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    氣井壓裂化學助劑的合成及室內評價研究

    所屬分類:行業資訊  發布時間:2023-02-24

    為了滿足陜北氣田深層、高溫、低滲透氣藏壓裂改造的需要,本文研究開發了用于這類氣藏壓裂改造的壓裂液的兩種關鍵組份一高溫延緩型交聯劑和微膠囊緩釋破膠劑的研究。文中綜合分析了國內外水基壓裂液交聯劑和微膠囊緩釋破膠劑的研究現狀和發展趨勢,立足陜北氣田的實際情況,針對有機硼交聯劑延緩交聯性能好、對地層傷害小和有機鋯交聯劑耐溫高的特點,研制了硼、鋯復合的高溫延緩型交聯劑和以脲醛樹脂為壁材的微膠囊緩釋破膠劑。 

    實驗通過對技術路線的優化,確定了高溫延緩型交聯劑的合成工藝,包括反應介質、物料配比、溫度、時間和pH等,并對高溫延緩型交聯劑的結構進行分析與表征,同時探討了交聯機理。通過壓裂液的性能研究,證明該交聯劑在較低的pH下(通常在10左右)具有良好的延緩交聯性能和耐溫性能;交聯時間2-6min可調,在140℃,170s-1下剪切2h,粘度在105mPa·s。特別是吸附抑制劑和專用破膠劑的使用,徹底解決了有機鋯交聯劑對支撐裂縫傷害高的缺點。水基壓裂液對地層的傷害在很大程度上與破膠劑的使用有關,使用高濃度的常規破膠劑可減輕這種傷害,但壓裂液凍膠的粘度也會因此而下降,以致不能保證壓裂液實現壓開、延伸裂縫和攜砂的功能。

    為此,本文介紹了一種以三氯甲烷為介質,聚合單體為壁材,用原位聚合法合成了一種新型微膠囊緩釋破膠劑。該破膠劑利用包裹的高分子膜隨著水化、溫度和壓力的緩慢變化而釋放出過硫酸銨,其緩速釋放性能好、釋放率高;在水基壓裂液凍膠中加入該破膠劑,恒溫、恒速剪切60min,凍膠的黏度仍大于60mPa·s,8h后的破膠液黏度小于2 mPa·s;加入0.1%樣品的HPG/有機硼壓裂液,80℃時對滲透率~0.018μm2的巖心滲透率的傷害率為14.8%。實驗研究確定了最佳合成工藝條件:反應介質為三氯甲烷(pH2),脲醛樹脂與過硫酸銨飽和溶液的體積比1:2,在30℃、40℃、50℃各反應1h。


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