非交联植物胶XG-1压裂液技术.pdf

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第32卷第4期
并与完并廠
Vol 32 No4
2015年7月
DRILLING FLUID COMPLETION FLUID
July 2015
doi:10.36961jiss.1001-5620.2015.04.022
非交联植物胶XG-1压裂液技术
邬国栋,阿不都维カ?阿不力米提,杨建强,董景锋,恰宝安
(新疆油田公司工程技术研究院,新疆克拉玛依)
邬匡栋等.非交联植物胶XG-1压裂液技术[J.筘井液与完井液,2015,32(4):81-83,8
摘要基于黄原胶XG在水溶液中形成棒状双螺旋结构聚合体,研制了非交联型植物胶XG-1压裂液,并给出
压裂液配方。研究结果表明,XG-1稠化剂用量为0.5%时、压裂液表观黏度超过70mPa?s,其表观度随着温度升
高而降低,50~100℃C时体系表观黏度大于40mPa·s,pH值在2~12时表观黏度均保持在60mPa?s左右,分别
用氖化钾、氯化钙盐水配制压裂液,20%氯化钾、209%氯化钙溶液敔制的压裂液表观黏度均大于40mPa?s,体系具
有良好的耐盐性能;压裂液黏度大、40mPa·s时,支撑剂沉降述度大于0.014mm/s,破胶液度大于5mPa?s,表
界面张カ与瓜压裂液类似,增稠剂浓度为0.5%的裂液破胶残澄含量为90mgL,远低于同浓度瓜胶压裂液残渣舍
,现场应用效果良好。该压裂液可用于中低渗、天然裂缝不发育循层的压裂改造
关键词非交联压裂液;酸敏层;碱敏层;低残渣;应用性能
中图分类号:TE357.12
文献标识码:A
文章编号:1001-5620(2015)04-0081-03
目前油田水基压裂液中,主要以瓜胶作为增稠剂,级;氢氧化钠、盐酸、氯化钾、氯化钙、过硫酸铵,
交联剂主要包括硼酸盐、有机硼、有机锆和有机钛等。工业级;压裂助排剂KW-1,新疆中太化工有限责任
交联形成强度较高的网状黏弹性冻胶,具有较好的携公司;压裂用黏土稳定剂XJHX-08,克拉玛依市新
砂性能。由于瓜胶原料主要依赖于进口,近年国际瓜聚工贸有限责任公司;破乳剂PR-1,新疆中太化工
胶价格波动剧烈,造成瓜胶压裂液成本不断攀升。在有限责任公司。 HAAKE MARS流变仪, Warning混
低压、低渗及非均质储层的压裂改造中,瓜胶压裂液调器,马尔文粒径分析仪,TX-500C界面张力仪。
残渣含量较多,容易对储层造成伤害。月前瓜胶炷裂1.2压裂液制备
液主要在碱性条件下交联,高矿化度对压裂液性能影
在 Warning混调器揽拌杯中加入一定量的水,打
响较大,在碱敏或高矿化度储层中瓜胶压裂液的应用开电源,搅拌速率在1500~500 r/min之间形成漩
受到限制。针对目前瓜胶生裂液存在的向题,ザ发了满,加人入一定量的化剂xG.1搅拌5min,加入对
种新型非交联植物胶压裂液体系,该体系克服了瓜
胶压裂液高残渣对储层的伤害,同时适用于高矿化度应的添加剂,搅拌均匀备用。
储层,可在酸敏或碱敏条件下使用。考察了矿化度、2结果与讨论
pH值对压裂液的影响,并对压裂液的耐温耐剪切、2.1XG-1稠化剂基本性能
破胶性能和携砂性能进行了研究
XG-1稠化剂为弱阴离子型多糖植物胶,外观为
1实验部分
淡黄色粉末,平均粒径为86.298um。黄原胶XG单
体分子中含有多个经基,通过在不同的羟基上连接阴
1.1主要材料及仪器
离子或阳离子基团而形成两性植物胶XG-1,使氢键
非交联植物胶压裂液增稠剂XG-1,北京世纪中结合力増强,形成立体网状结构,增加液体的黏弹
星能源技术有限公司;羟丙基瓜胶HPG、羧甲基羟性。其在非交联状态下能够有效地悬浮高浓度压裂支
丙基瓜胶 CMHIPG、中国石油长城钻探昆山公司,
撑剂,其压裂液是一种新型非交联、具有瓜胶压裂液
第一作者简介:邬國栋,主要从事油气田开发储层改造、倍层保护等油田化学方面研究工作。地址:新疆克拉玛依工程被
术砑究院压裂酸化研究所;邯政编码834000;电话(0990)6881364;E-mail:wuguodong(@petrochina.com,cn。
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并廠与完并
2015年7月
和黏弹性压裂液特点的水基压裂液体系。
由图3可知,在速率为170s连续剪切1h,60
2.2XG-1压裂液配方
℃和100℃下压裂液的黏度分别保持在54mPa?s和
XG-1增稠剂为分子量较小的黄原胶改性植物胶,
48mPa?s左右,表明XG-1压裂液体系具有较好的
在室温下稠化时间小于2min。作为一种非交联植物耐剪切性能。
胶,XG-1压裂液黏度与增稠剂浓度关系如图1所示。
60℃
100℃C
由图1可知,室温条件下,增稠剂浓度为0.,2%时
XG-1压裂液的黏度为26mPa·s,随着增稠剂浓度的
增加,液体黏度不断增加。
30
0102030
60
图3XG-1压製液耐剪切性能
4变剪切性能测试
20
0.200.250.300.350.400.450.50
0.5%XG-1压裂液分别在不同剪切速率下,进行
增稠剂%
变剪切速率性能测试,结果如图4所示。由图4可知,
图1XG-1浓度与液体黏度的关系曲线
剪切速率为50s1时,压裂液黏度为162mPa?s,阶
梯性増加剪切速率时,压裂液黏度也呈现阶梯性下
根据室内实验,确定非交联植物胶XG1压裂液降;剪切速率增加至500s时,压裂液黏度为28
配方如下。
mPa·s;剪切速率对称性阶梯下降时,压裂液黏度呈
(04%~0.7%)XG-1+0.5%压裂助排剂KW-1+现对称性阶梯增加;剪切速率降低至50s时,压裂
0.5%压裂用黏土稳定剂XJHX8+(0.1%~13%6)波黏度为154mPa-s;压裂液黏度恢复率达到95%,
过硫酸铵+0.5%破乳剂PR-1
有利于压裂施工过程中的携砂性能。
2.3耐温耐剪切性能
在增稠剂浓度为0.5%时,剪切速率为170s条
剪切率
一度
件下,考察温度对XG-1压裂液黏度的影响。结果如
90三
2和图3所示。
0102030405060
t/min
图4XG-1压裂液变剪切性能
30
2.5矿化度对黏度的影响
0
XG-1压裂液体系中分别加人不同量的氯化钾和
氯化钙,考察了矿化度对压裂液的影响,结果见图5
图2XG-1压裂液耐温性能
由图2可知,20℃时压裂液黏度为71mPa?s,
KC --Caci
随着温度的升高黏度逐渐下降;温度升高至100℃
时,压裂液黏度为48mPa?s。区别于普通植物胶冻
胶,XG-1压裂液为非交联体系,在较低黏度条件下
压裂液仍具有较高的携砂性能,能够满足压裂施工的
0
要求叫。XG-1压裂液能够满足100℃储层施工要求
盐6
具有较好的耐温性能。
?5氯化钾与氯化钙对XG-1压裂液黏度的影响