 活 性 剂 分 子 能 够 形 成 一 种 类 似 于 高 分 子 线团 结 构 的 胶 束 , 完 全 不 同 于 常 规 的 球 状 或 棒 状 结构 。 这 种 胶 束 的 网 络 结 构 具 有 一 定 的 抗 扭 曲 能 力 ,使 液 体 具 有 较 高 的 粘 度 , 可 作 为 压 裂 液 使 用 。 当 有机 物 质 溶 解 到 这 种 胶 束 结 构 核 心 时 , 会 导 致 胶 束 结构 的 破 坏 , 将 原 来 的 网 络 结 构 转 变 为 球 状 结 构 而 降低 其 粘 度 。 利 用 这 一 特 性 , 生 产 井 的 产 出 液 如 油或 气 就 会 大 大 降 低 这 种 V 体 粘 度 , 而 不 必添 加 破 胶 剂 ; 此 外 , V 裂 液 在 地 层 盐 水 的 稀释 作 用 下 也 会 自 行 破 胶 化 水 。 降 粘 后 的 体 系 为 表 面活 性 剂 的 小 分 子 溶 液 , 粘 度 与 水 大 致 相 同 , 易 于 返排 而 不 会 造 成 固 相 残 留 。从 长 链 脂 肪 酸 衍 生 出 来 的 季 胺 盐 , 可 形 成 独 特的 虫 形 棒 状 胶 束 。 该 体 系 不 含 高 分 子 聚 合 物 , 可 完全 破 胶 化 水 , 基 本 不 对 裂 缝 导 流 能 力 造 成 影 响 。 此外 , 还 具 有 操 作 简 便 , 易 于 配 制 , 使 用 设 备 少 , 不需 聚 合 物 水 基 压 裂 液 那 样 的 溶 解 / 水 化 过 程 等 特 点 。通 过 研 究 V 盐 水 溶 液 中 使 用 表 面 活 性 剂等 化 学 品 的 种 类 、 液 体 组 成 , 及 其 与 流 变 学 特 性 、滤 失 性 及 导 流 能 力 等 特 性 的 关 系 , 可 以 开 发 出 一 种新 型 耐 高 温 V 洁 压 裂 液 。2 性 能 及 特 点在 大 量 试 验 的 基 础 上 , 优 选 助 剂 类 型 和 使 用 浓度 , 优 化 合 成 工 艺 , 完 成 了 新 型 耐 高 温 V 洁压 裂 液 的 研 制 。 对 合 成 小 样 进 行 室 内 流 变 性 评 价 ,升 温 到 100 ℃ , 以 170 s - 1的 速 率 剪 切 1 h , 粘 度 仍在 100 s 以 上 ; 升 温 到 130 ℃ , 以 170 s - 1的速 率 剪 切 1 h , 粘 度 仍 在 50 s 以 上 。在 室 内 小 样 合 成 的 基 础 上 , 利 用 工 业 样 品 作 为合 成 原 材 料 , 进 一 步 优 选 助 剂 类 型 和 使 用 浓 度 , 优化 工 业 合 成 工 艺 , 完 成 了 V 洁 压 裂 液 的 放 样生 产 。 考 虑 市 场 经 济 效 益 , 开 展 室 内 试 验 和 筛 选 工作 , 将 压 裂 液 的 成 本 有 效 地 控 制 在 较 低 水 平 , 实 现了 该 类 表 面 活 性 剂 的 工 业 生 产 。 新 型 V 洁 压裂 液 , 由 增 稠 用 表 面 活 性 剂 、 稳 定 助 剂 和 交 联 助 剂组 成 。 其 中 V 面 活 性 剂 属 国 内 外 首 创 。V 裂 液 与 瓜 胶 压 裂 液 相 比 , 由 于 不 含 高分 子 聚 合 物 , 岩 心 伤 害 率 大 幅 降 低 , 对 低 渗 岩 心 的伤 害 率 小 于 15 , 无 需 添 加 杀 菌 剂 等 ; 不 在 裂 缝中 留 下 残 余 物 , 使 导 流 能 力 最 大 化 ; 减 少 施 工 摩阻 , 可 用 小 内 径 管 柱 施 工 ; 减 少 滤 失 , 却 不 产 生 滤饼 ; 改 进 了 裂 缝 的 几 何 形 状 延 长 裂 缝 长 度 , 优 化裂 缝 高 度 ; 表 现 出 良 好 的 携 砂 性 能 ; 减 少 了 井 场设 备 和 所 需 原 料 。3 现 场 应 用耐 高 温 V 洁 压 裂 液 体 系 研 制 开 发 成 功 以来 , 在 多 家 油 田 得 到 了 应 用 。 截 止 2008 年 12 月 ,在 胜 利 油 田 、 华 北 气 田 、 吐 哈 油 田 、 长 庆 油 田 压 裂或 压 裂 防 砂 57 井 次 , 累 计 增 油 85 000 t 以 上 , 有效 率 9713 。 现 场 试 验 表 明 , 该 体 系 耐 高 温 性 能优 良 , 携 砂 能 力 强 , 摩 阻 略 低 于 H P 液 , 具有 良 好 的 放 置 稳 定 性 。 新 型 耐 高 温 V 洁 压 裂液 的 使 用 必 将 大 幅 度 改 善 低 渗 油 田 的 开 发 效 果 。栏 目 主 持 樊 韶 华 87 油 气 田 地 面 工 程 第 28 卷 第 2 期 200912

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