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一种酸性压裂液研制及其性能评价刘祥;沈燕宾【摘要】针对低渗透、碱敏性储层,研制了一种以有机锆为交联剂,羧甲基羟丙基胍胶为增稠剂的酸性压裂液体系,并对压裂液相关性能进行了系统评价.实验结果表明,当增稠剂溶液浓度为0.4％,交联比为100∶2,破胶剂加量为0.06％时,与压裂液助剂粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等配制的压裂液破胶液粘度为1.013 mPa·s,残渣含量为261 mg/L,防膨率为90.5％,表面张力为27.6 mN/m,平均缓蚀速率为0.826 g/(h·m2),在90℃下滤失速率为0.575×10-5m/min0.5,对储层的伤害率小于15％.%The acid fracturing fluid system was developed for low permeability,alkaline sensitivity reservoir using organic zirconium as crosslinking agent, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum as thickening agent. The performance of fracturing fluid was evaluated. The results showed that when the concentration of thickening agent was0.4% ,crosslinking ratio was 100:2, gel breaking agent amount was 0.06% , the viscosity of gel breaking agent was 1.013 mPa·S,the resi due content was 261 mg/L,the preventing ex pansion rate was 90.5% ,the surface tension was 27.6 mN/m,the average corrosion inhibition rate was 0.826g/(h·M2). The filtration rate was 0.575 × 10 -5 m/min0.5 at 90 ℃., the damage rate for reservoir was less than 15%.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2011(040)012【总页数】4页(P2186-2188,2196)【关键词】酸性压裂液;岩心伤害;有机锆交联剂【作者】刘祥;沈燕宾【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE357目前，大多数压裂液为碱性［1-2］，而绝大部分黏土矿物均能与碱发生反应，导致黏土的负电荷增加，水敏性增强，溶解出的硅离子可以形成硅酸凝胶而堵塞地层，所以各类黏土矿物都存在碱敏损害问题。
新疆油田压裂返排液处理技术摘要：进入新时代以来，社会的快速发展，推动了我国科学技术的不断进步。
目前“水平井+体积压裂”已经成为新疆油田公司增储上产的主要开发模式，随着该开发模式的广泛应用，压裂返排液的处理成为亟待解决的问题。
为了提高压裂返排液中胍胶和无机盐等有效成分的利用率，同时降低采油厂处理站的处理难度，从复配压裂液和回注油层两个方面进行考虑，分别采用“除油—沉降—杀菌”处理工艺和“氧化破胶—混凝沉降—过滤”处理工艺对压裂返排液进行处理。
通过检测两种工艺处理后的水质，证明两种工艺处理后的压裂返排液能够满足SY/T6376—2008《压裂液通用技术条件》、Q/SY02012—2016《压裂酸化返排液处理技术规范》、Q/SY0030—2015《油田注入水分级水质指标》，从而实现了新疆油田压裂返排液的有效循环利用，降低了企业的用水成本。
关键词：新疆油田；压裂返排液；处理技术；回注；复配压裂液引言随着科技的进步，人们活动范围越来越大，对于自然的破坏越来越剧烈，污染也越来越严重，在采油的过程中，反排液是会对自然造成极大的污染的液体，这种液体非常黏稠，富含盐量，是一种影响非常大的污染液。
现阶段，我国很多开采油田的企业都有相应的处理措施，就是将反排液处理的，并通过常规工艺处理注水。
该过程在回流分离过程中没有设置特殊和复杂的组件，导致回流的适应性差。
当原水回流量大时，对现有处理系统影响较大，严重导致系统关闭。
油田回流液保持其对液态组分压裂液的影响。
“保留其对压裂液配液有用的成份，定点清除有害成份，全部处理后，能直接回用配液”的特殊工艺。
这种技术将反排液进行处理，能够有效的解决污染问题，最大限度地减少回流液的容量，降低白酒的成本。
中国非常规油气资源和大型压裂工程，循环水资源，实现零排放效应，降低压裂作业综合成本的最佳途径具有重要的经济价值和环境意义。
1新疆油田压裂返排液处理方式“水平井+体积压裂”开发模式的特点之一是只采不注，且配置压裂工作液时需要大量清水，未来5年，压裂配液最大引入清水量预计将达到300×104m3/a。
胍胶基压裂体系研究进展及其在长庆油田的应用谢璇;张强;陈刚;张洁【摘要】综述了近年来油气田开发压裂需要的胍胶系类产品及相应辅助产品的研究进展.详细介绍了长庆化工生产的胍胶制品及其在长庆油田中的应用,特别是新型胍胶压裂液体系的开发.展望了胍胶制品及其压裂液体系的发展方向.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2014(015)005【总页数】4页(P35-38)【关键词】胍胶;压裂液;长庆油田;研究进展【作者】谢璇;张强;陈刚;张洁【作者单位】中国石油长庆油田化工集团有限公司,西安710021;西安石油大学化学化工学院,西安710065;西安石油大学化学化工学院,西安710065;西安石油大学化学化工学院,西安710065【正文语种】中文植物胶是近年研发的一种天然杂聚糖类添加剂，广泛应用于钻井行业中[1]。
植物胶不溶解于乙醇、甘油、甲酰胺等任何有机溶剂，仅在水中形成一定黏度的胶液。
植物胶配成水溶液后胶粒发生溶胀，水溶胶液具有较高黏度，并随溶胶浓度增加而增加。
大部分植物胶水溶胶液属于非牛顿型流体，具有剪切稀释性。
由于植物胶分子中大多不含离子基团，其水溶胶液一般不受阴、阳离子的影响，具有一定的耐盐性[2-3]。
常见的是植物种实类杂多糖包括胍胶、田菁胶和香豆胶等。
1 压裂用杂聚糖的研究植物杂聚糖属天然高分子聚合物，可用于配制压裂液的杂聚糖主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖及纤维素衍生物等。
植物杂聚糖溶解后具有较高的黏度,是稠化水压裂液的理想原料，同传统合成聚合物相比，植物杂聚糖具有价格低廉、原料丰富、二次伤害小、环保等优点。
目前，胍胶及其衍生物广泛应用于油田压裂作业中。
胍胶是天然杂聚糖的一类，胍胶及其衍生物具有较好的水溶性，且在低质量分数下具有很高的黏度。
其分子链主要由半乳甘露聚糖组成，甘露糖与半乳糖物质的量比为2∶1。
分子主链中甘露糖单元通过β(1-4)苷键项链，半乳糖通过α(1-6)苷键与主链相连，形成侧链。
常用增稠剂类型与品种如下：（1）植物胶及其衍生物胍胶别称胍尔豆胶代号G应用胍胶原粉广泛用作水溶液增稠剂。
其水溶液和水冻胶可用于渗透率较高、地层压力较大的油气层压裂。
用量4%-7%。
羟丙基胍胶代号HPG评议羟丙基胍胶采用的是相对分子质量大、粘度高的胍胶作母体，在胍胶的分子结构中引入极性亲水基团羟丙基，使生成的羟丙基胍胶的亲水性提高，水不溶物减少。
而且改性增加了分子的分支程度，使其水溶速度加快，粘度提高，热稳定性增强。
应用羟丙基胍胶是优良的水基液增稠剂。
其水溶液和水冻胶可用于不同改造规模、不同井深井温的低渗透油气层压裂。
特别适用于高温深井压裂。
粉剂用量0.3%-0.6%。
羧甲基羟丙基胍胶代号CMHPG应用羧甲基羟丙基胍胶的水溶液粘度低，价格高，一般不用作稠化水压裂液。
使不同的交联剂，可配制成耐高、中、低温的水冻胶。
由于其水不溶物和残渣量低，低温下破胶彻底，宜用于低温井。
粉剂用量0.5%-0.8%。
田菁胶代号T应用田菁原粉广泛用于水溶液的增稠。
其水溶液和水冻胶可用于渗透率较高、地层温度高、作业规模较大的油气层压裂。
粉剂用量0.5%-0.8%。
羟丙基田菁代号HPT应用羟丙基田菁是良好的水基液增稠剂。
其水溶液和水冻胶广泛用于不同地层温度的低渗透油气层压裂。
粉剂用量0.5%-0.8%。
羟丙基羧甲基田菁代号HPCMT应用羟丙基羧甲基田菁胶因水溶速度快而用作速溶剂。
使用时，不需提前配制水溶液，而是水溶和施工同步进行，连续混配工艺多用于砂比和砂量皆不高的浅井和中深井。
粉剂使用浓度0.5%-0.8%。
羟甲基田菁胶代号CMT羟乙基田菁胶代号HET应用羟乙基田菁胶可作水溶液增粘剂。
其水溶胶和水冻胶可用于中、低渗透，中、低温油气井的压裂作业。
粉剂用量0.5%-0.8%。
皂仁胶代号Z槐豆胶代号H魔芋胶代号M。
纤维素衍生物羧甲基纤维素CMC粘度变化平和，施工易于控制生物聚多糖黄胞胶代号XT合成聚合物交联剂：是能与聚合物线型大分子链形成新的化学键，使其联结成网状体型结构的化学剂。
低浓度胍胶压裂液体系的研究与应用压裂是实现低渗油气藏开发的有效技术手段，是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施。
随着油气田各类储层的开发，致密低渗、特低渗储层的增产和求产技术对压裂工艺技术提出越来越高的要求，其性质优劣决定压裂施工的成功与否和效果好坏，压裂液作为压裂的血液，其性能对压裂过程至关重要，因此，基于降低储层伤害，提高油气产量，耐高温、低伤害、低成本压裂液体系成为研究的重要方向。
标签：低浓度;胍胶压裂液体系;应用羟丙基胍胶作为水基压裂液的增稠剂，由于具有增稠能力强、抗剪切性好、热稳定性好、控制滤失能力强等特点而被广泛用于油气井压裂。
但该体系存在破胶后残渣残留在储层中，产生孔喉堵塞，也可能残留在裂缝中，降低裂缝导流能力，对储层造成伤害。
如果压裂液体系不当，残渣过高将对储层造成损害，严重时导致油气井减产。
因此，在降低成本、保护储层、提升产油气率的大背景下，低浓度羟丙基胍胶体系具有重大研究意义。
1压裂助剂研究1.1山西组岩石矿物组成及分布储层岩石组成的分析对于开发合适体系压裂液降低储层伤害至关重要，因此采用了X衍射对山西组储层岩石进行测试，其组成及分布。
经研究发现以石英和黏土矿物为主，其中石英最大含量达到99%，黏土含量最大42.5%。
研究区黏土矿物类型多样，伊蒙混层矿物山西组平均达到了31.2%，23.4%样品内伊蒙混层矿物相对含量超过20%，是造成研究区储层水敏性的主要矿物类型，因此压裂液体系需要添加黏土稳定剂类物质进行预防水敏性造成的储层伤害。
1.2储层孔隙度、渗透率研究孔隙度、渗透率对于油气开采效果具有重要的影响，针对山西组储层孔隙度及渗透率进行统计研究，实验数据。
孔隙度主要分布在4.0%——10.0%，这一区段的样品数可占76.59%，平均孔隙度 6.4%，样品孔隙度大于10%分布频率为7.54%;渗透率主要分布在0.01×10-3μm2——0.5×10-3μm2，该分布区段的样品数占89.26%，平均为0.2×10-3μm2，大于0.5×10-3μm2的样品分布频率占到6.64%，属低孔、低渗致密型储集层，因此对于压裂液体系需要注意低孔、低渗储层的预防保护及压裂结束后返排效果的提升，一方面可以降低压裂液体系的残渣减轻对孔隙度的伤害，另一方面需要通过助剂添加降低表界面张力降低水锁效应，降低储层中黏土类物质的敏感性减小储层伤害。
瓜胶压裂液性能及在滨661块整体压裂中的应用张虎贲【摘要】压裂液的流变性是影响其压裂效果的重要因素之一。
针对胜利油田滨661块研制的瓜胶与交联剂FYC-160形成的压裂液体系 GRJ-11,研究其流变性、耐温性和抗剪切性,并利用扫描电镜观测了其微观结构。
结果表明,此压裂液体系具有良好的增黏能力和抗剪切效果,170 s-1、剪切40 min后,体系黏度仍在90 mPa·s 左右,且内部形成了稳定的三维交联网络结构。
对此压裂液在滨661块沙四段12口井进行了整体压裂投产,平均每口井日产油5.53 t,平均含水率为39.74%,压裂后单井获得较高产能,满足于地层压裂的要求。
%The rheology of fracturing fluid is one of the important factors that influence the fracturing effect.The rheology, heat resistance and shear resistance of fracturing fluid (GRJ-11 )were studied which was consisted with guar gum and crosslinking agent(FYC-160)in Shengli oilfield.Its microstructure was observed by scanning electron microscopy (SEM).The results of experimental tests showed that,the fracturing fluid system had higher property of viscosifying ability,shear resistance and more perfect three-dimensional cross-linked network structure.The viscosity of the fracturing fluid could keep about 90 mPa·s after shearing at 170 s-1 for 40 min.The guar gum fracturing fluid system was applied to the field successfully for 12 oil wells,and the average oil production was 5.53 t/d and the average water cut was 39.74% after dealing with 12 wells. The GRJ-1 1 system could match the need of the well with the low reservoir permeability of Es-4 of Bin 6 6 1 black.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P48-51)【关键词】瓜胶压裂液;流变性;抗剪切性;整体压裂【作者】张虎贲【作者单位】胜利油田东胜集团股份公司，山东东营 257000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+4压裂作为改造低渗透油藏的一项重要增产措施，其压裂液的好坏直接影响着压裂效果，是决定压裂成功与否的关键之一［1－3］。
改性瓜胶压裂液的合成与性能评价万鹏;熊青山【摘要】Aiming at poor temperature resistance of current hydraulic fracturing fluid, taking guar gum as raw material, the guar gum was modified by etherification, NaOH alkalization and halogenated hydrocarbon substitution, the optimal synthesis condition was determined. The modified guar gum was used as thickener, and the cross linking agent TMP-8A was selected. Rheological test showed that the system could meet the requirements of fracturing fluid at 170s-1 shear and 140℃ after 2 h test. In the system, the swelling rate of clay stabilizer DF-21 reached90.34%, and the gel breaking agent GC07 broke the gel at 114 min, and the surface tension of discharge agent DV-04 reached 18.5 mN/m. So the system has good compatibility, and meets the requirements of site construction.%针对目前水力压裂液耐温性不足的缺点,基于最常用瓜胶为原材料,对瓜胶经行醚化改性,先用NaOH碱化,再进行卤代烃取代,筛选出最佳合成条件.以改性瓜胶为稠化剂,优选出交联剂TMP-8A作为改性瓜胶的稠化剂,流变测试表明该体系在170 s-1剪切和140℃的条件下测试2h后,能满足压裂液要求.体系中粘土稳定剂DF-21的防膨率达到了90.34%,胶囊破胶剂GC07在114 min完成破胶,助排剂DV-04返排液表面张力达到18.5 mN/m.表明该体系具有很好配伍性,满足现场施工要求.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)012【总页数】3页(P2471-2473)【关键词】瓜尔胶;压裂液;改性;耐高温【作者】万鹏;熊青山【作者单位】长江大学石油工程学院, 湖北武汉 430100;长江大学石油工程学院, 湖北武汉 430100【正文语种】中文【中图分类】TE357油气田开采过程中，多年的施工经验表明，水力压裂改造技术是提高低渗油气储层开发效果的最高效的增产技术，已经成为深层油气藏开发的首选增产技术，受到越来越多的关注［1-3］。
报告题目：水力压裂技术近期发展及展望目录一、引言 ................................................................................................................ - 2 -二、发展及简介 ...................................................................................................... - 2 -2.1 发展历程.................................................................................................... - 2 -2.2 原理简介.................................................................................................... - 2 -三、近期进展 .......................................................................................................... - 3 -3.1 植物胶及其衍生物.................................................................................... - 3 -3.2 纤维素及其衍生物.................................................................................... - 3 -3.2.1羧甲基纤维素钠(CMC) ............................................................... - 4 -3.2.2 改性羧甲基纤维素(CMPC) ........................................................... - 4 -3.2.3 羟乙基纤维素(HEC) ...................................................................... - 4 -3.2.4 羧甲基羟丙基纤维素醚(CMHPC) .............................................. - 4 -3.3 合成聚合物................................................................................................ - 5 -3.3.1 丙烯酰胺类..................................................................................... - 5 -3.3.2丙烯酸酯类...................................................................................... - 5 -3.3.3有机磷酸盐类.................................................................................. - 5 -四、发展展望 .......................................................................................................... - 6 -五、参考文献： ...................................................................................................... - 6 -水力压裂技术近期发展及展望一、引言经过50多年的发展，水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展，不但成为油气藏的增产增注手段，也成为评价认识储层的重要方法[1]。
压裂液是油气田压裂增产过程中的重要组成部分。
压裂液按类型分类主要有：水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液和酸基压裂液等体系。
其中最常用的是水基压裂液。
由于其具有高粘度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点，因此发展很快，已成为主要压裂液类型。
本文从压裂液的不同类型概述了水力压裂技术的近期发展。
二、发展及简介2.1 发展历程1947年在美国进行了首次水力压裂增产作业，由于增产效果十分显著，因此对压裂艺技术的研究和应用受到普遍重视。
五、六十年代，压裂主要作为单井的增产、增注措施，以追求单井增产增注效果为目标，没有考虑实施压裂措施后，对油田开采动态和开发效果的影响。
七十年代，进入低渗透油田的勘探开发领域，由于压裂技术的应用，大大增加了油气的可采储量，使本来没有工业开采价值的低渗透油气藏，成为具有相当工业储量和开发规模的大油气田。
八十年代，水力压裂已不再仅仅被孤立地作为单井的增产、增注措施来考虑，而是与油藏工程紧密结合起来，用于调整层间矛盾（调整产液剖面）、改善驱油效率，成为提高动用储量、原油采收率和油田开发效益的有力技术措施九十年代以后，水力压裂逐渐成为决定低渗透油田开发方案的主导因素。
在研究制定低渗透油田开发方案时，按水力裂缝处于有利方位确定井排方位；通过研究分析不同井网、布井密度及裂缝匹配对各项开发指标的影响，以提高油田整体开发效果和经济效益为目标，确定井网类型、布井密度和压裂施工规模，使水力压裂与油藏工程结合的更加紧密，使低渗透油田的高效开发成为可能。
2.2 原理简介水力压裂是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。
当地面高压泵组将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底附近憋起超过井壁附近地应力及岩石抗张强度的压力后，即在地层中形成裂缝。
随着带有支撑剂的液体注入裂缝中，裂缝逐渐向前延伸。
这样在地层中形成了足够长度一定宽度及高度的填砂裂缝。
由于它具有很高的渗滤能力，使油气能够通畅流入井中，起到增产增注的作用。
三、近期进展本节将分别从植物胶及其衍生物、纤维素及其衍生物和合成聚合物共三种压裂液类型叙述其近期发展。
3.1 植物胶及其衍生物聚合物压裂液中常用到植物胶[2-4]，主要包括胍胶、田菁胶、香豆胶和魔芋胶。
以下将主要介绍以胍胶为增稠剂的压裂液发展。
胍胶最早由美国在20世纪60年代开发应用，40多年来国内外学者对肌胶开展了广泛深人的研究，开发了很多适合交联的四基团金属离子交联剂[5]。
几十年来胍胶压裂液一直在提高油气井采收率方面发挥着重要作用。
我国对胍胶的需求量一直很大，大部分依赖进口。
胍胶是一种半乳甘露聚糖，大分子呈线形结构，具有良好的水溶性和pH稳定性。
采用醚化的方法向胍胶大分子引入水溶性基团，可获得多种改性衍生物品种，如羟丙基胍胶、羧甲基胍胶、羟丁基胍胶、羧甲基羟丙基胍胶、阳离子胍胶等[6]。
伍林等[7]研究了采用氯化钠、溴化钠作为加重材料，盐含量对超高温压裂液体系粘度、密度及高温流变性能的影响，发现使用NaCl、NaBr等盐类作为加重材料，不会对超高温压裂液体系的粘度造成负面影响，可以提高超高温压裂液的密度，且随盐含量增加，超高温压裂液体系的粘度会逐渐上升。
陈馥等[8]针对常规高pH 值改性瓜胶压裂液对储层伤害大的问题，分析了改性瓜胶在不同pH 值条件下的交联行为，研制出了一种在低pH 值下交联的改性瓜胶压裂液。
结果表明，弱酸性改性瓜胶交联体系在pH 值为 4.5 时交联形成的冻胶具有更强的网状结构，减小了经滤失进入储层的固相颗粒和残胶，对储层裂缝和其他油气渗流通道影响较小。
刘合等[9]为了满足大庆油田低渗透储层压裂增产改造的需要，开发了一种商业名为苦苈胶的新型半乳甘露聚糖低损害植物胶压裂液。
室内实验和现场应用结果表明，新型低损害植物胶压裂液具有聚合物浓度低、破胶液残渣含量少、对地层和裂缝导流能力损害低、成本低、增产效果显著等诸多优点。
新型压裂液中高分子聚合物的分子量和化学结构与羟丙基瓜尔胶不同因而其性能有明显优势。
3.2 纤维素及其衍生物纤维素衍生物包括羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基轻丙基纤维素等，其开发应用已有几十年的历史[10]，水不溶残渣含量明显低于植物胶衍生物。
在各种衍生物中，性能较好的是羧甲基轻乙基纤维素，它与羧甲基纤维素、羟乙基纤维素相比，兼具两者的优点，其压裂液悬砂性好、滤失低、残渣少和热稳定性好。
国内还曾报道羧甲基疏水改性的羟乙基纤维素，其使用性能进一步提高，但生产成本也在增加。
3.2.1羧甲基纤维素钠(CMC)CMC是以精制棉为原料，在氢氧化钠和氯乙酸的作用下生成的一种纤维素醚, 属阴离子型表面活性剂。
CMC 不溶于酸和有机溶剂，易溶于水。
CMC 作增稠剂，具有较强的悬浮作用和稳定的乳化作用、及良好的粘结性和抗盐能力, 对油和有机溶剂稳定性好，但耐酸、碱性较差。
CMC 压裂液曾在大港、玉门等油田使用, 压裂效果较好，但对地层伤害较大。
3.2.2 改性羧甲基纤维素(CMPC)CMPC是由CM C再次醚化制得的，含有离子型和非离子型两种基团[11]。
离子型基团—CH2OCH2COONa使CMPC可溶于水，并具有一定的抗盐增稠能力, 显示离子型纤维素的性质。
非离子型基团—(CHO)C(OH)CH3上的羟基，其活性远高于纤维素葡萄糖单元上的羟基，可与高价金属结合并产生交联。
此外，该羟基与水形成的氢键也较稳定。
因此，与CMC相比，CMPC 更易溶于水，增稠效果也更好。
3.2.3 羟乙基纤维素(HEC)HEC是非离子型水溶性聚合物，自20世纪70年代起，我国开始了气相法工艺制HEC的研究，80年代中期又进行了液相法工艺研究。
随着人们对纤维素醚认识的不断提高和HEC 在各领域中的应用不断扩大，HEC的用量大幅度增长[12]。
HEC在压裂液中作增稠剂时，可改造渗透率低的油层, 解决各油层因渗透率差别所造成的层间矛盾，并可用于堵塞、封闭油井的压裂改造。
与羧甲基纤维素钠、瓜尔胶等相比，HEC 具有增稠效果较好、耐热性较好、低温易返排等特点。
3.2.4 羧甲基羟丙基纤维素醚(CMHPC)CMHPC属于阴离子纤维素醚类[13]，是同时含有阴离子和非离子取代基的一类纤维素复醚。
