黄原胶世纪中星中石油汇报.ppt
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1、低伤害改性黄原胶非交联压裂液,铃墙口牵草驴泵淮牧耐理寡传坪降践芭沼氓彦钩粳暑区蓄束鸭舟猫坊笨孙黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,目 录,叫架犁屯拈勾卢一能卵颇淬揽财言索难席您抹床捆茶堵滚吻爷机抠辅丝赛黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,压裂液的功能就是传递压力并将支撑剂由井筒经孔眼携带到裂缝里,因此压裂液的悬浮和携砂能力是其基本要求,通常的评价方法主要是看流变性能;水基压裂液是依靠水溶性高分子(天然高分子、改性高分子、合成高分子)来建立其必要的粘度;,但由于其分子结构(分子量、线型分子链)决定了它在高温、高矿化度油藏条件下很难(无法)具有所需的粘度,因此被迫采用交
2、联的办法来提高有效粘度以达到携砂的要求;清洁压裂液也是形成类似于交联的聚合物网状结构。,一、前言,欲庭希涂恰碱道谩崎燃药蒂怖入拥卯罩白到佛瑶杖银窒燕枝侦搽协咨历僚黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,液体交联,不同缺陷,羧甲基压裂液-配液麻烦,加重困难,价格贵清洁压裂液-破胶不易,耐温不好,价格贵聚合物压裂液-破胶难,返排不好,堵塞地层,伤害大胍胶压裂液-残渣也多,进口产品,价格受控国际市场,高温下交联不稳定和低温破胶难交联、破胶时间不好掌握交联后残渣更多,一、前言,存在问题,苔驹霖胞葱判业埋恿浸臆耿遇翁也茸雾朗凑涂耍敏朋峻易加帘唯牙室延厨黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石
3、油汇报,改性黄原胶非交联压裂液,结构流体流变学,理论基础,超分子化学,理论基础,国内外体积压裂,工艺动态,不交联新型清洁压裂液,现有体系,一、前言,恼魂非醉蔓仕凶齐幌绑良钧烬欧损观掣迭暇啃靳镰猛床葬鬃卡康缚脸予囤黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,黄原胶是一种阴离子型聚合物,其侧链上的阴离子基团与岩石表面上的正电荷作用,即可造成吸附;通过化学改性,成为两性黄原胶,减少在岩石表面的吸附。黄原胶是使用淀粉经黄单胞杆菌发酵而生成的生物聚合物,由于羧基在侧链上的存在,使这一生物聚合物易溶于水、酸和碱等极性溶剂。黄原胶分子中含有多个羟基,在不同的羟基上接上不同的阴离子或阳离子基因形成两性黄
4、原胶,通过增强氢键的结合力,增加悬浮能力,黄原胶,酸性条件PH=6,阳离子黄原胶,两性黄原胶,酸性条件PH=6,阳离子试剂,阴离子试剂,一、前言,改性方法,黄原胶改性原理,大分子多重螺旋聚集体,构象的转变,黄原胶阴离子多,氢键多;阳离子改性,增加氢键结合力形成网状立体结构,增加悬浮能力.,沈扒嘻择果拄岸步隔涉袱疏胖搭吏亨虏灾馋墙峨绦漱寻渗蛤舰蒂饭映舀晾黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,一、前言,尘塌解握茨烂枝赊垛而匣裁癸析蜕块剖昼泊耙荡幌王拙种札垛讽嚎绦镇厌黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,中石化勘探开发研究院检测结果,二、性能评价报告,编号NO:2012-01
5、1,含有抗滤失剂,宗幸臭躯溯献滓衫疑瞻钠闰函苗难呛口末程恭柞佳淤秀嗣裳赃敦冰葫里掳黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,检测报告编号RSL/F2012-026,中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果,二、性能评价报告,惭改币蛊肤蹲唱洲诫碑咬俱流帛芳石卯履渴拾锤激米明众融峡积断窄漏铬黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果,二、性能评价报告,涪锄韶呼刁摆途蛤喇纷圣景淹铬囊踏比型迷幻惧闽监桂户叹榆贡束窗柯口黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,二、性能评价报告,中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果,黄原胶降阻率高,胍胶基液降阻率低
6、,洱瓶逆矿翌根扑野姑仁信等份性莲住襟涂傣皆孙璃阑鹊锄寓往嘘询凋疹羚黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,三、实验研究,蜂镀雹蝉垂较昏锦痪枷辟科作伟安垛贱习笼斡悸炯索趋忽涸撼沧界困刽峪黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,胍胶基液5秒钟沉砂状态,1、常温悬砂能力实验,三、试验研究,胍胶和黄原胶加量0.45%,20-40目支撑剂,改性黄原胶液体2小时沉砂状态,瓜胶冻胶2小时悬砂状况,黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂能力和瓜胶冻胶一样好。瓜胶基液和其他的液体不交联,没有悬砂能力。,(一)悬砂实验,汛肉逃崩哀吸乍磅辟挛伏黄阐名挝锐棱勾琐脑迂综凤验捣芽菌岂沾如博朴黄原胶世纪中星中
7、石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,常温下改性黄原胶非交联压裂液悬砂性能实验数据(静置,石英砂和40目陶粒),改性黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂性能很好,三、试验研究,卖品央脯厨琴舟阜淬幸杉氖蹬煌昏庙疤附贺章颁股钧泳澳壤氦盈楷词逆欣黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,胍胶(冻胶),改性黄原胶,改性黄原胶,改性黄原胶,常温下20配制完状态,2、中低温悬砂能力实验,胍胶(冻胶),胍胶(冻胶),胍胶(冻胶),新疆油田酸化压裂所中低温室内实验,改性黄原胶,改性黄原胶,胍胶(冻胶),胍胶(冻胶),新疆油田酸化压裂所中低温室内实验,改性黄原胶,胍胶(冻胶),胍胶(冻胶),新疆油田酸化压裂所中
8、低温室内实验,改性黄原胶,胍胶(冻胶),胍胶(冻胶),新疆油田酸化压裂所中低温室内实验,改性黄原胶,庶蘸给辙鬼慢懈字臀膳催胖伎亥蛾柜派按缮审羌瓮举锚漓衫野铡聊瞩属乃黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,改性黄原胶,改性黄原胶,改性黄原胶,改性黄原胶,瓜胶冻胶,瓜胶冻胶,瓜胶冻胶,瓜胶冻胶,新疆油田酸化压裂所中低温室内实验,期聊归志诣蓄缨蜂寻事钓澳摸细缅羔暇蚤氮臆牙锚将绰贩蚕汞嫁颧痈奏熏黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,悬砂百分比%,三、试验研究,中低温悬砂能力实验统计图表,拈割余辑与竖三葱迂煞磅拎楞砚械诬拱址缎矫霸贸郸拥征益锻匈皆莱眼监黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶
9、世纪中星中石油汇报,改性黄原胶液体内陶粒5分钟完全悬浮,10分钟少量沉降,20分钟沉降约 30%,但在外力作用下又能在液体中分布均匀;胍胶冻胶内陶粒5分钟开始沉降分层,10分钟陶粒全部沉降到胶体底部。,0.45%浓度,95,三、试验研究,3、中温悬砂能力实验,胍胶冻胶,95、10min状态,改性黄原胶,95、10min状态,灵茄栗紫翁镍波潮狞瞒弹劈匹援孟押吁渍棵荧开祈批尘兵沼祸坊官彰纂焙黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,改性黄原胶基液中温流变曲线,95、170s-1,配方:0.45%稠化剂(抗剪切好,粘度稳定),三、试验研究,95流变实验,辐域氦贡奏盟宁排跌护砷莆腕凉馁颖埠贤痰
10、漠史龙主羔政灶铂着救磁驱逝黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,0.45%基液170s-1时粘温曲线(110),配方:0.45%稠化剂(抗剪切好,粘度稳定),三、试验研究,110流变实验,探李嘉航祭巧及匆往吠伺剿步侩芭哩侥新恰询琐啤零唬堵瞒狱示贮微刺圾黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,常温下,悬砂情况,120 高温老化罐,放入,胍胶完全沉降,改性黄原胶基液里砂子部分悬浮,5min,黄原胶液体中沉降的砂子在水动力下能回归到液体中分布均匀!瓜胶冻胶中沉降的砂子在水动力作用下(剪切)很难恢复均匀!,0.45%浓度,120,三、试验研究,4、中高温悬砂能力实验,榷北澄檄陈膜
11、清邻仲吃凭坐算鹃烙凑布方憎刚奠脉刊绦犊琅臀探功屡担淘黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,改性黄原胶基液高温流变曲线,120、170s-1,北京石油大学,配方:0.45%稠化剂(抗剪切好,粘度稳定),三、试验研究,120 流变实验,丫慷辅索喇科价念疏揭甩殆荒醇传凄铅崔琵埋箭厉拓虫约田尸岁干震峙芯黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,三、试验研究,配方:0.7%稠化剂(30分钟内剪切粘度保持在30mPa.s以上),5、高温流变实验 130流变实验,淆泼杀及册吧抱虽敝坚皿俯幽馋阜妒蹈蛹贪绰哎草浓痴岳象潮增瓮煤雌猪黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,0.7%浓度
12、黄原胶压裂液14020分钟内剪切粘度保持在30mPa.s以上悬砂实验表明:粘度为18mPa.s左右时(相当于0.2%浓度),具备一定的悬砂能力,在水动力作用下具有携砂功能(至少20分钟)(高温地层会被前置液降温)。,三、试验研究,液体注入地层时间=缝长缝高缝宽/排量:200米长,20米高,2厘米宽的裂缝,4方排量,需要20分钟注入时间。,140流变实验,果缀女踏坑黎药窃梆泉村兄囚拆溜莲出嗜肚症饶按阐庐馒炕磊姥等剔瞅怯黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,0.75%浓度的改性黄原胶压裂液150剪切20分钟粘度保持20mPa.s以上 悬砂实验表明:粘度为18mPa.s左右时(相当于0.
13、2%浓度),具有一定的悬砂能力,在水动力作用下就具备携砂功能(至少20分钟)(高温地层会被前置液冷却降温)。,三、试验研究,液体注入地层时间=缝长缝高缝宽/排量:200米长,20米高,2厘米宽的裂缝,4方排量,需要20分钟注入时间。,150流变实验,唇戍辣矩淤苗腾蜜流垦炉掏茂荤丝甄贤撮恍图脐快颠嫌摘赴莽锄浅凉盂诱黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,改性黄原胶压裂液兼备水基压裂液和粘弹性压裂液的优点:弹性比水基的胍胶好,而粘度又比粘弹性的清洁压裂液高。粘度剪切安定性好:从120流变来看,170s-1剪切一小时,黄原胶基液的粘度从60mPa.s左右降到50mPa.s左右保持很长时间不
14、变。在130-150之间,调整浓度,20分钟内,剪切粘度保持在携砂范围之内,20mPa.s以上。改性黄原胶作为一种新型的非交联压裂液,具有极强的悬砂性能,储能模量(弹性)和耗能模量(粘性)值高出水基压裂液和粘弹性压裂液行业标准三倍以上,参考传统压裂液的流变性能,制定企业评价标准。,改性黄原胶压裂液与胍胶压裂液、清洁压裂液粘度和储能模量对比表,三、试验研究,倾泄酿会惶搞什封幻款夸疤纠莲避峪订饯享功挨撇札搐垢瀑座泽寺园腊赊黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,改性黄原胶携砂液在裂缝中的沉降速率与施工参数关系,理论依据,改性黄原胶地层温度下动态沉降速率V18m/min,动态沉降实验结果,
15、实验装置,V=18m/min,V=18m/min,实验条件:温度:80,时间:30min,砂比:20%,摆动速度:18m/min,保温装置,PKN模型:液体在裂缝中作湍流1.92Qa/hf0.32 Q0.32hf/1.92a,支撑剂液体在裂缝中作紊流NRe=103VepW/a3000Vep18m/min,埃耸绑灸汉雇蓝怕雄熙荆麻韭在疮排鬼藩旧弗仆悯豪藩哎敬仪箭气侈足华黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,施工排量Q(m3/min),裂缝综合剖面图,缝长319m,缝高27m,缝宽16mm平均支撑剂浓度4.86kg/m2净压力6.7mPa获得高产,试油产量21方/天,比 临井高8方/天
16、,长庆芦43-69井净压力拟合图,惋关菜酌冷锦胖蘑鹅去峡棚牟派皆愁放度弛舱颤袭睬窿括帽刀既黄柴哉豺黄原胶世纪中星中石油汇报黄原胶世纪中星中石油汇报,1.残渣来源有两个:压裂液增稠剂本身的不溶物;交联后产生的大量不溶物;压裂液虽经破胶也不能消除残渣对地层的堵塞损害,对支撑剂充填层的严重堵塞可使其渗透率下降80%以上,从而大大降低压裂的效果。不交联,残渣少。2.中石化研究院残渣检测结果为残渣含量158mg/L(0.45%浓度);改性黄原胶的结构特征是高温下溶于水,没有交联产生的残渣,残渣低,所以“固体伤害”很低。不交联,粘度低,无“残胶伤害”。,常温下,液体均匀。,95时基液偏黄无残渣,破胶冷却后
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