超分子低伤害清洁压裂液RZSF(2).pptx

超分子超分子低伤害低伤害清洁压裂液清洁压裂液RZRZSFSF体系体系四川仁智油田四川仁智油田技术服务技术服务 股份有限公司股份有限公司二零一二年五月二零一二年五月二零一二年五月二零一二年五月目目 录录一一二二三三四四五五说 明产品简介系统体系特点介绍性能对比六六性能评价七七技术标准八八配置方法九九现场施工十十十十总结一、说明一、说明 超分子低伤害清洁压裂液RZSF体系是我公司根据新型超分子结构设计理论，开发的新型低伤害清洁压裂液体系。本产品符合中华人民共和国石油天然气行业标准压裂液通用技术条件，SY/T6376-2008。二、产品简介二、产品简介 我公司研制生产的RZSF超分子低伤害清洁压裂液体系，利用结构力学及高分子表面活性剂理论，设计出的新型低伤害清洁压裂液体系。，本体系压裂液原理主要是利用压裂液溶液中分子之间通过非共价键（静电、氢键、疏水缔合效应等）发生相互作用，形成分子间的聚集结构，这种聚集结构可以随剪切扰动变大或变小甚至完全拆散，当剪切扰动消除后，聚集体又重新恢复，形成在自然界不多见的一种“可逆结构溶液”，从而发生较强分子链间可逆的多元缔合作用形成超分子聚集体，具有类似于交联聚合物的空间网络结构，所以不需要交联即可具有清洁压裂液的全部性能，同时又具备清洁低伤害、高效增粘特性、抗温性、抗盐性、抗剪切性、低摩阻等特性，并与其它常用水基压裂液添加剂具有较好的配伍性。三三、系统体系系统体系 我公司的超分子低伤害清洁压裂液RZSF清洁压裂液体系构成如下：1清洁压裂液稠化剂RZSF-1、RZSF-1W；2清洁压裂液稠化强化剂RZSF-2、RZSF-2W；3清洁压裂液高温温度稳定剂RZSF-3W；（地层温度110使用）4清洁压裂液低温破胶剂RZSF-3；（地层温度45使用）四四、产品特点产品特点RZSF超分子低伤害清洁压裂液清洁低伤害高效增粘特性抗温性抗盐性抗剪切性低摩阻配置简单产品全部溶解于水，破胶后很低残渣，对储层无伤害或低伤害，是理想的清洁压裂液体系相对于传统的VES清洁压裂液而言，RZSF超分子低伤害清洁压裂液体系的用量非常低，一般而言主剂RZSF-1质量分数不会超过1%，大大的降低了压裂成本和潜在的伤害。清洁低伤害RZSF-1的稀溶液具有较强的超分子结构，表现出优异粘弹性和剪切稀释性，无需交联即具有很好的悬浮性，配合使用流变强化剂RZSF-2，结构明显增强，粘度30mPas就表现出对支撑剂超强的悬浮能力。高效增粘性超强悬浮性一般，超低温和超高温区段都是清洁压裂液体系的技术难关，RZSF超分子低伤害清洁压裂液体系很好地解决了这些难题，表现出超宽的温度适应范围。超低温区：25-50，RZSF-1很低浓度（如0.3%），即具有很好的流变性能，不用交联，用RZSF-3低温破胶剂可彻底破胶，高度返排，国内率先解决了低温破胶的传统难题；高温区：150，我们的粘度高温稳定技术也使RZSF清洁压裂液表现出优异性能。RZSF清洁压裂液体系可应用于盐水体系中，如KCl，甚至可以使用海水和产出污水配制溶液，在缺水的海上平台和干旱地带也可实施压裂作业。与常规瓜胶压裂液相比，体系对pH不敏感，不需要在碱性条件下才能发生交联，体系在弱碱及弱酸的条件下都有很好的适应性，如二氧化碳泡沫体系以及碱性体系中配伍性也很好。超宽温度适应性抗盐性好RZSF超分子低伤害清洁压裂液体系没有交联，所以溶液属于可逆结构，抗剪切性极好，在管路中流动的摩阻极低，易于压力传递，经泵送、炮眼和渗流过程不会明显破坏液体的流变性，体系的抗剪切性能稳定，有利于深井大型压裂。RZSF低伤害清洁压裂液是目前在用压裂液中用量最少的，浓度可低至0.35%，是传统VES清洁压裂液体系的使用浓度的数分之一，因此成本很低。摩阻小、剪切稳定性优配方简单，配制方便，可采用瓜胶压裂液工艺配制成本低采用有机物、水稀释、氧化等多种破胶机理，确保该压裂液体系在复杂条件下的破胶性能，在国内率先解决30超低温破胶难题。配置工艺简单破胶容易五五、产品对比产品对比 产品性能RZSFVES瓜胶基液中不溶物无无有破胶后残渣很低无有抗温性好差好抗剪切性好好一般摩阻低低较高使用成本适中高适中低温破胶行行不行破胶控制易不易易悬浮性好好好抗盐性好好好配置工艺简单简单简单六六、性能评价性能评价1、高效增粘能力2、抗细菌稳定性良好压裂液长时间放置不受细菌损害。3、流变特性 常规交联压裂液由于其交联作用的不可逆性，其有效粘度必然随剪切时间增长而不断下降；而结构性流体由于其结构随剪切作用而可逆变化,则当剪切（速率）作用一定时,其结构将达到与该剪切速率平衡的状态,则其有效粘度不再随剪切时间增长而下降,长期保持恒定，故表现出优良的抗剪切性。因此它更能适合于需要泵送时间较长的压裂作业（如深井、大型压裂)。（1）抗剪切性：RZSF超分子低伤害清洁压裂液剪切试验（70）RZSF超分子低伤害清洁压裂液剪切试验（90）RZSF超分子低伤害清洁压裂液剪切试验（150）剪切稀释性（2）剪切稀释性是结构性流体固有的特性，因此能很好解决流动中在保证良好携砂的前题下大幅度降低流动阻力；流变参数（3）由图解法求得含主剂0.50%及辅剂0.3%压裂液的K和n值，与常规高分子交联压裂液一样,也显示屈服应力,测定其屈服应力y 为9.4 Pa。具有较高的稠度系数和屈服应力及低的流动特征指数。且升高温度影响不大。压裂液的流变参数（注：2%KCl+0.7%稠化剂+0.018%稠化强化剂）温度，8090100110120*130*n0.1250.1030.1080.1050.1130.118K，Pa.Sa38.432.431.831.530.628.3相关系数0.96360.97320.98450.98230.99120.97654、粘弹性 该压裂液的储能模量 G、损耗模量 G及复合模量 G*具有频率敏感性。剪切速率和温度恒定时，该压裂液的表观粘度也保持恒定，压裂液的储能模量 G、损耗模量 G及复合模量 G*也恒定。在不同的频率下，体系的储能模量大于损耗模量，属弹性流体，具有良好的携砂性能。如图，试验表明一般情况下这类压裂液的储能模量及它与其耗能模量之比均大于常用的瓜胶压裂液,即其粘弹性更强，悬砂性更好。瓜胶压裂液的储能模量G和复合模量G*表观粘度，Pa.S0.1050.2090.406储能模量，G17.633.248.7复合模量，G*21.841.560.6低伤害清洁压裂液的储能模量G和复合模量G*表观粘度，Pa.S0.0110.0210.0300.0560.1080.200储能模量，G3.2012.6020.1026.4029.5031.60复合模量，G*3.212.7020.2026.5029.7031.70害 该压裂液的储能模量 G、损耗模量 G及复合模量 G*具有频率敏感性。剪切速率和温度恒定时，该压裂液的表观粘度也保持恒定，压裂液的储能模量 G、损耗模量 G及复合模量 G*也恒定。在不同的频率下，体系的储能模量大于损耗模量，属弹体流体，具有良好的携砂性能。名名 称称残渣含量残渣含量 ppm瓜胶350RZSF低伤害清洁压裂液35（1）压裂液残渣对比5、残渣与伤害（2）清洁压裂液与瓜胶压裂液的滤液对岩心伤害比较 由上表数据可知，使用直径 3.8cm，长度 7.6cm 的人造岩芯进行的动态伤害试验表明，超分子表活剂清洁压裂液的四个配方对岩心基质的渗透率损害率较小，其平均伤害率为6.05%。而在同等条件下测得交联瓜胶的渗透率损害率达到 28.30，高于文献中所述的2030的损害率。用此超分子低伤害清洁压裂液可以显著降低压裂液的伤害。（3）压裂液破胶液对支撑充填层的影响A、破胶液对比照片瓜胶压裂液破后清洁压裂液破胶后（3）压裂液破胶液对支撑充填层的影响B、破胶后支撑剂对比照片瓜胶压裂液破后低伤害清洁压裂液破胶后（3）压裂液破胶液对支撑充填层的影响C、低伤害清洁压裂液对支撑剂充填的伤害10；如下数据支撑充填层流动伤害试验结果（3）压裂液破胶液对支撑充填层的影响瓜胶支撑充填层流动伤害90清洁压裂液伤害10实验瓜胶压裂液破胶液在通过 API 导流槽时，由于破胶液中存在残渣，使累计体积随时间的增长越来越慢，最后渐渐地趋向于零，伤害严重。低伤害清洁压裂液破胶液通过 API 导流槽时，表现出了与 2%KCL 溶液相似的流动特性，该压裂液对支撑充填层的伤害非常小。（3）压裂液破胶液对支撑充填层的影响样品编号破胶温度过硫酸铵%破胶水化液粘度/mPa.s0h1.0h2.0h3.0h4.0h1#800.051056342153.22#900.04985837182.53#1000.031026035152.04#1200.011187233141.55#1300.011256535151.5上表对压裂液的破胶水化液的粘度的测定。可以看出在，温度80130，过硫酸铵的浓度为0.01%0.05%时可使复合体系在4.0小时内完全破胶，破胶后溶液粘度很低，破胶后的粘度小于3mPas,并且无残渣。在高温下破胶剂很快拆散了分子之间的结构，从而使复合体系能够彻底破胶。瓜胶压裂液破胶后由于破胶后存在不溶性悬浮物（残渣），它们聚集在一起形成云雾集合体。相反，清洁压裂液破胶后，由于其破胶后无残渣，溶液呈清洁透明状。D、低伤害清压裂液在不同时间破胶后粘度及其残渣含量检测6 6、低摩阻性能、低摩阻性能7、低伤害压裂液破胶液的表面和界面张力（25）试验和施工均表明，该压裂液具有剪切稀释性，摩阻仅相当于清水的25%35%，有利于提高设备效率。压裂液体系编号1#2#3#4#5#表面张力（mN/m）27.5227.1326.8226.6525.14界面张力（mN/m）0.680.620.530.420.35七七、技术指标技术指标类别项目指标中低温RZSF-1外观白色或微带黄色粉末固体水分，%10筛余量（60目），%10.0水溶液粘度，mPas 40溶胀时间，min 20RZSF-2密度（20），g/cm 1.001.10表面张力，mN/m 35粘度上升率，%15.0RZSF-3外观无色或淡黄色液体密度（20），g/cm 0.95001.1500pH值7.010.0破胶后粘度，mPas 10十十、总结总结 超分子低伤害清洁压裂液体系已经在中原、大庆、青海、延长等有油田成功的应用几十井次，最高地层温度153，在薄油层、水淹油层、低压枯竭气藏改造中取得了良好的增产效果。现场施工表明，这种新一代压裂液配制简单、方便，易于工业化大批量配制。与常规压裂液相比，施工摩阻极低，有利于减少设备的负荷。携砂性能良好，对地层的伤害低，在一些地质状况很差的油层应用也获得了成功，取得了良好的增产效果。这种新一代压裂液的成功研究，对低渗透油气藏的压裂改造具有重大意义。