低濃度瓜爾膠用高效有機硼交聯(lián)劑的合成及其壓裂體系的室內(nèi)評價.pdf

1、鄂爾多斯盆地蘊藏著豐富的石油資源,是最具有潛力的油氣勘探盆地之一,長慶油田的大部分油井遍布于此。水力壓裂技術(shù)是改造低滲油田的重要手段方法,但是傳統(tǒng)的水基壓裂對低滲、特低滲油藏的開采,優(yōu)勢正逐步減弱。在對比油田已經(jīng)現(xiàn)有的各種壓裂體系、技術(shù)之后,水基壓裂仍具有明顯的操作優(yōu)勢。考慮到裂縫導流能力的迫切要求,因此提出低濃度瓜爾膠壓裂液的研發(fā)方案,其可以有效減少殘渣對地層的傷害問題,并進行了室內(nèi)實驗鑒定。研制出的有機硼交聯(lián)劑BN能夠有效的交聯(lián)較低

2、濃度瓜爾膠,所形成的凍膠具有良好的攜砂性能、延時性能和耐溫性能。
　　 交聯(lián)劑是水基凍膠壓裂液的重要組成部分,可通過與高分子化合物以多種鍵態(tài)形式絡合而形成高黏度的凝膠體,使壓裂液具備優(yōu)良的攜砂(支撐劑)和造縫的性能。針對普通瓜爾膠壓裂液體系的殘渣傷害問題,將低濃度瓜爾膠壓裂液中的瓜爾膠濃度定為0.2%,因為較低濃度瓜爾膠性能不理想,并設計提出交聯(lián)劑分子的制各方案,最終合成得到交聯(lián)劑產(chǎn)品——有機硼交聯(lián)劑BN。有機硼交聯(lián)劑BN的最佳

3、原料配比m(十水四硼酸鈉):m(葡萄糖)為1:1,其中十水四硼酸鈉的用量為20%,葡萄糖的用量為20%,多元醇BN的用量為60%。該反應體系的合成溫度應控制在70℃,pH值應控制在7.0～8.0,反應時間定為3.0～4.0h。
　　 根據(jù)SY-T5107-2005——“水基壓裂液性能評價方法”的部分內(nèi)容要求,進行室內(nèi)實驗以評價低濃度瓜爾膠壓裂液體系的可行性,得出了如下幾個結(jié)論:
　　 (1)交聯(lián)0.2%瓜爾膠水溶液所需交

4、聯(lián)劑的用量為1.2%～1.6%,其中交聯(lián)延時時間為80s～160s,凍膠的耐受溫度最高可達80℃。該瓜爾膠壓裂液的濾失系數(shù)為7.36×10-4m/min0.5,室溫下支撐劑在凍膠內(nèi)的靜態(tài)沉降速率為2*10-5m/min,在60℃的環(huán)境溫度下剪切凍膠,待其黏度降至10mPa.s需要50min以上。
　　 (2)壓裂液中降阻劑JM-3的添加量定為2.0%。凍膠的耐剪切性能和耐溫性能未因降阻劑的添加與否發(fā)生明顯的變化,凍膠的初始粘度亦

5、未受明顯影響,剪切曲線反而變得更加光滑且連續(xù),波動亦相對減少。因此凍膠的施工性能因降阻劑JM-3的加入得到了部分改善。
　　 (3)破膠劑選用過硫酸銨(APS)并對本壓裂體系進行破膠性能測試。破膠2h后,得到殘余液體的表面張力為33.76mN/m,界面張力為1.21mN/m,破膠液的固體殘渣含量不高,小于100mg/L。對粘土的防膨率為74.6%,因此瓜爾膠壓裂液體系破膠液性能滿足施工要求。
　　 通過以上研究,初步制定