清洁压裂液用稠化剂

清洁压裂液研究进展雷跃雨 王世彬 郭建春 刘莎莎(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学)摘要 清洁压裂液是一种无聚合物的黏弹性液体。

其稠化剂为特定的表面活性剂,这些表面活性剂分子溶解在盐水中会形成棒状胶束,依靠胶束间相互缠绕形成的三维网状结构达到有效携砂;烃类物质能破坏表面活性剂的胶束结构,不需要外加破胶剂。

因此,清洁压裂液的交联、携砂和破胶等原理都不同于常规压裂液。

本文综述了清洁压裂液的增稠原理、流变性能、破胶性能,以及未来发展趋势。

关键词 清洁压裂液 胶束 黏弹性DOI:10 3969/j.issn.1002-641X 2010 11 007水力压裂作为油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施已经发展应用了60年。

在影响压裂成败的诸多因素中,压裂液的性能至关重要。

由于成本低、流变性能好等优点,水基冻胶压裂液作为主要的压裂液已经应用了很多年,但这类压裂液的稠化剂均是一些大分子的聚合物,如改性胍胶、羟丙基纤维素及聚丙烯酰胺等。

这些大分子聚合物,虽然成胶质量好,但因其溶解分散性差,水不溶物多,易形成鱼眼!等,使得聚合物的利用率大大降低。

此外,增稠剂与交联剂交联形成的超大分子中就有相当一部分未彻底破胶的物质和水不溶物,在压裂施工后残留在地层裂缝中,使地层渗透率下降,引起二次伤害,导致压裂改造效果降低[1]。

无聚合物、黏弹性表面活性剂(VES)压裂液技术的成功应用为我们引入了清洁压裂液。

清洁压裂液又称表面活性剂压裂液、无伤害压裂液,是以一种防膨能力很强的表面活性剂为增稠剂的胶体压裂液体系,其不含任何聚合物,不含有任何不溶于水和烃类的固体。

因此,清洁压裂液中无残渣,不存在引起伤害的固体微粒,对地层基本无二次污染伤害[2]。

而且,形成的裂缝面相对胍胶压裂液更干净,压裂液对裂缝面的伤害也明显减少;返排时间短,在碳氢化合物相中,表面活性剂可以自我分解成多个部分,在产出水中残留很少,利于(普通水)返排,恢复导流能力可达97%[3]。

压裂用稠化剂
压裂用稠化剂是一种用于油气井增产作业的重要化学添加剂，其主要作用是增加压裂液的黏度和稠度，提高压裂效果。

稠化剂通常由聚合物、交联剂、稳定剂等多种化学物质组成，通过化学反应形成网状结构，使液体变得粘稠。

在压裂过程中，稠化剂能够有效地控制压裂液的流动速度和压力，防止井壁坍塌和地层污染等问题的发生。

同时，稠化剂还能够改善压裂液的滤失性能和储层保护能力，提高油气井的产量和采收率。

目前市场上常见的稠化剂包括聚丙烯酰胺类、多糖类、纤维素类等。

这些稠化剂具有不同的特性和应用范围，可以根据具体的地质条件和作业需求进行选择和调配。

在使用稠化剂时需要注意其浓度、pH值、温度等因素的控制，以确保其稳定性和安全性。

ICSQ/KL 新疆科力新技术发展股份有限公司企业标准Q/KL 070—2018 压裂用稠化剂非植物胶聚合物 KL-100Y2018-9-30发布2018-10-11实施新疆科力新技术发展股份有限公司发布前言本标准根据GB/T20001.10-2014《标准编写规则第10部分：产品标准》给出的规则起草。

本标准由新疆科力新技术发展股份有限公司QHSE体系部提出并归口。

本标准起草单位：新疆科力新技术发展股份有限公司采收率项目部。

本标准主要起草人：魏静、刁雨薇。

压裂用稠化剂非植物胶聚合物 KL-100Y1 范围本标准规定了压裂用稠化剂非植物胶聚合物 KL-100Y的分类和标记、技术要求、仪器与试剂、试验方法、检验规则、标志、标签和随行文件、包装、运输和贮存及健康、安全、环境控制要求。

本标准适用于压裂用稠化剂非植物胶聚合物 KL-100Y，该类产品主要用于油藏压裂。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 6679 固体化工产品采样通则GB/T 17514-2008 水处理剂聚丙烯酰胺SY/T 5764-2007 压裂用植物胶通用技术要求3 分类和标记产品标记按下列规则编制KL-100Y产品类型代号企业标识4 技术要求压裂用稠化剂非植物胶聚合物KL-100Y的质量检验技术指标和试验方法应符合表1的规定。

表1 压裂用稠化剂非植物胶聚合物 KL-100Y的质量检验技术要求5 仪器与试剂5.1 仪器及设备仪器应符合以下要求：a)电子天平：感量±0.01g；b)粘度计：MCR302流变仪或同类产品；c)恒温箱：控温范围室温～200℃，控温精度0.1℃；d)搅拌器：吴茵混调器，转速0r/min～2000r/min或其他同类产品；e)精密pH试纸：5.0～7.0；f)秒表：分度值0.1s；g)广口瓶：1000mL；h)量筒：500mL，1000mL；i)容量瓶：1000mL；j)烧杯：100mL。

压裂液作为压裂改造储层中的关键流体，其优异的黏弹性和耐温性，对造缝、携砂形成油气疏通的油气缝网尤为重要[1]。

目前，压裂液以胍胶、清洁压裂液和聚合物压裂液为主。

其中胍胶价格昂贵，破胶残渣较多，容易造成地层伤害。

清洁压裂液虽具有破胶残渣少的特点，但其不仅价格昂贵，且耐温性较差，无法大规模使用。

近年来，聚合物压裂液价格低廉，携砂性好，摩阻低，低伤害及破胶残渣少等优点，受到了压裂工作者的广泛青睐[2]。

超分子乳液压裂液[3]，作为一种新型聚合物压裂液体系，通过乳液稠化剂与自制增效剂复配，实现分子间自组装相互穿插，使阴阳离子间相互吸引形成离子键，并通过分子间氢键和分子间相互作用力，使得压裂液网络结构更加复杂实现增黏。

同时，该网状结构高温剪切破坏后能够重新复原，因此在整个压裂施工中，液体黏度变化不大。

结果表明：由于体系分子间氢键、离子键和分子间相互作用力协同作用，同用量下比普通聚合物压裂液表现出更优异的耐温耐剪切性和黏弹性。

1 实验材料与仪器丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 （AMPS）、3号白油、山梨醇酐单硬脂酸酯（Span 60），聚山梨酸酯60（Tween 60）均为工业品；丙烯酸（AA）、亚硫酸氢钠、过硫酸钾（KPS）、过硫酸铵（APS）、氢氧化钠均为化学纯；刚性单体M和增效剂SLZ-1为自制；高纯氮气。

WZ-50C6双管微量注射器，史密斯仪器有限公司；雷磁PHS-3C型pH计，上海仪电科学仪器有限公司；GJ-3S高速搅拌机、ZNN-6六速旋转黏度计，青岛海通达石油仪器；博勒飞DVS+数超分子乳液型压裂液稠化剂的研制及性能评价吴诚岐中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司 山东 东营 257077 摘要：选用丙烯酰胺（AM）和丙烯酸（AA）为水溶性单体，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为耐盐单体，与自制刚性单体M经反向乳液聚合成功制备了四元共聚p（AM/AA/AMPS/M）稠化剂SLM-1，并将其与30%自制增效剂SLZ-1复配形成超分子乳液压裂液稠化剂。

基金项目：国家科技重大专项课题《大型油气田及煤层气开发》（２０１６ＺＸ０５０２３００３）。

通讯作者：陈亚联，２０１０年毕业于西安石油大学化学工程与工艺专业，现在咸阳川庆鑫源工程技术有限公司从事压裂液及其添加剂的研发、制备、推广等工作。

通信地址：陕西省西咸新区秦汉新城兰池三路１６５９２号，７１００４２。

Ｅ ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙｌ２０８＠１２６．ｃｏｍ。

ＮＨＣ环保型清洁压裂液性能评价及现场应用陈亚联１，２　刘永峰１，２　左挺１　刘国良１　曹欣１　廖乐军１（１．咸阳川庆鑫源工程技术有限公司；２．川庆钻探长庆井下技术作业公司）摘　要　为解决常规压裂返液不易回收利用的问题，制备了一种ＮＨＣ压裂液。

ＮＨＣ压裂液稠化剂为一种低分子多糖表面活性剂，具有多糖自交联及表面活性剂卷曲、缠绕的双重作用。

当稠化剂ＢＨＣ ２用量为０．４％～０．８％时，ＮＨＣ压裂液耐温抗剪切能力在７０～９０℃，在其返排液中加入０．３％～０．７％ＢＨＣ ２后，可再次形成压裂液。

现场试验表明：在清水中加入０．４％ＢＨＣ ２所形成的压裂液在施工过程中压力较平稳，在返排液中加入０．３％ＢＨＣ ２时即可形成交联液，实现携砂压裂。

ＮＨＣ压裂液配液及回收工艺较简捷，在长庆华池油田某井压裂施工７段，回收返排液１４３５ｍ３，返排液回收利率为９５．６７％，较好的利用了返排中的有效成分，减少了水资源的浪费，具有良好的环保效应。

后期数据分析表明：使用ＮＨＣ压裂液改造后储层产油量比胍胶压裂液提高７．５５％以上，表明该压裂液对储层伤害较小，有利于维持储层的原始动态平衡。

关键词　清洁压裂液；可回收；自交联；环保ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０４．００８ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０４ ００３５ ０５犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犪狀犱犉犻犲犾犱犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅犳犖犎犆犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋 犳狉犻犲狀犱犾狔犆犾犲犪狀犉狉犪犮狋狌狉犻狀犵犉犾狌犻犱ＣｈｅｎＹａｌｉａｎ１，２　ＬｉｕＹｏｎｇｆｅｎｇ１，２　ＺｕｏＴｉｎｇ１　ＬｉｕＧｕｏｌｉａｎｇ１　ＣａｏＸｉｎ１　ＬｉａｏＬｅｊｕｎ１（１．犡犻犪狀狔犪狀犵犆犺狌犪狀狇犻狀犵犡犻狀狔狌犪狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犆狅．，犔狋犱．；２．犆犆犇犆犆犺狌犪狀狇犻狀犵犇狅狑狀犺狅犾犲犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犆狅犿狆犪狀狔）犃犅犛犜犚犃犆犜　Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｉｓｎｏｔｅａｓｙｔｏｂｅｒｅｃｙｃｌｅｄ，ａｎＮＨＣｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄ．ＮＨＣｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｔｈｉｃｋｅｎｅｒｗａｓａｋｉｎｄｏｆｌｏｗｍｏｌｅｃｕｌａｒｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｕｒｆａｃｅａｃｔｉｖｅａｇｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｈａｄｔｈｅｄｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｅｌｆ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇａｎｄｓｕｒｆａｃｔａｎｔｃｕｒｌｉｎｇａｎｄｗｉｎｄｉｎｇ．ＷｈｅｎｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆｔｈｉｃｋｅｎｅｒａｇｅｎｔＢＨＣ ２ｗａｓ０．４％ ０．８％，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｈｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＮＨＣｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｗａｓ７０ ９０℃．Ａｎｄｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｃｏｕｌｄｂｅｏｂｔａｉｎｅｄａｇａｉｎｂｙａｄｄｉｎｇ０．３％ｔｏ０．７％ＢＨＣ ２ｉｎｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ．Ｆｉｅｌｄｔｅｓｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｆｏｒｍｅｄｂｙａｄｄｉｎｇ０．４％ＢＨＣ ２ｉｎｃｌｅａｎｗａｔｅｒｗａｓｓｔａｂｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｌｉｑｕｉｄｆｏｒｍｅｄａｇａｉｎｂｙａｄｄｉｎｇ０．３％ＢＨＣ ２ｉｎｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｃｏｕｌｄｒｅａｌｉｚｅｓａｎｄｃａｒｒｙｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ．ＮＨＣｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｍｉｘａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｓｉｍｐｌｅ．Ｉｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎ７ｏｆａｗｅｌｌｉｎＣｈａｎｇｑｉｎｇＨｕａｃｈｉｏｉｌｆｉｅｌｄ，１４３５ｍ３ｏｆｔｈｅｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｗａｓｒｅｃｏｖｅｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｔｈｅｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄｗａｓ９５．６７％．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｆｌｏｗｂａｃｋｗｅｒｅｗｅｌｌｕｔｉｌｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｗａｓｔｅｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｗａｓｒｅｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｄｇｏｏｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅｌａｔｅｒｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｉｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙｍｏｒｅｔｈａｎ７．５５％ａｆｔｅｒｕｓｉｎｇＮＨＣｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｈａｄｌｅｓｓｄａｍａｇｅｔｏｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒａｎｄｉｔｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．犓犈犢犠犗犚犇犛　ｃｌｅａｎｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｒｅｃｙｃｌａｂｌｅ；ｓｅｌｆ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ·５３·　油　气　田　环　境　保　护　２０２３年８月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳＦＩＥＬＤＳ Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．４　０　引　言目前压裂液体系仍以植物胶压裂液为主，植物胶压裂液破胶后均会产生大量的残渣，这些残渣在压裂前期形成滤饼会对地层渗透率产生影响，在后期返排时沉积于支撑剂中，使裂缝的导流能力降低，严重影响压裂改造效果［１ ２］。