VES压裂液配方及其应用研究

合集下载

新型清洁压裂液(VES-SL)的研制及应用

新型清洁压裂液(VES-SL)的研制及应用
杨彪;杨超;吴伟
【期刊名称】《胜利油田职工大学学报》
【年(卷),期】2007(021)003
【摘要】通过大量试验研制开发了一种新型的清洁压裂液(VES-SL),该清洁压裂液具有良好的抗温增稠性能.最高抗温能力为120℃.室内试验表明,该压裂液在柴油、地层水的作用下,破胶化水彻底,对油层渗透率伤害低.导流能力保持在92%以上.目前已成功地累计现场实施水力压裂6口井,压裂防砂25口井,增产增注效果明显.该压裂液还具有摩阻低、返排彻底、可长期放置的特点.具有良好的推广应用前景.【总页数】2页(P52-53)
【作者】杨彪;杨超;吴伟
【作者单位】中国石油大学(华东)化学工程学院,山东,东营,257061;胜利油田滨南采油厂监测大队,山东,滨州,257063;中国石油大学(华东)化学工程学院,山东,东营,257061
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.1+2
【相关文献】
1.新型酸性清洁压裂液的研制 [J], 王磊;沈一丁;薛小佳;赖小娟;丁里;李仲谨
2.新型VES-SL清洁压裂液研究与应用 [J], 冯绍云;于永;张潦源;张志强;崔宪民
3.新型吉米奇(Gemini)季铵盐(NGA)的研制及其在VES清洁压裂液中的应用 [J],
牛华;娄平均;丁徽;朱红军
4.一种新型清洁压裂液低温破胶剂的研制与评价 [J], 赵众从;刘通义;林波;向静
5.新型清洁压裂液（VES—SL）的研制及现场应用 [J], 杨彪;吴伟;鞠玉芹;张秀芹;李海涛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

适于低渗透储层的QC-VES清洁压裂液体系实验研究

适于低渗透储层的QC-VES清洁压裂液体系实验研究孟凡宁;李谦定;李善建【摘要】针对陕北“低渗、低压、低温”的储层特点,研制了QC-VES清洁压裂液.首先,以QC-1表面活性剂为主剂、JH-1为反离子助剂、KC1为黏土稳定剂,运用单因素实验法得到了清洁压裂液配方:1.2％QC-1 +0.3％JH-1 +0.2％KC1.按照SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》和SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》对QC-VES清洁压裂液体系进行了综合性能评价.结果表明:QC-VES清洁压裂液体系为假塑性非牛顿流体,稠度系数为1.93,流动指数为0.32;具有较好的黏温特性,在80℃、170 s-1剪切速率下连续剪切60 min,黏度仍保持在70 mPa·s 左右;具有优良的黏弹性,悬砂性能良好;破胶液黏度为3.42 mPa·s,易返排;残渣接近于零,对于低渗储层岩心伤害率较小,静态平均伤害率为8.59％.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(029)004【总页数】5页(P73-77)【关键词】清洁压裂液;黏弹性表面活性剂;黏温特性;黏弹性【作者】孟凡宁;李谦定;李善建【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+2水力压裂是提高低渗透油气藏井生产能力的主要措施，被广泛地应用于油气井开发开采过程。

1947年，第一次正式的水力压裂增产作业在美国堪萨斯州西部的Hugoton气田实施。

时至今日，每年都会进行上万次压裂作业，水力压裂技术已发展为使用于不同情况下多数井的增产工艺［1］。

美国石油储量的25%～30%是通过压裂达到经济开采条件的［2］。

我国从20世纪60年代末期开始引进和学习压裂工艺，40多年来已经形成了低渗致密油气田经济有效开发的压裂改造技术系列［3］。

压裂液

高效、环保---粘弹性表面活性剂的压裂液（VES）目前,国内外压裂液增稠剂均为羟丙基瓜胶等聚合物,这些压裂液基本上满足了现场施工要求。

但由于聚合物分子量大,在水中分散溶解性差,水不溶物相对较多,使其利用率较低,现场只能以提高加量来弥补溶解性差带来的剂量损失。

另外,增稠剂与交联剂交联形成了超大分子,水溶解性更差,压裂结束后,有相当一部分水不溶物(2 0 %～6 0 % )和未彻底破胶的超大分子驻留在地层裂缝中,使地层渗透率下降,降低了压裂改造效果。

国外石油公司研制了液体效率高、对地层污染小的清洁压裂液,文中也对该类产品进行了研发和实验,并取得了一定的成果。

交联破胶机理VES清洁压裂液是一种无聚合物的粘弹性液体,是靠一种特殊合成的低分子量表面活性剂,在一定浓度的盐溶液介质条件下,形成蠕虫状胶束缠结成网状结构而将水增稠,达到交联目的。

当遇到有机物或其它亲油性物质时,蠕虫状胶束被分解成小球状胶束,网状结构也被破坏,溶液粘度降低,达到压裂液破胶目的。

压裂液基本组成及添加剂的优选VES 清洁压裂液基本组成主要有特殊的表面活性剂、特定浓度的盐溶液、激活剂和稳定剂等,VES清洁压裂在一定环境下能够形成抗温、抗剪切的粘弹性液体。

由Schlumberger 公司开发的清洁压裂液，其商品名ClearFrac。

就是典型的VES，其分子在水中一定条件下形成棒状结构的胶束，长棒状胶束之间高度“缠结”，形成类似于交联的聚合物网状结构，具有粘弹效应和高的有效粘度，使液体具备优良的悬砂和携带性能含有VES表面活性剂溶液可以具有高粘度和粘弹性，能将其用作压裂液悬浮支撑剂。

当VES压裂液进入含油的岩芯或地层以后，亲油的有机物将被增溶到胶束中，使棒状胶束膨胀，最终崩解成较小的球形胶束，VES凝胶破解，变成粘度很低的水溶液。

碳氢化合物如油和气有这种作用，将迅速地减少VES液体的粘度到最低水平。

所以，这种体系不需要另加破胶剂Quantum奎世的高温清洁压裂液VES168，相比于国外同期的VES，具有更优越的性能。

国外清洁压裂液的研究进展_陈馥

文章编号:1000-2634(2002)05-0065-03国外清洁压裂液的研究进展Ξ陈馥1,王安培2,李凤霞2,李兴应2(1.西南石油学院化学工程系,四川南充637001;2.中原油田分公司采油工程研究院)摘要:粘弹性表面活性剂(V ES)基压裂液(又称为清洁压裂液(ClearFRAC))的使用改变了传统聚合物压裂液对支撑剂的输送方式,可以消除残余聚合物对支撑剂充填层的堵塞,并能提高充填层的导流能力。

总结和回顾了目前国内现有的压裂液体系及存在的问题,对国外清洁压裂液的研究状况、理论基础、研究进展及井场应用情况进行了综述。

井场应用结果及与瓜胶压裂液体系组分对比表明:清洁压裂液性能优于聚合物压裂液,具有高效、低伤害、配制简单的特点。

最后对目前我国开展清洁压裂液的研究提出了一些建议。

关键词:压裂液;清洁压裂液;压裂添加剂;储层保护中图分类号:TE254.4 文献标识码:A1　压裂液技术发展简述压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展和广泛应用,压裂液是压裂技术的重要组成部分。

目前,国内外最常使用的压裂液为水基压裂液,其大致可分为3种类型:[1](1)天然植物胶压裂液;(2)纤维素压裂液;(3)合成聚合物压裂液。

随着水力压裂技术的进步,为使支撑剂远离井眼达到深穿透,国外从60年代末就开始使用高粘度的交联压裂液。

交联压裂液的发展,保证了高温深层压裂施工的成功。

但是如果压裂液在地面交联,施工时以高速进入管线和通过炮眼,高速剪切仍然会造成严重的剪切降解,产生永久的粘度损失。

因此,在80年代,水基压裂液一个显著的发展是采用了延迟交联技术。

这使得压裂液可产生较高的井下最终粘度和更好的施工效率。

上述几种压裂液体系,已在国内外各油田得到广泛的应用,并取得良好的增产效果。

但使用这些压裂液体系的共同的缺陷,就是压裂液破胶不完全,而且破胶后残渣将残留在裂缝内,残留在裂缝中的聚合物将严重的降低支撑剂充填层的渗透率,从而伤害产层,导致压裂效果变差。

低伤害清洁压裂液VES_1的研制与应用_王满学

表 1 清洁压裂液增稠剂的稳定性实验实验温度 , 稳定性粘度 , mPa s 5 1/ 10 分层 30 10 不分层 20 20 不分层 10 30 不分层 10
2. 2. 1 增稠剂稳定性研究
从表 1 数据看出: 当增稠剂温度在 5 时 , 虽然液体有所分层, 但其流动性仍然很好 , 能满足施工对样品流动性的要求。 2. 2. 2 增稠剂增稠能力的测定增稠剂是配制压裂液的重要组分之一。一般情况下, 不同增稠剂加量对压裂液的粘度的贡献大小不同。图 1 考察了在同一条件下, 不同加量的增稠剂对压裂液粘度的影响。 , 具体是在 4% ( ) KCl 的盐水中按比例依次加入 2. 5% 、 4% 、 5% 及 6% ( ) 的增稠剂, 按 1. 2 实验方法制备压裂液搅拌均匀后加入激活剂即可形成清洁压裂液 , 按 1. 3 方法对压裂液性能进行评 2. 2. 4 盐水对压裂液性能影响研究在清洁压裂液中盐水也是形成胶束的基本组分, 它具有降低增稠剂加量、稳定胶束结构、增强压裂液的抗温能力和防止地层粘土膨胀的多重作用。图 3、图4 考察了不同类型、不同浓度的盐对压裂液抗温能力的影响。由图 3 和图 4 看出 : 在 30~ 70 的实验温度下, 压裂液中盐的类型和浓度对压裂液的粘度影响不同。在
随着石油工业的不断发展, 出现了各种类型的携砂液 , 如水基、油基、乳化、泡沫等压裂液体系。目前, 现场使用最多的是水基冻胶压裂液, 其增稠剂均是一些大分子的聚合物, 如改性胍胶、羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺等。这些大分子聚合物 , 虽然成胶质量好, 但因其溶解分散性差 , 水不溶物多 , 易形成鱼眼等 , 使得聚合物的利用率大大降低 , 现场通常用提高增稠剂加量来弥补其溶解性差带来的剂量损失。另外 , 增稠剂与交联剂交联形成的超大分子中就有相当一部分未彻底破胶的物质和水不溶物( 20% ~ 60% , ) , 在压裂施工后驻留在地层裂缝中, 使地层渗透率下降, 导致压裂改造效果降低 [ 1~ 3] 。人们已经认识到这种危害, 也进行了一些改进, 但在降低残渣减少伤害方面仍收效甚微。虽然泡沫压裂液克服了上述液体的不足 , 但因设备和液体费用高昂, 不可能大规模使用。在低压低渗水敏性储层的改造中, 广泛使用了清洁的磷酸酯铝油基冻胶压裂液

清洁压裂液的特点及在二连油田的应用

清洁压裂液的特点及在二连油田的应用VES清洁压裂液的特点及在二连油田的应用穆海林（中国石油渤海钻探井下作业公司工程地质研究所）摘要：介绍了VES清洁压裂液携砂和返排的原理及自身特点，同其他压裂液相比所具有的优点。

结合清洁压裂液在二连地区的具体应用情况并和二连地区其它邻井胍胶液压裂进行对比，对适应清洁液压裂的储层条件、压后效果做了分析，并针对清洁压裂液的现场施工主要施工参数的设定进行实例分析并提出了具体建议。

关键词 VES清洁压裂液原理特点二连油田前言二连油田大多数区块属于低压、低渗井区，为提高低孔、低渗油气层产量，需要进行压裂改造，近年来，清洁压裂液作为一项新技术，正得到广泛的推广和应用。

2007-2009年，VES清洁压裂液在二连油田共施工19井次，其中预探井4井次，开发新井6井次，洪舒尔特合作区块6井次，水平井3井次。

本文通过介绍清洁压裂液的理论基础，分析清洁压裂液与常规压裂液的不同特点，结合二连油田VES清洁压裂液的现场施工情况，对VES清洁液的适用情况和压裂设计施工参数的设定提出一些具体的建议。

一、VES清洁压裂液携砂和返排的原理VES清洁压裂液主要由长链脂肪酸衍生物季铵盐表面活性剂组成，这种表面活性剂是一种具有粘弹性的小分子,它的分子尺寸比胍胶分子小5000倍的数量级,它包括亲水基和长链疏水基,分子链上有正电荷端和负电荷端。

在盐的存在下,它们形成伸展的胶束聚集体，当这种表面活性剂在溶液中的浓度高于临界胶束浓度时,这些胶束互相缠绕并形成空间网状结构,流体呈现出粘弹性,能有效地携带支撑剂。

这种体系,不像胍胶压裂液,它不需要交联剂，胶束结构中存在相互间排斥力,正是这种力使胶束保持球形,从而导致流体具有很低的粘度。

但采用无机或有机阳离子能提高表面活性剂流体的粘度，当与油气接触或被地层水冲洗,VES 压裂液通过将蠕虫状的胶束破坏成小球形胶束而降低粘度，这些球形胶束彼此不能缠结,因而导致流体具有水一样的粘度,不需要破胶剂流体就很容易被返排至地面。

中高温清洁压裂液研究及应用进展_黄嵘

··················综述收稿日期：2012-03-03中高温清洁压裂液研究及应用进展黄嵘唐善法方飞飞刘明书（长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）摘要介绍了清洁压裂液的特点，叙述了目前国内外清洁压裂液适用温度在80℃以上中高温清洁压裂液的研究进展和在油井中的应用、煤层气井现场应用情况。

最后对目前开展中高温清洁压裂液的研究提出了一些建议。

认为今后应研制出适合天然气破胶的破胶剂或者破胶促进剂，开发出适用于不同地层条件的完整的清洁压裂液体系，应降低VES 合成成本、降低用量，加强复合压裂液的研究，进一步拓宽清洁压裂液技术的应用范围。

关键词中高温清洁压裂液；进展；应用；煤层气中图分类号TE357.1+2文献标识码A DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2012.03.010压裂液又称粘弹性表面活性剂（Visco-Elasitic Surfactant ，VES ）压裂液。

自1997年斯伦贝谢公司成功地将粘弹性表面活性剂应用于压裂液以来，压裂液的研制和开发取得了突破性的进展，并在全世界掀起了清洁压裂液研究与应用的热潮。

VES 相对分子尺寸比胍胶分子小5000倍的数量级，分子中含有亲水基和长链疏水基，分子链上有正电荷端和负电荷端[1]。

在纯水介质中，表面活性剂分子中的疏水基被周围的亲水基包裹形成球形胶束；在盐介质中，表面活性剂分子的电荷被屏蔽，球状胶束变成蠕虫状或棒状胶束，并经范德华力和分子间化学键相互缠结，形成高粘弹性的网状胶束结构，实现对支撑剂的携带和造缝；当遇地层中的原油和水时，疏水基和亲水基使油和水增溶，继而崩解成低粘度的球形胶束，实现清洁压裂液的自动破胶[2-4]。

除了能自动破胶外，与传统聚合物压裂液相比，清洁压裂液还具有以下优势：1)清洁压裂液现场配置十分简单，主要是用VES 在盐水中调配，不需要交联剂和破胶剂，而聚合物配置需要一定溶解时间，需要巨型储备罐和大量外加剂[5]；2)清洁压裂液流动摩阻小，只有清水的25%～40%和胍胶压裂液摩阻的1/3，可有效控制缝高[6-8]；3)清洁压裂液破胶后没有常用的胍胶压裂液高达60%～65%的残留物，对地层基本无二次伤害[7,9]；4)清洁压裂液在渗透率小于5×10-3μm 2的低渗储层中滤失量小，不形成滤饼，能使支撑裂缝导流能力保持在90%上[10]。

VES_SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用

VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用李爱山1,2,杨　彪2,马利成2,鞠玉芹2,黄　波2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院,山东东营257061;2.中国石化股份胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000)摘要:为了降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发研制了VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液,并利用RCV6300毛细管流变仪等试验仪器,对该压裂液的性能进行了研究。

室内评价结果表明,VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液在100℃和170s -1的条件下,经过1h 的剪切,其粘度在130m Pa s 以上;在120℃和170s -1的条件下,经过1h 的剪切,其粘度达50m Pa s 以上;随剪切时间的延长,该压裂液粘度变化很小;随温度的降低,该压裂液粘度具有很好的恢复性。

试验结果表明,该压裂液粘度高且成本低,对地层的伤害要比H PG 压裂液低50%左右。

现场试验证实,VES -SL 粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的25%～30%,比HPG 压裂液的摩阻低1M P a /1000m ,2口压裂井共增产原油5600t 。

使用该压裂液进行压裂施工,可以有效地降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,同时提高油井的增产效果。

关键词:压裂液;粘度;地层伤害;裂缝导流能力;现场试验中图分类号:TE357.12文献标识码:A 文章编号:1009-9603(2006)06-0097-04 在低渗透油藏的改造过程中,为了降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发了种类繁多的压裂液体系[1]。

其中,由于粘弹性表面活性剂压裂液体系对油藏和支撑裂缝伤害小且易返排,而成为压裂液领域的研究重点。

粘弹性表面活性剂压裂液不含高分子聚合物,其增稠性能是由特殊的表面活性剂分子来实现的,这些具有特定结构的表面活性剂分子[2]溶解到水中后,能够形成一种类似于高分子线团结构的胶束,从而使得水溶液具有较高的粘度,因此可以作为压裂液使用。

VES-18清洁压裂液性能试验与应用

ｔａｈｌｓｉｄｌｓｗａｌｙｉｇｒｔａｈｉｃｕｏｕｕｔｔｅｒｎｅｏｅｓｒｓｃｎＩｈｅｔｆｈｔｔｅｅａｔｃｍｏｕｕｓａｗａｓｂｇｅｈｎｔｅｖｓｏｓｍｄｌｓａｈａｇｆｔｔｅｓｓａ．ｎｔｅｔｓｈｏｔｅｓｍｕａｅｙａｃｓｄｍｅｔｔｎｔｅｔｍｅｏｈｉｌｔｄｄｎｍｉｅｉｎａｉ，ｈｏｉｆＶＥＳ１ｓｇｅｔｒｔａｅｔｍｅｏｅｈｇｅ－ｉｃｓｔｕａｉｉｅ一ｉｒａｅｎｔ８ｈｈｉｆｈｉｈｒｖｓｏｉｇｎｄｎｔｙ
ＴｅｍａｎｂｈｖｏｆＶＥＳ１ｓｉｖｓｉａｅｎｅｔｄｏｉｅＴｈｅｕｔｓｏｄｔａｈｉｅａｉｒｏ一ｉｎｅｔｇｔｄａｄｔｓｅｎｓｔ．ｅｒｓｌｈｗｅｈｔＶＥＳ１ｏｓｓｅｏｄ８ｓ一ｐｓｅｓｄａｇｏ８
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＶＥＳＩｌａｒｃｕｉｇｆｕｄｉｉｅｔａｉｎｃｑａｅｎｒｍｍｏｉｍｎｒａｉａｔｓｌｙａｅ — ｃｅｎｆａｔｒｎｉｓｍｘｄｗｉｃｔｉｕｔｒａｙａ８ｌｈｏｎｕａｄｏｇｎｃｓｌａｉｌｔ．ｃ
第３卷第３８期２１年６月００
煤田地质与勘探
ＣＣＩＡＬＧபைடு நூலகம் ．ＯＩＯＧＹ＆删０Ｒ口００Ｎ
ＶＯ１３８ＮＯ．．３Ｊｕｎ．Ｏ１２Ｏ

煤层气增产VES清洁压裂液的实验研究

辽宁阜新地区地温梯度为３Ｃ／０ｍ，此地层的。１０因
性胶、冻胶压裂液。。虽然压裂液的种类很多，］但是
对于煤层而言都或多或少地会产生伤害。泡沫压裂液因其用液量少、返排、带支撑剂能力强、害易携伤小的特点在煤层的压裂中得到广泛应用。国内外近
不仅如此，ＯＣ还可以增加返排的能力，量缩短尽水在储层的停留时间，这样还能大大减小煤层膨胀
的几率］。本文结合辽河阜新煤矿的地质特点，
为提高煤层气的采收率，高经济效益，展了提开Ｃ混相ＶＥＯＳ清洁泡沫压裂体系的实验研究。
煤层气作为一种洁净而经济的能源，的开发它
和利用在美国、拿大、加澳大利亚、国、罗斯等许英俄多国家都已经得到充分的重视。煤层气（ｏｅＣＭｂｄｇｓ是赋存于煤层中的非常规天然气。随着国家经ａ）济的快速发展，对能源的需求量也在Ｅ益增大。我ｌ
（．国石油西南油气田公司天然气研究院）３中
摘
要为了提高非常规能源煤层气的采收率，解能源的压力，缓本文以辽河阜新各矿的煤岩
为对象，对伴注Ｃ清洁压裂液进行了实验研究。主要研究了影响泡沫体系稳定性的一些影响因Ｏ
第３卷９

海水基清洁压裂液体系PA-VES90的制备及性能研究

的清洁压裂液体系无沉淀、絮凝，地层流体配伍性良好。无与
关键词清洁压裂液中图法分类号
耐盐
黏度
交联比Ａ
破胶
配伍性
Ｔ２４３Ｅ５．；
文献标志码
中国海上油田开发进入了一个新阶段，渗油低田的压裂开发和高渗油田压裂充填防砂井增多，为
７％
将油酸和芥酸混合物、，．ＮＮ甲氨基丙胺按１：
１１摩尔比）。（加入高温高压反应釜，１０ｏ在２Ｃ下反应
虫状胶束的相互缠结形成的网架结构是可逆的，切剪
２１０１年１２月１２日收到，０２年４月修改２１第一作者简介：张福铭，男。研究方向：化压裂、屑回注。Ｅ酸钻 —
ｍａｌｚａｇｍ＠ｃｓ．ｏ．ｎｉ：ｈｎｆｏ１ｃｒｃ。ｎ
来的，目前已经成功的实施了压裂施工３００多井０
图１蠕虫状胶束的缠结不意图
ＶＳ清洁压裂液配制简单，省操作；身无Ｅ节本固相、残渣，地层伤害小，环保型压裂液；表对属靠
⑥
２１ＳｉｅｈＥｇｇ０２ｅＴｃ．ｎｒ．．
海水基清洁压裂液体系Ｐ．Ｅ９ＡＶＳ０的制备及性能研究
张福铭李学军陈小华王雪山李厚铭
（中海油服油田化学研究院，郊０５０）燕６２１

黏弹性表面活性剂压裂液的合成与性能

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｃａｉｎｃｖｓｏｌｓｃｓｒａｔｎｓｓｎｈｓｚｄａｄｐｅａｅｏｃｅｒｆａｔｒｎｕｄｓｓｅ（ＳａｄｆｅｅｔｔｉｉｃｅａｔｕｆｃａｔｗａｙｔｅｉｅｎｒｐｒｄｔｌａｒｃｕｉｇｆｉｙｔｍＶＥ）ｔｉｆｒｎｏｉｌ
ＰｒｐａａｉｎａｒｏｍａｅｏｓｏｌｓｉｒａｔｎａｔｒｎｇＦｌｄｅｒｔｏｎｄＰｅｆｒｎｃｆＶｉｃｅａｔｃＳｕｆｃａｔＦｒｃｕｉｕｉ
ＧＵ０ — ｅ．ＧＵＯＹａＬｉｍｉｈ
（ｏｌｅｆｔｉｃｎｅｎｈｍｉａＥｇｎｅｎ．ｉｊｎｖｒｉｆｃｎｅ＆ＴｃｎｌｙＣｌｇＭａｒｌｉｃｄＣｅｃｌｎｉｒｇＴａｉＵｉｅｓｙｏＳｉｃｅｏｅａＳｅａｅｉｎｎｔｅｅｈｏｏ．ｇＴａｊ０４７Ｃｉａｉｉ３０５，ｈｎ）ｎｎ
速发展和广泛应用，裂液是压裂技术的重要组成部压
分，是决定压裂成败的关键ｌ．ｌＪ
弹性表面活性剂压裂液是当前研究和应用的热点，作
为新一代的水基压裂液，具有无与伦比的优势和广它阔的发展空间，目前的该类产品存在不耐温、但成本高、合成工艺复杂等方面的缺陷，重限制了它的应严
黏弹性表面活性剂压裂液的合成与性能
郭丽梅，郭燕
（天津科技大学材料科学与化学］程学院，天津３０５）一０４７

阴离子型VES压裂液的研究进展和应用展望

阴离子型VES压裂液的研究进展和应用展望目前的VES压裂液大多使用阳离子表面活性剂。

阳离子表面活性剂的生物降解能力较差，对生物具有一定的毒性，不符合环保标准，在环境敏感地区和海洋中是禁止排放的。

因此，为了降低对地层的吸附性，更好的保护储层，为使压裂后油气增产效果显著，需要开发更加环保、更加高效的阴离子型VES压裂液。

标签：阴离子；VES压裂液；油气；研究阴离子型VES压裂液配制简单，溶解性能良好，对地层无伤害并能使充填层保持良好的导流能力，排液能力强，压裂液残渣几乎为零，几乎不改变油层的润湿性并且能够有效的稳定粘土，使压裂过程中的表皮效应和油层污染接近于零。

该压裂液不含聚合物，不需要破胶剂，现场配液简单，能有效控制缝高，施工摩阻只有水的25%～40%，液体效率达85%，远高于胍胶压裂液的52%。

在渗透率小于5×10-3μm2的低渗透储层中滤失量小，对储层伤害小，压裂后油气增产效果明显比胍胶压裂液好。

1 国内阴离子型VES压裂液的研究进展目前针对阴离子型VES溶液研究相对较少。

张劲、李林地等以代号D3F-AS05的阴离子型黏弹性表面活性剂（VES）为基础，通过组分用量筛选，制备了阴离子型VES压裂液，配方是：3.2%D3F-AS05 +0.1%防垢剂EDTA+5.5%反离子供体/防膨剂KCl+0.4%KOH。

经过大量的室内实验，对D3F-AS05清洁压裂液进行了室内性能评价。

由图1可以看出，研制的D3F-AS05清洁压裂液的粘度随温度的升高而降低，逐渐趋于平缓。

当温度下降后，其粘度可在5 s左右恢复初始值，粘度在温度影响下具有可逆性，逆变过程几乎是瞬间的。

由此看出，D3F-AS05清潔压裂液具有良好的热稳定性。

由图2可以看出，D3F-AS05清洁压裂液的粘度随剪切速率的加快而降低，逐渐趋于平缓。

当剪切速率下降后，其粘度可在3s左右恢复到初始值，其粘度在剪切力影响下具有可逆性，逆变过程基本是瞬间完成的。

VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用

１２ＶＳ— Ｌ压裂液的配制．ＥＳ
单纯的Ｓ表面活性剂所配制的压裂液，Ｌ耐温性
它的浓度越大，它的粘度也就越大。因此，针对不同地层温度的油藏进行压裂施工时，可设计不同浓度的ｓ表面活性剂配成ＶＳ— ＬＬＥＳ压裂液。
活性剂。
收稿日期２０ — ７— １改回日２０一ｌ一２０６０３；期０６Ｏ１。作者简介：：ｌ男，￣ｇｔ，高级工程师，８年毕业于聊城师范学院有机化学专业。９年获巾国科技大学高分子化学业硕士学位，ｌ１７９１３９争现为中国石油大学（东）华油气田开发工程专业在读博士研究生，主要从事压裂酸化技术研究工作。联系电话０４）５７７，（５６８５２２Ｅ—ｍｉｌｉａａ：ａｈｎｌｉｓ
件下，经过１ｈ的剪切，其粘度达５ｍａ・０Ｐｓ以上；随剪切时间的延长，该压裂液粘度变化很小；随温度的降低，该压裂液粘度具有很好的恢复性。试验结果表明，该压裂液粘度高且成本低，对地层的伤害要比ＨＧ压裂液低５％左Ｐ０右。现场试验证实，ＥＶＳ—ＳＬ粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的２％一３％，ＨＧ压裂液的摩５０比Ｐ阻低１ａ１０１，ＭＰ／０Ｉ０Ｔ２口压裂井共增产原油５６０。使用该压裂液进行压裂施工，以有效地降低压裂液对油藏和０ｔ可支撑裂缝的伤害，同时提高油井的增产效果。
李爱山，彪，杨马利成，鞠玉芹，波２黄
（．１中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营２７１５０；６２中国石化股份胜利油田分公司采油工艺研究院，山东东营２７０）．５００

清洁压裂液的研究与应用进展

清洁压裂液的研究与应用进展摘要：基于传统聚合物压裂液上提出的黏弹性表面活性剂（VES）压裂液（又名清洁压裂液）中可形成球形胶束，进而演变成具有高黏弹性的空间网状结构，从而实现对支撑剂的有效携带。

清洁压裂液无残余物，不会堵塞地层裂缝，返排性能强，提高了裂缝的导流能力，降低了对地层的损害和污染，增产效果显著。

本文首先综述了清洁压裂液的概况及其三种基本机理，其次对国内外的研究现状进行了简述，最后从目前的发展状况出发提出了几点清洁压裂液的发展趋势。

关键词：清洁压裂液；黏弹性表面活性剂；机理；发展现状水力压裂技术作为提高油气层产率的有效办法，在油气井增产、水井增注、提高低渗透率方面发挥了巨大的作用。

新型清洁压裂液具有残渣少、耐高温、黏度高、返排性好，同时又具有破胶迅速携砂能力强、降滤失性能优等特点。

在压裂作业时能够在目的储层形成一条具有优良导流能力的缝隙，油气储层的渗透性得到很大的提升，不仅可以有效地提高油气井的采收率，还减少了流体在地层裂缝中的渗透阻力和对油气储层的岩心伤害，达到了油井增产和注水增注的目的，从而受到人们的广泛关注，展现出良好的应用前景。

1 清洁压裂液的作用机理成胶机理黏弹性表面活性剂分子中含有亲水基和疏水基，分子链上有正负电荷。

在纯水中，亲水基伸入水相，长链疏水端远离，形成长链疏水基包裹的低黏度球形胶束。

加入盐或反离子表面活性剂等对胶束和水之间的电荷进行屏蔽，占有空间变小，胶束间通过范德华力和弱化学键的作用互相缠绕，转变为柔性棒状胶束。

随着浓度不断增加，在疏水基作用下胶束之间自动进行纠缠，形成空间网络结构。

抗剪切机理胍胶压裂液等抗剪切能力弱，分子链一旦断开，永久丧失黏度。

清洁压裂液的形成机理不同，其黏弹性来自于胶束相互纠缠形成的空间网络结构，抗剪切能力强，黏度保持稳定，高度剪切后能够恢复。

破胶机理盐溶液中清洁压裂液的流动性很低，而在含碳氢化合物和其他疏水物质的溶液中却很高。

上述物质与胶束接触后，棒状胶束在变化的带电环境中膨胀破裂成球状胶束，空间网络结构解体，黏弹性剧烈下降，同清水一般与产出液一起被返排回地面，在裂缝内部和井壁等处无残渣。

耐高温VES-GY3清洁压裂液的室内研究

耐高温VES-GY3清洁压裂液的室内研究刘炜【摘要】室内以N,N-二甲基乙醇胺和溴代十六烷为原料合成了一种黏弹性表面活性剂,通过正交实验得到适宜的合成条件为:n(溴代烷):n(叔胺)=1∶1.1,反应温度为95℃,反应时间为8h,溶剂加量为40％.得到的产品的产率高达93.21％.通过优选助剂,优化清洁压裂液VES-GY3体系配方为:2％黏弹性表面活性剂+1％水杨酸钠,其黏度值高达450 mPa·s.红外光谱分析结果表明合成反应生成了目标产物.性能考察实验结果表明,当温度稳定在144 ℃时,黏度稳定在25 mPa·s,表明压裂液具有良好的耐高温性能.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2019(020)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】清洁压裂液;合成;表征;溴代十六烷【作者】刘炜【作者单位】中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院,武汉430005【正文语种】中文20世纪90年代末，斯伦贝谢公司研发了黏弹性表面活性剂压裂液体系，并在油气田现场施工中应用成功，开辟了清洁压裂液体系的先河[1-3]。

黏弹性表面活性剂在溶液中形成具有一定黏度的彼此缠绕的蠕虫状胶束，随着表面活性剂浓度的增大，胶束自动相互缠绕而形成具有三维空间的网状结构，从而形成一种具有高黏弹性的抗剪切型的清洁压裂液。

这种清洁压裂液体系不仅减少了添加剂的种类，压裂液流变性能稳定，携砂能力强，且配制工艺流程简便，对储层的伤害小。

笔者以N,N-二甲基乙醇胺和溴代十六烷为原料合成了一种黏弹性表面活性剂，通过正交实验优化合成反应条件，并对合成产物进行了红外光谱分析。

将合成产物与水杨酸钠复配后得到VES-GY3清洁压裂液体系，并对其耐剪切性能、黏弹性及流变性能进行了评价。

1 实验部分1.1 试剂与仪器N,N-二甲基乙醇胺、溴代十六烷、水杨酸钠、正丁醇、丙酮，均为分析纯。

真空干燥箱，旋转蒸发器，三口烧瓶，RS 6000旋转流变仪，傅里叶红外光谱仪，电子天平(0.1 mg)。

粘弹性表面活性压裂液在低渗油藏中的应用

粘弹性表面活性压裂液在低渗油藏中的应用粘弹性表面活性(VES)压裂液的使用改变了人们对压裂处理期间压裂液和支撑剂作用的看法。

新VES压裂液的主要优点是，不用聚合物即可得到导流能力较高的支撑剂充填层，且无聚合物伤害。

对于压裂液来说，最重要的是保持原状地层渗透率和控制漏失量。

尽管常规的和新一代交联冻胶可以很好地控制漏失量，但它们会对保持支撑剂充填层的渗透率产生不利影响。

利用VES压裂液的其他优点包括：限制裂缝增长高度，增加有效裂缝长度。

对于多数低渗透地层，水力压裂的目的是产生长的高导流的裂缝。

硼酸盐或金属交联瓜尔压裂液的固有粘度高，会导致裂缝高度增长，而限制了裂缝长度增长。

VES压裂液靠流体的弹性与结构(不是粘度)传送支撑剂，因此VES压裂液可以在较低的粘度下有效地传送支撑剂。

同时，VES压裂液可以得到更好的裂缝几何形态，使高度降低，长度增加。

压力瞬变分析和示踪剂研究表明，这种无伤害低粘度压裂液即使使用很少的压裂液和支撑剂，也能有效地增加裂缝的长度。

使用VES的另一个优点是降低了摩擦压力。

因此，当通过挠性管进行压裂处理时最好使用VES压裂液。

VES压裂液还有其他一些用途，如消除滤饼、挠性管洗井等。

在无法用常规压裂液系统的情况下，可以使用VES技术。

现场试验结果表明，与常规聚合物压裂液系统相比，VES压裂液具有如下优点：(1) 由于有非常高的流体效率(85%左右)并完全(100%)保留了支撑剂充填层的传导率，这种无伤害的粘弹性表明活性剂压裂液可以产生更长的裂缝；(2) 用极少量的支撑剂即可实现与聚合物压裂液相似的支撑剂充填；(3) 由于添加剂系统很简单，很容易进行质量控制，甚至可以用海水胶化VES压裂液；(4) 用低粘度流体可以有效地传送支撑剂，使裂缝高度增长降至最低；(5) 由于摩擦压力低，以较小的水马力即可泵送VES压裂液，并获得较高的泵速；(6) 当泵送VES压裂液时，可以用挠性管有选择地处理不同的层段；(7) 用VES压裂液可节省大量钻机时间，快速完成井的清洗作业，使井尽快投产，提高产量。