压裂液性能评价-粘土稳定剂
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CO 2泡沫压裂液性能评价刘晓明1 蔡明哲2 蔡长宇1(1.中国地质大学资源学院能源系,北京;2.北京中佳学校,北京)摘要 CO 2泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分,在低压、水敏地层的压裂改造中,CO 2泡沫压裂液比其它压裂液体系优异。
经优选,确定CO 2泡沫压裂液实验基础配方为:(0.65%~0.70%)GRJ 改性瓜胶+ 1.0%F L -36起泡剂+0.1%杀菌剂+0.3%DL -10助排剂+ 1.0%KCl 粘土稳定剂+(0.003%~0.06%)过硫酸铵+1.5%AC -8酸性交联剂。
并对泡沫质量为50%~70%压裂液体系的剪切性能、耐温性能、流变参数、粘温性能、破胶与残渣、破胶液的表观性能和岩心伤害进行了评价。
结果表明,CO 2泡沫压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能和流变性能,携砂能力强,对储层岩心伤害小,可以满足大多数泡沫压裂施工的需要。
关键词:CO 2泡沫压裂液 耐温性 防止地层损害CO 2泡沫压裂液是压裂液体系的一个重要组成部分,在低压、水敏地层的压裂改造中,CO 2泡沫压裂液比其它压裂液体系性能优异。
为了建立完整的压裂液体系,辽河石油勘探局井下作业公司与中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院廊坊分院开展了CO 2泡沫压裂液性能研究项目。
室内研究1 CO 2泡沫压裂液基础配方在压裂液体系基础上经过优选,确定了CO 2泡沫压裂液(泡沫质量为50%~70%)试验基础配方。
(0.65%~0.70%)GRJ 改性瓜胶+0.1%杀菌剂+1.0%FL -36起泡剂+ 1.0%KCl 粘土稳定剂+0.3%DL -10助排剂+(0.003%~0.06%)过硫酸铵+1.5%AC -8酸性交联剂2 CO 2泡沫压裂液耐温耐剪切性能使用RV20旋转粘度计,在170s -1剪切速率和不同温度条件下,分别测定了泡沫质量为65%的交联泡沫压裂液的耐温和耐剪切性能,结果见表1。
3 CO 2泡沫压裂液耐温性能CO 2泡沫质量为65%的压裂液在不同温度下的流变性能见图1。
一、粘土稳定剂介绍粘土防膨剂取自(采油用化学剂的研究进展)粘土防膨剂分3类:一类是中和粘土表面负电性的化学剂如聚2-羟基-1, 3-亚丙基二甲基氯化铵聚二烯丙基二甲基氯化铵;另一类是与粘土表面羟基作用的化学剂如二甲基二氯甲硅烷;还有一类是转变矿物类型的化学剂, 如温度在20 ~ 85 e 内,1% ~ 15%的硅酸钾或15% ~ 25%的氢氧化钾可将蒙脱石转变为非膨胀性的钾硅铝酸盐(钾沸石) ; 温度在260~ 310 e 内, 015~ 310mo l/L的尿素或甲酰胺水溶液, 可使膨胀型粘土失去膨胀性。
在3 类粘土防膨剂中, 最后一类是最有发展前景的粘土防膨剂。
粘土微粒防运移剂这是一类桥接吸附于粘土微粒和地层表面的化学剂如聚甲基丙烯酰胺基-1, 3-亚丙基三甲基氯化铵与聚-N-乙烯吡咯烷酮等可分别通过粘土微粒和地层表面的负电性与羟基产生桥接吸附, 将粘土微。
粒固定在地层表面, 达到粘土微粒防运移的目的。
目前油田常用的防膨剂品种很多, 可分为无机化合物和有机化合物两大类, 前者如氯化甲( KCl) 、氧氯化锆( 或称次氯酸锆, ZrOCl 2·8H2O) 、多羟基氯化铝[ Al 6( OH) 12Cl6]等, 后者如聚季铵、改性聚季铵、阳离子聚丙烯酰胺等。
这两者防膨剂各有优缺点。
无机防膨剂的优点是耐温性较好, 缺点是防膨效果较差, 用量大, 有效期短; 现有的有机防膨剂优点是防膨效果较好, 用量较少, 有效期较长, 缺点是耐温性较差(取自:稠油油藏新型抗高温防膨剂研制)有机缩膨剂仅在弱酸环境下有效。
粘土稳定剂的类型特点目前, 粘土稳定剂根据化学组成的不同可分为四大类[ 17] :( 1) 无机盐、无机碱类, 这类粘土稳定剂的特点是价格低廉, 使用方法简单, 短期防膨效果较好,缺点是防膨有效期短, 且对抑制微粒运移效果较差[ 18] 。
( 2) 无机聚合物类, 其优点是价格较低且有效期较普通无机盐长, 其缺点是不适合于碳酸盐岩地层, 且仅能在弱酸条件下使用。
编号:2020142 实验报告
实验项目压裂液性能评价实验报告
委托单位
实验人
报告编写
报告页数 9
日期 2020年6月20日
审核人
盖章
压裂液性能评价实验报告
样品来源:盛昊瓜胶特级粉、一级粉;新乡玄泰添加剂样品
实验日期:2020/6/19-2020/6/20 分析日期:2020/6/20 实验一:瓜胶特级粉性能评价
图1 配方:2压裂液耐温耐剪切性能测试
图2 配方2压裂液流变参数测定(k=0.6783,n=0.4933)
图3 配方2压裂液60℃下破胶实验(左图为破胶前,右图为破胶后)
图4 配方3压裂液耐温耐剪切性能测试
图5 配方3压裂液流变参数测定(k=2.587,n=0.4129)
图6 配方3压裂液60℃下破胶实验(左图为破胶前,右图为破胶后)
实验二:瓜胶一级粉性能评价
图7 配方5压裂液耐温耐剪切性能测试
图8 配方5压裂液流变参数测定(k=1.572,n=0.5644)
图
9 配方5压裂液60℃下破胶实验(左图为破胶前,右图为破胶后)
4
未破胶
完全破胶
图10 配方6压裂液耐温耐剪切性能测试
图11 配方6压裂液流变参数测定(k=2.746,n=0.4397)
图12 配方6压裂液60℃下破胶实验(左图为破胶前,右图为破胶后)
实验三:低温活化剂性能评价
图13 40℃破胶实验,放入水浴前(左图为特级粉配方,右图为一级粉配方;各图中左烧杯为加入低温活化剂,右烧杯为不加低温活化剂)
图14 40℃破胶实验,水浴后(左图为特级粉配方,右图为一级粉配方;各图中左烧杯为加入低温活化剂,右烧杯为不加低温活化剂)。
压裂液总结压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液”之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂液在施工时应具有良好热稳定性和流变性能,较低的摩阻压降,优秀的支撑剂输送和悬浮能力,而在施工结束后,又能够快速彻底的破胶返排,残渣低、并且进入地层的滤失液与油气配伍性好,对储层造成的潜在性伤害应最小,从而获得较理想的施工效果.因此,在优选水力压裂所用的工作液时,应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍,对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手,优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。
压裂是油气井增产,水井增注的有效措施之一。
特别适于低渗透油气藏的整体改造。
压裂形成具有高导流能力的填砂裂缝,能改善储集层流体向井内流动的能力,从而提高油气井产能。
然而,压裂作业中压裂液进人储集层后,总会干扰储集层原有平衡条件,压裂措施本身包含了改善储集层和伤害储集层双重作用,当前者占主导时,压裂增产,反之则造成减产.为了获得较好增产效果,就应充分发挥其改善储集层的作用,尽量减少对储集层的伤害。
一、压裂液对油气层的损害压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液"之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂作业中压裂液造成油气层损害的主要原因有:一是由于压裂液及其添加剂选择不当造成压裂液与油气层岩石矿物和油气层流体不配伍造成损害;二是压裂液对支撑裂缝导流能力的损害;三是压裂施工过程中的损害。
1.压裂液与油层岩石和油层流体不配伍损害1)压裂液滤液对油层的损害在压裂施工中,向储集层注人了大量压裂液,压裂液沿缝壁渗滤人储集层,滤液的侵人改变了储集层中原始含油饱和度,并产生两相流动,流动阻力加大。
毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。
如果储集层压力不能克服升高的毛细管力,则出现严重和持久的水锁.故选择压裂液时首先应当考虑,当压裂液向储集层发生渗滤引起流动阻力增加时,储集层压力能否克服该附加阻力。
压裂用粘土稳定剂的研究进展及性能评价方法梁小兵;王思中;胡兴渊;张吉磊【摘要】压裂技术是一项确实有效的提高采收率的方法.由于粘土易发生膨胀和运移,为了减少对储集层渗透率的伤害,需要在压裂液中加入粘土稳定剂.本文在对粘土稳定剂的分类及特点了解的基础上,对其应用现状、发展趋势及作用机理进行介绍,最后介绍了压裂用粘土稳定剂的性能评价指标和方法.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2014(000)018【总页数】4页(P14-17)【关键词】压裂液;粘土稳定剂;进展;性能评价【作者】梁小兵;王思中;胡兴渊;张吉磊【作者单位】陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;中国石油天然气集团公司办公厅,北京100007;长庆油田分公司长南气田开发项目部,陕西西安710018;西安石油大学石油工程学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+2在原油面临枯竭的今天,研发能够提高采收率的方法具有重大意义。
压裂技术是一项确实有效的提高采收率的方法。
影响压裂技术的因素众多,其中压裂液配方中使用的粘土稳定剂的效果好坏是直接影响到采收率的一项重要因素。
表1 水敏指数与所对应的水敏伤害强度水敏性指数水敏性损害强度≤5无5~30弱30~50中等偏弱50~70中等偏强70~90强>90极强地层中的粘土矿物含量较多,世界各国约有97%的油层均含有粘土矿物。
我国的油藏大多数属于砂岩油藏,均含有大量的粘土矿物。
当油藏中粘土含量介于5%~20%时,通常认为该油层粘土含量较高[1]。
在地层开发过程中,如果措施不当,粘土含量高的地层可能会引起渗透率下降,并造成地层损害,这可能是由于粘土矿物的分散运移及水化膨胀作用[2]。
有些较难水化膨胀的微粒同样会产生地层损害,表1为储层的水敏指数与水敏伤害强度的关系表。
一些能够运移的石英微粒及非膨胀型的粘土矿物(如伊利石、高岭石、绿泥石等),还包括一部分混合层的粘土等均被称之为微粒[2]。
清洁压裂液的配方优选及性能评价摘要:清洁压裂液是一种无聚合物压裂液,是在合成长链脂肪酸衍生的粘弹性表面活性剂的基础上,添加了助表面活性剂和粘土防膨剂等助剂,重点研究了该压裂液体系的粘度与质量分数、盐含量、ph值和温度的关系,以及压裂液的破胶性能等。
关键词:清洁压裂液粘弹性表面活性剂胶束压裂技术在油田生产开发过程中,对近井解堵、储层改造、地层防砂、区块开发起着重要的作用,是油井增产的主要手段之一,其中压裂液起着传递压力和携带支撑剂作用,是压裂施工中重要的组成部分。
现在普遍使用的水力压裂液,主要采用天然聚合物胍胶为主剂,交联剂、防膨剂、破胶剂等为助剂。
聚合物配置需要一定的溶解时间,配制条件对设备的分散效果要求很高,并且需要巨型储备罐,配置后的压裂液在长时间存放过程中会变质、失去自身功用。
压裂液在破胶后会留下大量的残余物不能排出,对返排液分析表明,只有35%胍胶基聚合物可返排,其余留在压开的裂缝中,降低了地层的渗透率,对地层造成严重伤害。
因此研制配制简便且对地层伤害较小的压裂液体系是提高压裂效率非常有效的方法。
一、清洁压裂液1.清洁压裂液压裂机理清洁压裂液是一种粘弹性表面活性剂分子,这种压裂液依靠特殊合成的小分子量增稠物,在一定量盐溶液介质条件下,使粘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液的球型胶束;当粘弹性表面活性剂的浓度继续增加,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,合并成为占有空间更小的线状或棒状胶束;棒状胶束会进一步合并,变成更长的蠕状胶束,这些胶束由于疏水作用会自动纠缠一起,形成空间交联网络结构,此时溶液体系具有良好的粘弹性和高剪切粘度,并具有良好的悬砂效果;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。
该胶束能有效输送支撑剂,遇地层水后胶束又会变成小球形胶束,达到破胶的效果。
2.清洁压裂液优点清洁压裂液具有滤失低、对地层无伤害等特点。
一、产品概述
在对含有粘土矿物的油层进行水力压裂时,压裂液使得地层岩石结构表面性质发生变化,水相与粘土矿物的接触或地层水相与压裂液水相的化学位差,引起粘土矿物各种形式的水化、膨胀、分散和运移,对储集层的渗透率造成伤害,甚至堵塞孔隙喉道,对压裂处理效果产生极大的影响,因此压裂液中必须加入粘土稳定剂,以增强压后效果。
粘土稳定剂以烯丙基氯和三甲基稀基盐为原料通过缩合聚合反应,合成的一种小分子量阳离子粘土稳定剂。
具有防膨率高、对地层伤害小、配伍性能良好等特点。
可广泛应用于油井压裂、酸化、洗井作业。
二、技术指标
三、使用方法
直接加入到配制好的胍胶液中,推荐用量:0.3%-0.5%。
四、包装、运输与贮存
包装:200L塑料桶,每桶净重200±1kg。
运输:加盖篷布,防日晒、雨淋,避免与腐蚀性物品和尖状物品混运。
贮存:置于干燥、通风库房,避免与腐蚀性的物品混放,保质期2年。
五、安全与防护
皮肤与眼睛接触:立即用大量清水冲洗。
误食:饮足量温水,催吐,就医。
操作保护:戴PVC、PE或橡胶手套。
泄漏:用大量清水冲洗。
压裂液总结压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液”之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂液在施工时应具有良好热稳定性和流变性能,较低的摩阻压降,优秀的支撑剂输送和悬浮能力,而在施工结束后,又能够快速彻底的破胶返排,残渣低、并且进入地层的滤失液与油气配伍性好,对储层造成的潜在性伤害应最小,从而获得较理想的施工效果。
因此,在优选水力压裂所用的工作液时,应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍,对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手,优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。
压裂是油气井增产,水井增注的有效措施之一。
特别适于低渗透油气藏的整体改造。
压裂形成具有高导流能力的填砂裂缝,能改善储集层流体向井内流动的能力,从而提高油气井产能。
然而,压裂作业中压裂液进人储集层后,总会干扰储集层原有平衡条件,压裂措施本身包含了改善储集层和伤害储集层双重作用,当前者占主导时,压裂增产,反之则造成减产。
为了获得较好增产效果,就应充分发挥其改善储集层的作用,尽量减少对储集层的伤害。
一、压裂液对油气层的损害压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液”之称。
它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。
压裂作业中压裂液造成油气层损害的主要原因有:一是由于压裂液及其添加剂选择不当造成压裂液与油气层岩石矿物和油气层流体不配伍造成损害;二是压裂液对支撑裂缝导流能力的损害;三是压裂施工过程中的损害。
1.压裂液与油层岩石和油层流体不配伍损害1)压裂液滤液对油层的损害在压裂施工中,向储集层注人了大量压裂液,压裂液沿缝壁渗滤人储集层,滤液的侵人改变了储集层中原始含油饱和度,并产生两相流动,流动阻力加大。
毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。
如果储集层压力不能克服升高的毛细管力,则出现严重和持久的水锁。
故选择压裂液时首先应当考虑,当压裂液向储集层发生渗滤引起流动阻力增加时,储集层压力能否克服该附加阻力。
另外使用压裂液添加剂不当时,会造成岩石润湿性反转,当油层由水湿转变为油湿时,可使油相渗透率大幅降低,压后产量减少。
因此,要把降低表面张力与防止润湿反转结合起来。
滤液在油层中滞留的时间越长,对油气层渗透率的损害越大。
油气层渗透率越低,造成损害越严重。
2)压裂液滤液与油气层原油发生乳化造成伤害用水基压裂液压裂时,压裂液滤液会侵入储集层与原油相接触,由于原油中有天然乳化剂如胶质、沥青质和腊等,因此当油水在储集层孔隙中相互接触,渗流时就形成了乳化液,乳化液粘度比地下原油粘度高3.2-3.5倍,使渗滤阻力大大增加。
而原油中的天然乳化剂附着在水滴上形成保护膜,使乳化液具有较高的稳定性。
当乳化液中的分散相通过毛管、喉道时将发生贾敏效应,该效应对流体产生阻力,此液阻效应是可以叠加的,而且一个分散液珠受阻后,还会使分散液珠聚集造成更严重的液堵,因此,防上压裂液滤液与油气层流体发生乳化现象是十分重要的。
3)压裂液与地层水不配伍的损害压裂液与储集层流体的配伍性不好时,可能发生化学反应,产生沉淀,引起油层渗透性下降,造成油层伤害。
4)压裂液滤液引起储集层中粘土矿物膨胀和颗粒运移几乎所有的砂岩储集层都含有一定量的水敏粘土矿物。
对含粘土矿物的水敏性油层,用水基冻胶压裂液进行压裂时,将会对油层渗透率造成极大的损害。
根本原因是在钻开地层之前,地层中的粘土矿物、地层水或盐水达到膨胀平衡,任何化学成分的改变或盐水浓度的降低,都能破坏这种平衡,引起粘土膨胀。
当进行水力压裂时,水基压裂液滤液进人含粘土矿物的水敏性地层,使油层岩石结构及表面性质发生变化,大量的滤液与粘土矿物接触,这些粘土就会与地层流体离子浓度不同的滤液发生反应,粘土水化膨胀,颗粒分散运移,堵塞孔隙喉道,降低了储集层的孔隙度和渗透率,使油气井的产油气能力降低。
粘土矿物对油层的损害,实质上就是破坏油层孔隙结构,降低了油层的渗透性。
储油层的原始渗透率越低,由粘土矿物造成的渗透率损害就越大。
粘土矿物的成分不同,在储集层中含量不同,与压裂液接触后产生的影响也不同,同样,不同的压裂液也引起不同程度的粘土水敏膨胀和颗粒运移。
2.压裂液对储集层的冷却效应造成储集层伤害压裂液进入储集层,会使储集层温度降低,从而使原油中的蜡及胶质、沥青质等析出,造成储集层伤害。
此种伤害取决于储集层原油的性质,储集层原始温度、储集层降温幅度及储集层渗透率等因素。
原油含蜡量高,降温幅度大,储集层渗透率低和储集层原始温度低的油层,“冷却效应”引起的储层伤害就大; SUttin等人认为,当油层原始温度低于80℃(一般石蜡溶点)时,如果压裂后关井时间小于8h,冷却效应将造成严重的伤害;当储集层温度高工80℃时,一般不会造成永久性的储集层伤害。
3.压裂液对支撑裂缝导流能力的损害1)压裂液浓缩对支撑裂缝导流能力损害实验研究表明,在压裂过程中,随着压裂液的注人形成裂缝。
裂缝中压裂液不断滤失。
当裂缝闭合后,裂缝中压裂液进一步浓缩,稠化剂的浓度将增加。
还引起破胶剂浓度分布发生变化,参见羟乙基田青压裂液滤失试验数据见表l。
从表1中可知羟乙基因著压裂液在滤失过程中的破胶剂浓度分布和聚合物浓度分布发生很大变化,滤饼中聚合物浓度约提高9倍,破胶剂浓度提高2倍。
由此可见破胶剂浓度分布的不合理性。
滤饼上聚合物浓度很高,而破胶剂含量相对较低,致使滤饼及其周围的压裂液不能破胶或只有部分破胶,破胶剂未能充分发挥作用,势必造成对支撑裂缝的伤害。
2)压裂液残渣对支撑裂缝导流能力损害压裂液的残渣来源是稠化剂,不同植物胶残渣含量不同,胍胶压裂液残渣含量为915~945mg/l。
,田青压裂液残渣含量为875~1548mg/l。
残渣在岩石表面形成滤饼,可降低压裂液的滤失,并且阻止大颗粒残渣继续浸入储集层内。
但较小颗粒残渣,穿过滤饼随压裂进人储集层深部,堵塞孔隙喉道,降低储集层渗透率。
缝壁上的残渣,随压裂液的注可能沿支撑缝前移,压裂结束后,这些残渣返流堵塞填砂裂缝,降低裂缝导流能力,使填破裂缝完全堵塞,造成压裂失败。
试验结果看出:田青冻胶压裂液,不管是常温或是加温情况下,加压让压裂液经过单后,在滤纸上迅速形成滤饼,滤饼上的残渣占压裂液总残渣量的 78%左右,常温情初 41nin内滤出液中的残渣仅占压裂液中残渣的8.6%,后32min仅占 3.4%,在加温的滤液中的残渣占压裂液中残渣的7.7%。
进人地层中的残渣量极少,且粒径很小。
所含残渣形成的滤饼,既可以防止滤液进人地层,也可以阻止压裂液中的残渣进入地层,起到保护储集层的目的,但滤饼本身对储集层和裂缝导流能力是一种伤害,它降低储集性和裂缝的导流能力,因此如何减少压裂液残渣,是提高裂缝导流能力的一个方向。
4.压裂液储罐清洗不干净,将杂质、锈、垢等带人储集层引起损害。
配液时,水质不好,使压裂液性能改变,并引人有害物质。
二.压裂液体系的选择综上述,在优选水力压裂所用的工作液时,应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍,对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手,优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。
长庆各油田的储层物性差异大、渗透率低、油层薄、油气层深浅不一。
综合考虑长庆油田的地层特征及施工工艺要求,压裂液的选择应满足下列条件:1.良好的抗剪切性能和热稳定性。
尤其是气井等深井,储层温度高,高剪切时间和施工时间长,压裂液要有足够的粘度,以确保携砂和造缝。
2.彻底破胶及低残渣。
压裂液破胶水化程度直接影响支撑裂缝导流能力的大小。
彻底水化破胶后易返排,压裂液返排越快,对油气层造成的损害越小。
残渣多易堵塞油气层孔道,并严重损害支撑带渗透率。
3.与储层岩石和流体相配伍。
配伍性是压裂液关键的特性,防止压裂液滤液引起储层粘土矿物水化、分散、运移和与储层流体形成沉淀,堵塞油气层孔道。
4.低滤失。
控制滤失量是确保超深井压裂施工成功、减少储层损害和降低压裂液成本的重要内容。
5.低摩阻性能。
低摩阻可以提高造缝能力和降低地面泵压及设备损耗。
6.压裂液在现场应用应简单易行,经济有效。
等,不同的压目前水力压裂液有水基、油基、泡沫、乳化、液态CO2裂液体系具有不同的特点及应用条件,见表1。
可见水基压裂液仍是国内外压裂液的主体,占国内压裂液的 95%以上。
它是以水为介质,添加稠化剂、交联剂、破胶剂等十二大类添加剂组成,具有良好的综合性能,即低摩阻、低滤失、耐高温、强携砂能力、易破胶和货源广、成本低、安全、可操作性强等特点。
油基压裂液具有较高的施工摩阻,施工安全性较差,在制备时需要大量的技术力量和质量控制,且成本高;乳化压裂液油水比较难控制,摩阻高;泡沫压裂液施工压力高,需特殊设备,不适合目前大力推广应用的要求。
三、压裂液添加剂1、稠化剂水基压裂液是以清水为基液,用植物胶或聚合物做稠化剂,再加入各种添加剂配制成,常用水基压裂液及性能见表2。
压裂液的残渣量及滤失量是引起储层伤害的主要因素,残渣主要来自稠化剂,国产植物胶稠化剂和美国改性瓜尔胶性能对比还存在差距,但与其它植物胶相比,羟丙基瓜尔胶和香豆胶性能较好优于田菁胶、皂仁胶及其改性产品等。
香豆胶和改性瓜尔胶均具有较低摩阻特性,是良好的减阻剂,通过交联,可形成低摩阻的压裂流体。
长庆油田逐年淘汰了残渣含量高、抗剪切性和热稳定性差的田菁、改性田菁、蘑芋胶等,选用残渣低、抗剪切强、热稳定性好可适合于高深井的羟丙基瓜尔胶。
瓜尔胶及羟丙基瓜尔胶的主要性能指标见表32、粘土稳定剂砂岩储层多少都含有粘土,粘土颗粒遇水先是水化膨胀,进而是剥落分散运移。
由于粘土本身固有的负电荷与阳离子结合,并在溶液中靠近阴离子表面形成阳离子氛,这些阳离子氛与粘土颗粒的阴电荷构成双电层的颗粒互相排斥,必然引起分散。
水合膨胀为分散运移创造了条件,而分散运移又促进了更进一步的水合膨胀。
膨胀型粘土(蒙脱石)以水合膨胀为主,而非膨胀型粘土(高岭石、伊利石)则以分散运移为主。
粘土的水合膨胀和分散运移都会堵塞油气层,降低油气层的渗透率。
因此,对粘土矿物必须采用防膨稳定措施,防上粘土膨胀运移损害油气层。
粘土矿物的防膨和稳定主要是利用粘土表面化学离子交换的特性。
通过改变结合离子达到抑制水合膨胀和分散运移的目的。
粘土矿物由于离子取代使离子带负电荷,形成对阳离子的吸引力。
粘土矿物稳定的基本机理就是选用结合能力强的离子或化学剂而起到防膨稳定作用。
目前常用的粘土防膨稳定剂有无机盐类、有机阳离子聚合物类。
有机阳离子聚合物适用范围广,长久有效,用法简单,用量少,抗酸液,盐液,碱液和油水的冲刷。
3、助排剂在低渗透油气层中,由于存在毛细管压力使液体被滞留在非常小的孔隙中,液珠通过毛细孔喉时需要变形而对液体流动发生阻力效应,产生水锁,阻力效应是可以迭加的。