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        GULCH壓裂液的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

        2018-10-21 21:28:27高小紅龐靜
        科技信息·下旬刊 2018年8期
        關(guān)鍵詞:降解親水性

        高小紅 龐靜

        摘要:為了降低瓜爾膠類水基聚合物壓裂液對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力的傷害,本研究?jī)?nèi)容通過轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式,在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上,對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝,使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。

        關(guān)鍵詞:水不溶物;導(dǎo)流能力;降解;親水性

        一、前言

        水基聚合物壓裂液是目前應(yīng)用最為廣泛的壓裂液,聚合物增稠劑主要包括瓜爾膠及其化學(xué)改性產(chǎn)品(如羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠),然而,這類壓裂液的破膠殘?jiān)皻堄喔叻肿幽懿煌潭鹊囟氯蝿┧纬傻膶?dǎo)流通道,降低油井改造的效果。

        本研究?jī)?nèi)容通過轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式,在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上,對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝,使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。經(jīng)過改性后的增稠劑所形成的壓裂液在破膠后產(chǎn)生較少的殘?jiān)透叻肿託埩?,與交聯(lián)劑所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更易氧化降解,因此它對(duì)儲(chǔ)層和裂縫導(dǎo)流能力的傷害較低。同時(shí),通過改性后的產(chǎn)品含有烷基糖苷的成份,而烷基糖苷是重要的親水性可降解生物表面活性劑,具有破乳、低表界面張力的特性,因而所形成的壓裂液不需添加破乳劑和助排劑,可以節(jié)省化學(xué)劑的用量。

        二、技術(shù)機(jī)理及參數(shù)

        QLC-HG壓裂液增稠劑正是利用了烷基糖苷的合成原理,針對(duì)瓜爾膠中的纖維素進(jìn)行改性,在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對(duì)瓜爾膠中的纖維素進(jìn)行改性:首先對(duì)纖維素進(jìn)行水解、使其轉(zhuǎn)化為分子量相對(duì)較小的聚糖,但這類聚糖因不能與交聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu),對(duì)壓裂液的性能不會(huì)有所貢獻(xiàn),為此,需進(jìn)一步對(duì)這種聚糖進(jìn)行化學(xué)改性。通過與含有親水性羥基的長(zhǎng)鏈脂肪醇進(jìn)行接枝,使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、親水性強(qiáng)的烷基糖苷表面活性劑,這類活性劑具有較低的分子量、較低的表、界面張力及良好的破乳性能。

        三、室內(nèi)評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

        1、增稠劑的水溶性

        (1)溶解性

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,QLC-HG壓裂液增稠劑具有較低的水不溶物。

        (2)溶脹速度

        25℃下,QLC-HG壓裂液增稠劑(烷基糖苷)的溶脹速度遠(yuǎn)高于羥丙基瓜爾膠和瓜爾膠,攪拌結(jié)束后即達(dá)到最終粘度的95%、3分鐘后達(dá)到最高粘度。

        2、壓裂液流變

        壓裂液—基液為“0.3%GX-C-1增稠劑(烷基糖苷)+0.5%GX-J-1-3粘土穩(wěn)定劑”的交聯(lián)液在50℃下的流變?cè)囼?yàn)。

        3、破膠試驗(yàn)

        經(jīng)過試驗(yàn),50℃的壓裂液的破膠劑加量以0.03%為宜、60℃的壓裂液以0.03%為宜、80℃的壓裂液以0.02%為宜。

        4、破膠液表界面張力

        將不同類型壓裂液徹底破膠后的破膠液進(jìn)行表界面張力的測(cè)定數(shù)據(jù),幾種類型的壓裂液破膠液均具有較低的表面張力和界面張力,可以不再添加降低表界面張力的助排劑。

        5、QLC-HG壓裂液增稠劑在不同的使用濃度和溫度的情況下,基液粘度均穩(wěn)定在50 mPa.s左右,與常規(guī)胍膠加入0.1%殺菌劑基液相比,常規(guī)胍膠在72小時(shí)后微小下浮,但QLC-HG壓裂液仍然比較穩(wěn)定。通過以上實(shí)驗(yàn)表明:QLC-HG壓裂液在不添加殺菌劑的情況下,防腐效果良好。

        四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

        經(jīng)過室內(nèi)評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)確定壓裂液配比如下:

        基液:0.2%GX-C-1增稠劑

        交聯(lián)劑:0.3-0.5%GX-J-1交聯(lián)劑+0.05過硫酸銨(按總液量)

        交聯(lián)比:100:0.3-0.5

        QLC-HG壓裂液在七里村采油廠共計(jì)施工12井次,(新井6口、舊井6口)壓裂液現(xiàn)場(chǎng)交聯(lián)速度快,交聯(lián)時(shí)間在12-15秒左右、平均砂比31%;破膠效果良好,4小時(shí)后破膠液粘度均在3.5-4.5之間;返排效果良好,平均返排率87%;對(duì)QLC-HG壓裂液試驗(yàn)井與同井組措施井進(jìn)行壓后產(chǎn)量對(duì)比,QLC-HG壓裂液試驗(yàn)井平均日產(chǎn)0.64T,對(duì)比井平均日產(chǎn)0.51T。

        五、創(chuàng)新點(diǎn)

        1. 壓裂液增稠劑方面

        本研究通過轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式,在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上,對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝,使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。因此,經(jīng)本研究實(shí)現(xiàn)化學(xué)改性后的物質(zhì)為QLC-HG活性壓裂液的混合性增稠劑。

        經(jīng)過改性后的增稠劑所形成的壓裂液在破膠后產(chǎn)生較少的殘?jiān)透叻肿託埩?,與交聯(lián)劑所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更易氧化降解,因此它對(duì)儲(chǔ)層和裂縫導(dǎo)流能力的傷害較低。同時(shí),通過改性后的產(chǎn)品含有烷基糖苷的成份,而烷基糖苷是重要的親水性可降解生物表面活性劑,具有破乳、低表界面張力的特性,因而所形成的壓裂液不需添加破乳劑和助排劑,可以節(jié)省化學(xué)添加劑的用量。

        2.新型交聯(lián)劑方面

        降低壓裂液的水不溶物含量和破膠液殘?jiān)?,是減少壓裂液對(duì)支撐裂縫傷害的一個(gè)重要手段。通過研制開發(fā)了GXS-J-1交聯(lián)劑為主,針對(duì)延長(zhǎng)油田壓裂改造的QLC-HG壓裂體系??梢允箟毫岩褐辛u丙基瓜爾膠的濃度由0.3~0.45%下降至0.15~0.25%,該壓裂液體系能提供更經(jīng)濟(jì)的液體效率、降低液體對(duì)儲(chǔ)層的傷害、減少液體所耗成本。

        參考文獻(xiàn):

        [1]龍政軍.壓裂液性能對(duì)壓裂效果的影響分析〔J〕.鉆采工藝,1999,1:49~52.

        [2]龍政均.壓裂液粘度最佳時(shí)效性及控制途徑〔J〕.鉆采工藝,1996,6:67~71.

        [3]崔明月.水基壓裂液添加劑的應(yīng)用與評(píng)價(jià)〔J〕.油田化學(xué),1997:14:377~383.

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