【正文】 未加入交聯(lián)延緩劑。我們使用紅臺(tái) 6 井 J2S（～）的巖心，先測定其空氣滲透率和孔隙度，然后根據(jù)束縛水飽和度和地層水性質(zhì)，建立束縛水飽和度并測定其值。min表 38 壓裂液配方的靜態(tài)濾失性能（壓差為 ）溫度初濾失量 Qsp104m3/m2濾失速率 Vc104m/min濾失系數(shù) CⅢ104m/ min40℃ 50℃ 60℃ 75℃ 85℃ 95℃ 、巖心傷害 壓裂液對儲(chǔ)層的損害，特別是氣藏的損害是受多種因素影響的及其復(fù)雜的過程。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)、壓裂液濾失性能在施工過程中壓裂液濾失進(jìn)入地層，濾失量越大，壓裂液的效率就越低，相應(yīng)對地層的損害就更大。、破膠后殘?jiān)鼔毫岩浩颇z以后的殘?jiān)恐苯佑绊憠毫迅脑斓男Ч?。?37 各溫度破膠液表面張力溫度 40℃ 50℃ 60℃ 75℃ 85℃ 95℃表面張力(mN/m) 由表 37 可知，各溫度下破膠液表面張力較小，均小于 28 mN/m。s 以上，并在 4 小時(shí)內(nèi)可以完全破膠。、破膠實(shí)驗(yàn)在不同溫度濃度下將交聯(lián)后的凍膠放入烘箱中，測試破膠后粘度（mPa由于低聚物沒有支持細(xì)菌及微生物的營養(yǎng)源，其在一段時(shí)間內(nèi)不能被細(xì)菌或微生物導(dǎo)致變質(zhì)，因此此體系中不需要加入殺菌劑。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(1)、低溫耐溫耐剪切能力配方：基液：%QYC交聯(lián)液：交聯(lián)劑QYJ交聯(lián)比：100：～圖 31 40℃不同基液濃度的粘溫曲線圖 32 50℃不同基液濃度的粘溫曲線01002003004005006000 10 20 30 40 50 60時(shí) 間 （ min）粘度（mPa.s）01020304050607080溫度（oC）Eta [mPas]T [癈 ]01002003004005006000 10 20 30 40 50 60時(shí) 間 （ min）粘度（mPa.s）01020304050607080溫度（oC）Eta [mPas]T [癈 ]優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)由圖 332 可以看出，在低溫下，QYC2 為稠化劑形成的交聯(lián)體系具有較好的抗剪切能力，1 小時(shí)后的粘度能維持在 200mpas 以上。通過添加劑的優(yōu)選與用量調(diào)整篩選，最終確定滿足低分子聚合物壓裂液配方體系。離心后，讀取被膨脹的膨潤土粉體積。因此 KCl 作為粘土穩(wěn)定劑得到了廣泛的應(yīng)用。表 25 常用助排劑的表面活性對比%水溶液表面張力,N/m助排劑名稱吸 附 前 吸 附 后 結(jié) 論 來 源CF5A 高吸附 長慶油田YQ1 低吸附 長慶油田YQ2 低吸附 長慶油田DL10 高吸附 壓裂中心DL12 低吸附 壓裂中心D50 低吸附 吐哈油田ZA5 低吸附 吐哈油田、粘穩(wěn)劑優(yōu)選壓裂液中常用的粘土穩(wěn)定劑主要有無機(jī)鹽類和陽離子有機(jī)聚合物。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)、壓裂液添加劑優(yōu)選、助排劑優(yōu)選對于低壓致密砂巖儲(chǔ)層，使用助排劑，改善入井流體對儲(chǔ)層巖心的潤濕吸附特性，降低毛細(xì)管阻力，消除“水鎖”效應(yīng)，對實(shí)現(xiàn)壓裂液返排，減少儲(chǔ)層損害及其重要。水基凍膠壓裂液中破膠劑非常重要。在膠囊包制的過程中，固體氧化劑用一種惰性膜包起來，然后膜層降解或慢慢地被其攜帶液所滲透，而將氧化劑釋放到壓裂液中。通常，酸破膠劑的作用是逐漸改變壓裂液 pH 值到—定范圍，在此范圍內(nèi)壓裂液不穩(wěn)定，水解、或聚合物的化學(xué)分解發(fā)生。目前人們也對各種壓裂液在較寬使用溫度范圍內(nèi)的聚合物專用酶的開展研究。但是現(xiàn)場使用酶破膠劑不方便，酸性酶對堿性聚糖硼凍膠的粘優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)度有不良影響。(2)、酶破膠劑常用的有淀粉酶、纖維素酶、胰酶、蛋白酶。當(dāng)溫度低于 50℃，這些化合物分解慢，釋放氧緩慢，必須加入金屬亞離子作活化劑，促進(jìn)分解。主要有：過硫酸銨、過硫酸鉀、高錳酸鉀(鈉)，叔丁基過氧化氫，過氧化氫，重鉻酸鉀等化合物可產(chǎn)生[O]，使植物膠及其衍生物的縮醛鍵氧化降解，使纖維素及其衍生物在堿性條件下發(fā)生氧化降解反應(yīng)。許多技術(shù)及時(shí)地滿足了工藝的需要(如延遲交聯(lián)體系)，而一些發(fā)展確實(shí)將應(yīng)用交聯(lián)凍膠有關(guān)的問題顯露出來。我們優(yōu)選 QYJ2 交聯(lián)劑與 QYC 稠化劑進(jìn)行配伍，在交聯(lián)比為 %%時(shí)，可將交聯(lián)時(shí)間控制在 10s120s。交聯(lián)劑類型有：有機(jī)鈦交聯(lián)劑、有機(jī)硼交聯(lián)劑、無機(jī)硼交聯(lián)劑、酚醛類交聯(lián)劑、多金屬交聯(lián)劑等，交聯(lián)情況如下：表 22 部分交聯(lián)劑類型優(yōu)選交聯(lián)劑類型 交聯(lián)時(shí)間（秒）交聯(lián)強(qiáng)度 破膠后粘度(mpas)有機(jī)鈦交聯(lián)劑 1090 可挑掛 ＜10有機(jī)硼交聯(lián)劑 ＞600 無機(jī)硼交聯(lián)劑 ＞600 酚醛交聯(lián)劑 ＞600 多金屬交聯(lián)劑 1090 可挑掛 ＜10由表 22 可以看出，有機(jī)鈦交聯(lián)劑和多金屬交聯(lián)劑更適用于 QYC 類稠化劑。(3)鋁、銻交聯(lián)劑鋁交聯(lián)劑有明礬、鋁乙酰丙酮、鋁乳酸鹽、鋁醋酸鹽等。與硼砂相比，有機(jī)鈦交聯(lián)劑的優(yōu)點(diǎn)是用量少，交聯(lián)速度易控制，交聯(lián)后凍膠高溫剪切穩(wěn)定性好，適用范圍較寬。硼酸鹽交聯(lián)的壓裂液以較低的成本得到廣泛的應(yīng)用。我們最后選取 QYC2 為合適的稠化劑，該低分子聚合物 QYC2 溶解時(shí)間≦5min，水溶性較好,且溶解后溶液均勻、無沉淀、不分層、無魚眼等現(xiàn)象。稠化劑增粘能力強(qiáng)，可以減少其用量，相對降低壓裂液殘?jiān)浚瑴p少對儲(chǔ)層的損害。目前國內(nèi)各油田主要使用的植物膠稠化劑是羥丙基瓜爾膠，也是國際上應(yīng)用廣泛的水基壓裂液稠化劑，占使用量的 90%以上，它具有水不溶物低，用量少，熱穩(wěn)定性好，適應(yīng)于不同規(guī)模、不同井深井溫的低滲透油氣藏的壓裂改造。其合成模型大致為： 微波 水溶液催化劑紫外線發(fā)射管 圖 21 低聚物合成原理圖該聚合物具有高耐剪切性，無殘性。普通聚合物由于其分子鏈中的單體分布得不均勻，在受到外力時(shí)，分子鏈的薄弱鏈節(jié)易斷，故一般聚合物不具有抗剪切性。天然高分子（田菁膠、瓜爾膠、胡麻膠、香豆膠)及其改性產(chǎn)品(如各種改性胍膠)，其組成復(fù)雜,能發(fā)生交聯(lián)的官能團(tuán)多、易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)故成為國內(nèi)外壓裂液主要增稠劑。它在我國資源豐富，也是傳統(tǒng)的食品原料之一。開發(fā)既具有清潔壓裂液體系優(yōu)點(diǎn)，如攜砂好、破膠徹底、破膠后殘?jiān)?、傷害率低而且成本低的清潔壓裂液具有重要意義。該壓裂液有很好的耐剪切性能，并且破膠后殘?jiān)康?，對?chǔ)層傷害小，適用于超低滲透油氣田應(yīng)用。通過壓裂液性能評價(jià)表明，用該交聯(lián)劑交聯(lián)的多羥基醇壓裂體系具有良好的剪切穩(wěn)定性和延遲交聯(lián)特性。在溶解時(shí)間上比普通瓜膠縮短了近一半，并且仍具有很好的耐剪切性能。當(dāng)瓜膠以固態(tài)形式懸浮在醇溶液中時(shí)，側(cè)鏈 3,5 位置上的羥基在催化劑的作用下發(fā)生脫質(zhì)子化反應(yīng)，再進(jìn)一步通過環(huán)氧丙烷醚化作用，形成新的產(chǎn)物—羥丙基瓜膠。、改性瓜膠 國內(nèi)在瓜膠加工方面較顯著的進(jìn)展是昆山石油物資公司推出了超級瓜膠，水不溶物大幅度降低，應(yīng)用方面是中原油田推出的變粘技術(shù)，即在攜砂階段開始降低膠液粘度，取得了較好效果。該清潔壓裂液完成了 20 多井次現(xiàn)場試驗(yàn)效果良好例如在某油田是鄰井使用常規(guī)水基壓裂液壓裂井產(chǎn)量的 2～3 倍。因此該壓裂液易于返排。根據(jù)這一特性，哈里伯頓能源技術(shù)服務(wù)公司的 Micro Polymer 將普通瓜膠分子切割成 2030 段，使其水溶性提高。重復(fù)利用不但可以省下其中部分價(jià)格昂貴的化學(xué)劑費(fèi)用，對水資源缺乏地區(qū)節(jié)約下次施工的用水量也很有意義。 由于這兩項(xiàng)技術(shù)的綜合利用，PEG 壓裂液具有低濃度、低殘?jiān)?、易返排，對支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害低等特點(diǎn)。 除此之外，開發(fā)了一種新的助排劑，可以防止殘?jiān)g的聚并。PEG 采取特殊工藝在加工過程中要?dú)v經(jīng)高溫和剪切降解，分子量下降。在對 ALBERT CANADA 砂巖藏用低濃度壓裂液的應(yīng)用效果證明，配液用水和添加劑基本不變的情況下，僅僅改用 pH 調(diào)節(jié)體系和降低瓜膠用量 25%，相近的加砂量，壓后增產(chǎn)倍數(shù)由 提高到 ，壓裂液返排時(shí)間由數(shù)天降低到 12 天。根據(jù) Hawkins, KENNETH 等人的研究，瓜膠用量越大，壓裂液對支撐劑導(dǎo)流的傷害越嚴(yán)重。壓裂液中硼酸根濃度取決于硼的總量和 pH 值，pH 值越高，硼酸根占總硼量的比例越大。、低濃度瓜爾膠壓裂液 硼交聯(lián)瓜膠于上世紀(jì)六十年代用于油氣水力壓裂攜砂。采用延遲交聯(lián)凝膠做為泡沫的穩(wěn)定劑。 第二代泡沫壓裂液。 雖然清潔壓裂液有以上優(yōu)點(diǎn)，但其用量較大，使用成本較高的問題仍然限制了它的使用范圍。在進(jìn)行增產(chǎn)措施之前，用 DataFRAC 軟件模擬，施工設(shè)計(jì)為：前置液量降低 10%，采用砂比8ppa，加入 66000lbm 的支撐劑。用 VES 壓裂液施工的摩阻為清水的 30%50%,比用低濃度瓜膠壓裂摩阻低。其中一口井用低濃度瓜膠壓裂液，另一口井 VES 壓裂液施工。濾失實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行測定，巖心前部表面活性劑的含量為巖心其余部分的 10 倍多，造成了高流動(dòng)阻力。 使用 VES 的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是降低了摩擦阻力，因此，有利于使用邊續(xù)油管進(jìn)行壓裂。 對于低滲透地層，水力壓裂的目的是產(chǎn)生高導(dǎo)流的長裂縫。 粘彈性表面活性劑壓裂液的使用改變了對壓裂施工中壓裂液和支撐劑作用的看法。 雖然早就認(rèn)識(shí)到了表面活性劑的粘彈性結(jié)構(gòu)，但直到 1987 年首次應(yīng)用于礫石充填作業(yè)。在 VES 壓裂液中，為了抵消離子基團(tuán)之間的排斥力，加入了平衡陰離子，使用無機(jī)陰離子和有機(jī)陰離子，使之形成有序排列的鏈狀膠束，溶液粘度提高并具有彈性，形成凝膠。VES 壓裂液中所用的季銨類表面活性劑在鹽水形成的膠束，主要呈蚯蚓狀或長圓棒狀，相互之間高度纏結(jié)，構(gòu)成了網(wǎng)狀膠束，類似于交聯(lián)的長鏈聚合物形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。、清潔壓裂液 通過近幾年低傷害壓裂液體系的研究，在一定程度上降低了瓜爾膠壓裂液的傷害，但仍存在破膠不完全，而且破膠后殘?jiān)鼩埩粼诹芽p內(nèi)，降低支撐劑充填層的滲透率，傷害產(chǎn)層，導(dǎo)致壓裂效果變差。水力壓裂技術(shù)自 1946 年誕生以來，特別是近 20 年得到快速發(fā)展，從砂巖儲(chǔ)層壓裂應(yīng)用到致密儲(chǔ)層、頁巖，壓裂材料和設(shè)備發(fā)展很快，壓裂相關(guān)軟件也得到很大進(jìn)步。此壓力超過井壁附近地應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度后，在地層中形成裂縫。人們利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井筒，隨即在井底附近憋起高壓。由于壓裂液破膠后填砂裂縫具有很高的滲濾能力，大大改善了油氣層的滲透性，使油氣暢流入井，起到增產(chǎn)增注作用。近幾年來，無殘?jiān)酆衔飰毫岩后w系研發(fā)一直是國內(nèi)外研究方向。一般表面活性劑在水溶液中形成的膠束呈球狀、圓盤狀或圓柱狀，不能使溶液增粘。在季銨鹽類表面活性劑膠束中，帶正電荷的離子基團(tuán)之間的相互排斥作用優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 11 VES 分子模型圖 12 VES 作用機(jī)理使膠束呈球形，不能增加溶液的粘度，更不能使溶液變?yōu)槟z。因此它是一種無殘?jiān)鼔毫岩?。近?Schlumberger 已將 VES 成功應(yīng)用于二氧化碳泡沫壓裂，并開發(fā)出了新一代優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)的耐高溫 VES，適用溫度提高到 150℃。盡管常規(guī)的和新一代交聯(lián)凍膠壓裂液可以很好地控制濾失量，但它們會(huì)對支撐劑充填層的滲透率產(chǎn)生不利影響。實(shí)時(shí)壓力臨測和返排示蹤劑回流場研究表明，這種無傷害低粘度壓裂液即使使用很少的壓裂液和支撐劑，也能有效地增加裂縫的長度。在鹽水飽和巖心中，VES 壓裂液粘度很高，流度很低，流動(dòng)緩慢。通過 油管，以 2431bbl/min 排量施工。用 VES 壓裂液施工，采用少量的壓裂液和支撐劑即可達(dá)到最佳效果。由于 VES 壓裂液對低滲透率氣井降濾失性能好。 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)聚合物壓裂液系統(tǒng)相比，VES 壓裂液具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）、具有非常高的液體效率（85%）左右并完全保留了支撐劑充填層的導(dǎo)流能力這種無傷害的粘彈性表面活性劑壓裂液可以產(chǎn)生更長的有效裂縫；（2）、用極少量的支撐劑即可實(shí)現(xiàn)與聚合物壓裂液相似的支撐劑充填層；（3）、使用添加劑品種少，便于質(zhì)量控制，配制簡單，施工方便，甚至可以用海水配制VES 壓裂液；（4）、用低粘度流體可以有效地?cái)y帶支撐劑，使裂縫高度增長至最低；（5）、由于摩擦阻力低，以較小的水馬力即可泵送 VES 壓裂液，并獲得較高的排量；（6）、用 VES 壓裂液可節(jié)省作業(yè)時(shí)間，快速完成返排，提高產(chǎn)量。該壓裂液攜砂能力強(qiáng)、濾失低、返排快，但粘度低、泡沫壽命短，適用于淺層小規(guī)模施工。 第三代泡沫壓裂液。 泡沫壓裂液具有常規(guī)壓裂液的特殊性，適用于低壓、低滲、水敏性油氣層改造，能滿足大規(guī)模壓裂施工的要求,但其在高溫深井上的應(yīng)用有待于改善。如果壓裂液中硼酸根離子濃度過低，形不成有效的交聯(lián)，過高則經(jīng)過一定時(shí)間剪切會(huì)產(chǎn)生過度交聯(lián)，瓜膠分子內(nèi)交聯(lián)比例升高，生成不溶性的球形分子，失去攜砂能力。聚合物用量越大，壓裂液成本越高，返排越難，且不利于提高壓后暗量。 該體系在 WYOMING 西南致密砂巖氣藏應(yīng)用效果證明，配液用水和添加劑基本不變的情況下，僅僅改用 pH 調(diào)節(jié)體系和降低瓜膠用量 25%，相近的加砂量，壓后 30 天平均產(chǎn)量由常規(guī)壓裂液體系的 ，壓裂液返排率由 63%提高到 72%。 這種 PEG 區(qū)別在于普通瓜膠之處在于，普通瓜膠在加工過程中要?dú)v經(jīng)高溫和剪切降解，分子量下降。由于瓜膠用量減少，返排速度提高，破膠殘?jiān)繙p少。這種添加劑類似于 Sch