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      超高溫壓裂液體系的制作方法

      文檔序號(hào):12743375閱讀:677來(lái)源:國(guó)知局
      超高溫壓裂液體系的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種超高溫壓裂液體系。



      背景技術(shù):

      通常對(duì)低滲透率井進(jìn)行水力壓裂來(lái)提高它們的導(dǎo)流能力,并最終提高產(chǎn)油率。壓裂增產(chǎn)用液體經(jīng)過近百年的研究與發(fā)展,形成了以胍膠壓裂液為主的壓裂液體系。

      近年來(lái),隨著世界對(duì)能源需求量的不斷增加和勘探技術(shù)的進(jìn)步,油氣資源開發(fā)不斷向縱深發(fā)展,井深大于4000m,溫度超過170℃的異常高溫井?dāng)?shù)日益增多,目前深氣井最有效的強(qiáng)化增產(chǎn)技術(shù)仍是水力壓裂,因此,耐溫能力高于170℃,甚至200℃的壓裂液體系開發(fā)很有必要性。

      目前的超高溫壓裂液大多是采用羧甲基胍膠與聚丙烯酰胺復(fù)配獲得,但是都對(duì)聚丙烯酰胺的分子量要求較高,在增加成本的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致壓裂液基液的粘度較大。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時(shí)達(dá)到耐溫200℃的使用要求有效減少普通超高溫壓裂液體系對(duì)聚丙烯酰胺分子量的要求的超高溫壓裂液體系。

      為此,本發(fā)明技術(shù)方案如下:

      一種超高溫壓裂液體系,包括以下重量份的組分(按總重量份為100份計(jì)):

      0.5~0.7份羧甲基羥丙基胍膠,0.4~0.6份聚丙烯酰胺,0.4~0.6份聚乙烯醇,0.7~1.0份調(diào)理劑,0.5~0.7份防膨劑,0.5~0.7份助排劑,0.9~1.1份交聯(lián)劑,0.05~0.07破膠劑,余量為水;

      其中,所述聚丙烯酰胺的分子量為600~1200萬(wàn),所述聚乙烯醇為醇解度為99%、分子量為1700萬(wàn)~2400萬(wàn)的固態(tài)聚乙烯醇。

      通過將羧甲基羥丙基胍膠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇三者按照一定比例進(jìn)行混合,由于羧甲基羥丙基胍膠與聚丙烯酰胺之間、羧甲基羥丙基胍膠與聚乙烯醇之間形成穩(wěn)定的氫鍵,即使胍膠的分子鏈在高溫時(shí)斷裂,該氫鍵仍然存在,能夠提高胍膠高溫時(shí)的穩(wěn)定性和抗剪切性,。

      優(yōu)選,所述固態(tài)聚乙烯醇的目數(shù)大于200目。

      優(yōu)選,所述調(diào)理劑為氫氧化鈉或者碳酸鈉溶液。

      優(yōu)選,所述防膨劑為KCl。

      優(yōu)選,所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑。

      優(yōu)選,所述破膠劑為過硫酸銨。

      該超高溫壓裂液體系的制備和實(shí)施方法:

      在攪拌狀態(tài)下,將一定比例的羧甲基羥丙基胍膠、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇依次慢慢加入到水中,攪拌20min,得到壓裂液增稠劑水溶液;然后將調(diào)理劑、助排劑和防硼劑加入到上述壓裂液增稠劑水溶液中,攪拌均勻,得到壓裂液基液,儲(chǔ)存、備用;現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),向上述基液中加入交聯(lián)劑和破膠劑,攪拌,直至形成壓裂液凍膠,打入底層。

      交聯(lián)劑和破膠劑現(xiàn)用現(xiàn)配,即現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)與壓裂液基液混合后打入底層;其中,交聯(lián)劑與壓裂液基液混合后1min即發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),而破膠劑要等到進(jìn)入底層后在地下高溫環(huán)境下起作用。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,該超高溫壓裂液體系利用聚乙烯醇分子和聚丙烯酰胺分子對(duì)胍膠分子的保護(hù)作用,達(dá)到耐溫200度的使用要求;同時(shí),通過聚乙烯醇分子的加入,減少了普通超高溫壓裂液體系對(duì)聚丙烯酰胺分子量的要求,對(duì)減小超高溫壓裂液基液粘度具有重要的指導(dǎo)意義。

      附圖說(shuō)明

      圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的超高溫壓裂液體系(未加入破膠劑前)的剪切粘度隨時(shí)間變化曲線;

      圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備的超高溫壓裂液體系(未加入破膠劑前)的剪切粘度隨時(shí)間變化曲線;

      圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備的超高溫壓裂液體系(未加入破膠劑前)的剪切粘度隨時(shí)間變化曲線;

      圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備的超高溫壓裂液體系(未加入破膠劑前)的剪切粘度隨時(shí)間變化曲線。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明,但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。

      在下述實(shí)施例1~4中,交聯(lián)劑選用北京希濤技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的SJL 283型有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑;助排劑選用濱州慧源石油技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HY207型助排劑;其余各組分也均從市場(chǎng)購(gòu)買得到。

      實(shí)施例1

      一種超高溫壓裂液體系,通過下述方法制備:

      在攪拌狀態(tài)下,將0.5份的羧甲基羥丙基胍膠、0.4份分子量為600萬(wàn)的聚丙烯酰胺和0.4份醇解度為99%,分子量為2400萬(wàn)的聚乙烯醇依次慢慢加入到96份水中,攪拌20min,得到壓裂液增稠劑水溶液;然后將0.8份10wt%的氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液(氫氧化鈉與碳酸鈉的質(zhì)量比為1:2)、0.5份助排劑和0.5份KCl加入到上述壓裂液增稠劑水溶液中,攪拌均勻,得到壓裂液基液;現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),向上述基液中加入0.9份交聯(lián)劑攪拌直至形成凍膠壓裂液,而后加入0.005份破膠劑混勻后打入底層。

      其中,壓裂液基液粘度為78mPa·s;添加0.005份破膠劑后,破膠液粘度低于5mPa·s,滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

      如圖1所示為采用RS6000流變儀對(duì)本實(shí)施例1未加入破膠劑時(shí)的的凍膠壓裂液的耐溫耐剪切性能進(jìn)行測(cè)試。其中,線(I)為溫度變化曲線,線(II)為剪切年度隨時(shí)間變化曲線,圖2~圖4同。

      從圖1可以看出,當(dāng)測(cè)試溫度為198℃,剪切速率為170s-1條件下,剪切65min,壓裂液粘度能夠保持在62mPa·s以上,具有較好的耐溫耐剪切性能。

      實(shí)施例2

      一種超高溫壓裂液體系,通過下述方法制備:

      在攪拌狀態(tài)下,將0.7份的羧甲基羥丙基胍膠、0.6份分子量為1200萬(wàn)的聚丙烯酰胺和0.6份醇解度為99%,分子量為1700萬(wàn)的聚乙烯醇依次慢慢加入到94.7份水中,攪拌20min,得到壓裂液增稠劑水溶液;然后將0.9份10wt%的氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液(氫氧化鈉與碳酸鈉的質(zhì)量比為1:4)、0.7份助排劑和0.7份KCl加入到上述壓裂液增稠劑水溶液中,攪拌均勻,得到壓裂液基液;現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),向上述基液中加入1.1份交聯(lián)劑攪拌直至形成凍膠壓裂液,而后加入0.007份破膠劑混勻后打入底層。

      其中,壓裂液基液粘度為98mPa·s;添加0.007份破膠劑后,破膠液粘度低于5mPa·s,滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

      如圖2所示為采用RS6000流變儀對(duì)本實(shí)施例2未加入破膠劑時(shí)的的凍膠壓裂液的耐溫耐剪切性能進(jìn)行測(cè)試。從圖2可以看出,當(dāng)測(cè)試溫度為200℃,剪切速率為170s-1條件下,剪切65min,壓裂液粘度能夠保持在170mPa·s以上,具有較好的耐溫耐剪切性能。

      實(shí)施例3

      一種超高溫壓裂液體系,通過下述方法制備:

      在攪拌狀態(tài)下,將0.6份的羧甲基羥丙基胍膠、0.5份分子量為600萬(wàn)的聚丙烯酰胺和0.5份醇解度為99%,分子量為1700萬(wàn)的聚乙烯醇依次慢慢加入到95.5份水中,攪拌20min,得到壓裂液增稠劑水溶液;然后將0.7份10wt%的氫氧化鈉溶液、0.6份助排劑和0.6份KCl加入到上述壓裂液增稠劑水溶液中,攪拌均勻,得到壓裂液基液;現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),向上述基液中加入1.0份交聯(lián)劑攪拌直至形成凍膠壓裂液,而后加入0.006份破膠劑混勻后打入底層。

      其中,壓裂液基液粘度為87mPa·s;添加0.006份破膠劑后,破膠液粘度低于5mPa·s,滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

      如圖3所示為采用RS6000流變儀對(duì)本實(shí)施例3未加入破膠劑時(shí)的的凍膠壓裂液的耐溫耐剪切性能進(jìn)行測(cè)試。從圖3可以看出,當(dāng)測(cè)試溫度為200℃,剪切速率為170s-1條件下,剪切65min,壓裂液粘度能夠保持在100mPa·s以上,具有較好的耐溫耐剪切性能。

      實(shí)施例4

      一種超高溫壓裂液體系,通過下述方法制備:

      在攪拌狀態(tài)下,將0.6份的羧甲基羥丙基胍膠、0.5份分子量為600萬(wàn)的聚丙烯酰胺和0.6份醇解度為99%,分子量為2400萬(wàn)的聚乙烯醇依次慢慢加入到95.1份水中,攪拌20min,得到壓裂液增稠劑水溶液;然后將1.0份10wt%的氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液(氫氧化鈉與碳酸鈉的質(zhì)量比為1:1)、0.6份助排劑和0.6份KCl加入到上述壓裂液增稠劑水溶液中,攪拌均勻,得到壓裂液基液;現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí),向上述基液中加入1.0份交聯(lián)劑攪拌直至形成凍膠壓裂液,而后加入0.006份破膠劑混勻后打入底層。

      其中,壓裂液基液粘度為80mPa·s;添加0.006份破膠劑后,破膠液粘度低于5mPa·s,滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

      如圖4所示為采用RS6000流變儀對(duì)本實(shí)施例4未加入破膠劑時(shí)的的凍膠壓裂液的耐溫耐剪切性能進(jìn)行測(cè)試。從圖4可以看出,當(dāng)測(cè)試溫度為200℃,剪切速率為170s-1條件下,剪切65min,壓裂液粘度能夠保持在110mPa·s以上,具有較好的耐溫耐剪切性能。

      綜上所述,該超高溫壓裂液體系通過將羧甲基羥丙基胍膠、聚乙烯醇分子和聚丙烯酰胺以一定比例進(jìn)行復(fù)配,制備出耐溫溫度能夠達(dá)到200℃,且與現(xiàn)有普遍使用的超高溫壓裂液體系相比,其在剪切速率為170s-1條件下50min后即可滿足壓裂施工要求,性能更優(yōu)。

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