页岩气清水压裂工艺中的降阻剂的应用
水溶性减阻剂在页岩气滑溜水压裂中的应用进展
2015 年第44 卷第1 期・121・石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY页岩气是指蕴藏于页岩层中的天然气。
与常规天然气相比，页岩气储集层的孔隙度仅为4%～5%，渗透率低（小于1×10-3 μm 2），大多数页岩气井需通过压裂等增产措施提高储层导流能力才能具有工业开采价值［1］。
压裂液是指压裂改造过程中的工作液，起传递压力、形成地层裂缝和携带支撑剂进入裂缝的作用。
压裂液由高压泵注增压后通过管柱高速泵入地层，但在高速泵注下，压裂液在管内流动时会出现严重的紊流现象，压裂液与管壁水溶性减阻剂在页岩气滑溜水压裂中的应用进展张文龙，伊 卓，杜 凯，祝纶宇，刘 希，林蔚然（中国石化 北京化工研究院，北京 100013）［摘要］ 滑溜水压裂是致密页岩气开采主要采用的增产手段，水溶性减阻剂是滑溜水压裂液中用于降低流体在管道输送过程中所受阻力的化学试剂。
介绍了减阻剂的减阻机理，综述了水溶性减阻剂在页岩气滑溜水压裂领域应用的研究进展，包括生物基多糖减阻剂、聚氧化乙烯减阻剂和聚丙烯酰胺类减阻剂在页岩气压裂领域应用的研究现状。
对水溶性减阻剂的应用前景进行了展望，减阻性能好、对储层伤害低、环境友好和成本较低廉的减阻剂是未来研究的重点。
［关键词］ 水溶性减阻剂；页岩气；滑溜水压裂［文章编号］ 1000 - 8144（2015）01 - 0121 - 06 ［中图分类号］ TE 357.12 ［文献标志码］ A进 展 与 述 评间存在较大的摩擦阻力［2］，这种摩擦阻力会限制流体在管道中的流动，造成管道输量降低和能量消耗增加。
高聚物减阻是指在湍流状态下的流体中加入少量高分子聚合物使流体的流动阻力下降［3］。
河流中的淤泥、水藻和水生动物的分泌物均有不同程度的减阻作用［4］，也可利用化学添加剂作减阻剂。
Toms ［5］将少量的聚甲基丙烯酸甲酯溶于氯苯中，使湍流的摩擦阻力降低了50%，因此高聚物减阻又称为Toms 效应。
页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究
页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究页岩气是指储存在页岩中天然气，而页岩储层压裂技术是目前开采页岩气的主要方式之一。
由于页岩储层矿物质组成复杂，存储天然气密度高等特点，导致压裂难度较大，需要在压裂过程中添加一定的减阻剂以便提高压裂液的渗透性和流动性，最终实现提高天然气产量和经济效益。
减阻剂是压裂液中的一种特殊添加剂，充分利用其高分子多糖的高黏度优势，增加液体粘度，防止压裂液在压力作用下提前流入有裂缝分支的岩层孔隙中，从而减少其流失到非压裂目标层并维持压裂效应。
但减阻剂的具体机理仍未得到完全的解释，研究其机理将对优化压裂技术和提高天然气产出率起到重要作用。
减阻剂能够在压裂液中起到的主要作用有：液体黏度的增加、分散压裂液颗粒物和抑制垂直井壁滑脱现象。
其中，黏度增加是最重要的机理之一。
减阻剂中的高分子多糖和压裂液中的其他添加剂经由化学反应将其产生的微泡聚合，使液相粘度增大，从而减少粘性降低所带来的阻力，塑性剪切不平滑效应也随之发生减小。
减小的阻力和胶结性提高了压裂液的渗透性和流动性，有利于压裂液在井壁缝隙中弥散、扩散和渗透，增大液相分布范围，形成更多、更稳定的裂缝结构，最终提高天然气产量。
分散压裂液颗粒物也是减阻剂起到的重要作用。
压裂液中的水和颗粒物成分会在压力作用下向裂缝发展方向流动，会导致压裂片断或断裂。
减阻剂能够通过防止压裂液在深度方向上流动而减少悬挂的颗粒物，从而避免不同层位上物质的界面引起的剪切应力，减轻液流速度对裂缝的破坏作用，从而减少因颗粒物悬浮而形成的流体阻力，最终提高压裂液在岩石中渗透的动态性，增加页岩储层的效率。
抑制井壁滑脱现象是减阻剂起到的另一个机理。
压裂液在井壁接触处的落差和方向变化会产生切割作用和摩擦作用，导致井壁和裂缝的摩擦系数较高，从而影响压裂液渗透的效果，造成压裂效果不佳。
减阻剂通过增加液体粘度，降低入井速率，减少井壁上的切割作用和摩擦作用，从而防止井壁滑落，减小井壁与岩石之间的相对速度，最终减少在井壁和没有被加压的天然气层中的切割、摩擦和其他机械应力的效应。
压裂液减阻剂的类型
压裂液减阻剂（油包水乳液）:在油田增产方法操作中,许多的压裂液通过泵在高压力及高流速条件下被运送到深度约500米至6000米或许更深的钻孔处,致使井眼周围的岩层开裂。
油层中的油气在地层压力作用下渗透到井眼分裂处，通过泵又被运送到地上。
压裂液在管道中被运送的过程中，因为来自泵的压力会发生湍流，湍流致使阻力的发生。
阻力会消耗更多的能量。
通常高分子量的线性聚合物可以用于改善流体的流变性质，然后使湍流最小化，然后尽可能的减少在运送过程中丢掉的不必要能量。
压裂液减阻剂（油包水型）在用量很小的情况下减少摩擦阻力,成本低,而且会有高剪切、及抗高温抗高压等出色的功用。
尽管，传统的乳液聚合物具有适合的分子量,但是，体系中因为富含碳氢化合物及表面活性剂,会对环境发生危害，表面活性剂及有机溶剂可能在陆地泄露或许在海上途径发生火灾。
此外，运用前，需要破乳，所以，传统的乳液聚合物的运用遭到约束。
固体聚合物通常在这种运用中被广泛运用，因为固体聚合物的有用浓度比液体聚合物溶液的浓度高许多。
但是，固体聚合物难以溶解,需要格外的设备以及许多的动力和水来稀释产品。
在悠远的钻井现场，动力和水常常供应不上,需要许多的经费投入确保。
压裂液减阻剂
产品形状:乳白色流动性液体
产品特征:溶解快，能耗小，抗剪切性好，无毒无污染，无粉尘，无损健康，流动性好易于操作，格外适宜自动加药，完结出产的自动化。
1、与粉体产品对比，溶解快，药效高，无粉尘无污染，可自动连续加药；
2、与胶体产品对比，溶解快，含量高，粘度低，流动性好，易操作，可自动连续加药；
运用范畴:首要用于页岩气压裂液减阻剂，石油工业用于钻井乳液包被抑制剂，水处理领域等！。
国内压裂用减阻剂的研究及应用进展
国内压裂用减阻剂的研究及应用进展I. 引言- 压裂技术的背景和意义- 减阻剂的作用和研究意义II. 国内压裂用减阻剂研究现状- 减阻剂分类及其特点- 国内压裂减阻剂研究现状概括III. 中国页岩气压裂用减阻剂研究进展- 页岩气压裂工艺特点及影响减阻剂选择的因素- 国内研究现状及进展情况IV. 减阻剂的应用案例- 减阻剂应用案例概括- 减阻剂在实际生产中的效果与问题V. 减阻剂未来发展方向- 未来减阻剂研究需求与趋势- 减阻剂在压裂工艺中的应用前景VI. 结论- 国内减阻剂研究与应用现状综述- 减阻剂在压裂工艺中的影响与前景展望第一章引言随着全球能源消费需求的不断增长，非常规天然气（包括页岩气、煤层气等）的开发越来越引起人们的重视，其中，页岩气是非常规气藏中开发最为活跃、储量最为丰富的一种。
页岩气勘探开发是一种复杂而多变的过程，在生产过程中需要使用许多技术手段来保障高效、经济的生产。
其中，压裂技术被广泛应用于页岩气的开发之中。
压裂技术是利用高压液体将岩石层破碎，从而增加天然气从岩石层中流出的渗透性。
在压裂过程中，需要将高压液体注入到岩石层中，大大增加了注入液体对管道、设备、井壁等系统的腐蚀和磨损。
为了解决这个问题，压裂技术中常常添加减阻剂来减少注入液体对系统的腐蚀和磨损。
本文将介绍国内减阻剂在压裂技术中的研究和应用进展。
本文将从国内压裂用减阻剂研究现状、中国页岩气压裂用减阻剂研究进展、减阻剂的应用案例、减阻剂未来发展方向等方面对其进行探讨。
在大规模应用中，减阻剂的使用既有利于生产效益，同时也提高了生产健康与安全。
因此，减阻剂研究及其应用具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
希望本文能够对减阻剂领域感兴趣的专业人员或学者们提供一定的参考价值。
第二章国内压裂用减阻剂研究现状2.1 减阻剂分类及其特点减阻剂是指添加在压裂液中，用来降低液体与管道或岩石壁面摩擦阻力的化学添加剂。
根据其来源和化学特性，减阻剂可以分为有机和无机两类。
新型页岩气压裂液降阻剂的研究及应用
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有较 低的表界 面活性和 页岩 防膨稳定性 。 液滴 中而不是胶束 中。
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ６
作者 简介 ： 李 平（ １ ９ ８ １ 一）， 男 ，安徽 巢湖人 ，工程师 ，硕士 ，主要从事钻井完井液及压裂 、酸化方面 的研究 和开发工作 。
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在大排量下 ， 必须降低管道摩阻来保证施工安全 。
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只有 选用合适 的降阻剂 ，才能有效降低施 工摩 阻 ，提高 １ ． ２ 合 成原理 压裂液携砂 能力 ，利 于油气储层形成高效裂缝 一 。 合成 的新型 页岩气 压裂液 降阻剂 （ 降 阻剂 Ｊ Ｚ 一 １ ） 降阻剂 ｊ ｚ 一 １ 是一 种均聚物 ，聚合单 体为 甲基丙烯
页岩气水平井水力振荡器降摩减阻工艺研究与应用
页岩气水平井水力振荡器降摩减阻工艺研究与应用1. 引言1.1 页岩气水平井水力振荡器降摩减阻工艺砠究页岩气水平井水力振荡器降摩减阻工艺砠究是近年来在页岩气开发领域备受关注的一项新兴技术。
随着页岩气勘探与开发的深入，水平井作为提高产能和减少钻井开发成本的重要手段被广泛应用。
水平井在生产中面临的摩阻问题成为制约产量和增加能源开支的主要挑战之一。
为了解决水平井摩阻问题，降低采油能耗，提高开采效率，水力振荡器降摩减阻工艺应运而生。
通过引入水力振荡器技术，可以有效地改善水平井内流体动力学特性，降低摩擦力，减小抽水功耗，提高产能。
研究表明，水力振荡器降摩减阻工艺在页岩气水平井中具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。
深入研究和探索水力振荡器降摩减阻工艺在页岩气水平井中的应用方法和机理，对于推动页岩气产业的快速发展具有重要意义。
在不断完善工艺技术、提高开采效率的也要注重工艺的经济和环境效益，促进绿色、可持续的页岩气开发。
1.2 工艺研究的背景和意义工艺研究的意义在于提高页岩气生产效率、降低生产成本，从而推动页岩气产业的持续健康发展。
通过对水平井挑战的深入分析和研究，可以有效地解决水平井开采中存在的问题，提高页岩气的开采率和产量。
工艺的研究不仅可以促进页岩气产业的技术进步，还可以推动相关行业的发展，产生良好的经济和社会效益。
水平井水力振荡器降摩减阻工艺的研究具有重要的现实意义和发展前景。
1.3 研究方法和流程研究方法和流程是研究工作的关键部分，决定了研究成果的可靠性和有效性。
在本研究中，我们采用了多种方法和流程来开展关于页岩气水平井水力振荡器降摩减阻工艺的研究。
首先，我们进行了大量的文献调研，深入了解了水平井的特点、降摩减阻技术的现状和发展，以及水力振荡器的原理和应用情况。
通过对已有研究成果的总结和分析，我们确定了研究的方向和重点。
其次，我们进行了实验研究。
我们设计了不同的实验方案，建立了相应的实验模型，通过实验数据的分析和比较，验证了水力振荡器降摩减阻工艺的有效性和可行性。
页岩气藏滑溜水压裂用降阻剂性能影响因素研究_图文.
页岩气藏滑溜水压裂用降阻剂性能影响因素研究陈鹏飞唐永帆刘友权吴文刚孙川张亚东龙顺敏(中国石油西南油气田公司天然气研究院摘要“大排量、大液量”体积压裂日益成为页岩气藏开发的有效方式,降阻性能是体积压裂液体关键性能,直接决定了体积压裂的成败。
研究了剪切速率、线速度、雷诺数、降阻剂相对分子质量、降阻剂质量分数与降阻性能的关系,水质对降阻性能的影响。
结果表明,模拟现场降阻性能时,采用剪切速率相似原则并不能完全有效地评价滑溜水降阻性能,建议依据线速度、雷诺数相似模拟;降阻剂结构相似,有效浓度一致时,相对分子质量越大降阻性能越好,但高相对分子质量降阻剂耐剪切、溶解等性能差;降阻剂质量分数提高,降阻性能提高,但质量分数增加到一定值时,降阻性能提高较小,降阻剂质量分数低于一定值时耐剪切性能差;水质对降阻剂性能有影响,矿化度高时,阳离子降阻剂降阻性能较好。
关键词体积压裂降阻剂降阻性能相对分子质量线速度中图分类号:T E 357.1文献标志码:A D O I :10.3969/j.i s s n .1007-3426.2014.04.013I n f l u e n c i n gf a c t o r s o f f r i c t i o n r e d u c e r i n s h a l e s l i c k w a t e rf r a c t u r i ng Ch e n P e n g f ei ,T a n gY o n g f a n ,L i u Y o u q u a n ,W u W e n g a n g ,S u n C h u a n ,Z h a n g Y a d o n g ,L o n g S h u n m i n (R e s e a r c h I n s t i t u t e o f N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y ,P e t r o C h i n a S o u t h w e s t O i l a n d G a s f i e l d C o m p a n y ,C h e n g d u 610213,S i c h u a n ,C h i n a A b s t r a c t :L a r g e d i s p l a c e m e n ta n d l a r g e a m o u n t o f f l u i d v o l u m e f r a c t u r i n g i s i n c r e a s i n g l yb e -c o m i n g a n e f f e c t i v e w a yo f s h a l e g a s r e s e r v o i r d e v e l o p m e n t .T h e f r i c t i o nr e d u c e r p e r f o r m a n c e i s t h e c r i t i c a l p e r f o r m a n c e o fv o l u m e f r a c t u r i n g w h i c h d i r e c t l yd e t e r m i n e s t h e s u c c e s s o r f a i l u r e o f t h e v o l u m ef r a c t u r i ng .Thi s p a p e r s t u d i e d t h e r e l a t i o n s h i pa m o n g “s h e a r v e l o c i t y ,l i n e a r v e l o c i t y ,t h e R e y n o l d s n u mb e r ,r e l a t i v e m o l ec u l a r m a s s ,c o n c e n t r a t i o n a nd w a te r q u a l i t y”w i t h t h e f r i c t i o n r e d u c e r p e r f o r m a n c e .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t u s i n gs h e a r r a t e s i m i l a r p r i n c i p l e c o u l d n o t e f f e c -t i v e l y e v a l u a t e f r i c t i o n r e d u c e r p e r f o r m a n c e o f s l i c k w a t e r .T h e p e r f o r m a n c e o f f r i c t i o n r e d u c i n g w a s r e c o m m e n d e d t o b e e v a l u a t e d b y t h e l i n e a r v e l o c i t ya n d R e y n o l d s s i m i l a r p r i n c i p l e .W h e n t h e f r i c t i o nr e d u c e r s h a d s i m i l a r s t r u c t u r e a n d c o n s i s t e n t e f f e c t i v e c o n c e n t r a t i o n ,t h eb i g ge r r e l a t i v e m o l e c u l a r m a s s ,t h ef r i c t i o n r e d u c i ngp e r f o r m a n c e w a s b e t t e r .B u t h i g h r e l a t i v e m o l e c u l a r m a s s w o u l d c a u s e t h e c u t -r e s i s t a n t a n d d i s s o l v i n g p e r f o r m a n c e p o o r l y .T h e c o n c e n t r a t i o n o f f r i c t i o n r e -d u c e r i n c r e a s e d ,t h e f r i c t i o n r e d u c i n gp e r f o r m a n c e i m p r o v e d ,b u t w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n i n -c r e a s e d t o a c e r t a i n v a l u e ,t h e f r i c t i o n r e d u c i n gp e r f o r m a n c e i n c r e a s e d s m a l l e r ;w h e n f r i c t i o n r e -d u c e r c o n c e n t r a t i o n w a s l o w e r t h a n a c e r t a i n v a l u e ,t h e c u t -r e s i s t a n t p e r f o r m a n c e w a s po o r .W a t e r q u a l i t y h a d a n i m p a c t o n f r i c t i o n r e d u c e r p e r f o r m a n c e ,n a m e l yh i g h e r t h e s a l i n i t y ,b e t t e r t h e c a t -i o n i c f r i c t i o n r e d u c e r pe rf o r m a n c e.K e yw o r d s :v o l u m e f r a c t u r i n g ,f r i c t i o n r e d u c e r ,f r i c t i o n r e d u c i n g p e r f o r m a n c e ,r e l a t i v e m o l e c -u l a r m a s s ,l i n e a rv e l o c i t y504石油与天然气化工第43卷第4期 C H E M I C A L E N G I N E E R I N GO F O I L &G A S 基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划“南方海相典型区块页岩气开发理论与技术”(2013C B 228006。
页岩气体积压裂滑溜水的研究及应用
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具 有可连 续混 配 、 低 摩 阻和 高返排 率性 能 。根据 四 川 页岩 储层 特征 和 实验 结果 ， 研 制 了降 阻性 能高
的聚 丙烯酰胺 降 阻剂 、 高效 复合 防膨 剂及微 乳 助排 剂 ， 研 制 了适 于 四川 页岩 气体 积 压 裂 的滑 溜 水 。
该 配方在 四 川 Ｗ 、 Ｃ区块直 井 ８井 次现场试 验 表 明 ， 降 阻率 为 ６ ５ ． ５ ～６ ８ ． ３ ；ｗ 区块 平 均返 排
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一种页岩气压裂用耐盐减阻剂的研制
1 实验部分1.1 主要实验试剂及仪器丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、白油、乳化剂、引发剂，均为工业品，四川川庆井下科技有限公司生产；氯化钠、氯化钙，分析纯，成都市科龙化工试剂厂生产。
平氏黏度计，管径0.4～0.6 mm ，山东良辰设备仪器有限公司生产；3500型多功能旋转粘度计，美国千德乐工业仪器公司生产；室内管路摩阻仪，四川川庆井下科技有限公司提供。
1.2 合成方法向反应釜中按照2:1的质量比添加白油和乳化剂，搅拌至均匀溶解的油相备用。
在烧杯中加入AM 、DMC 、MMA(质量分数分别为30%～35%，8%～12%，6%～10%)溶于去离子水，搅拌至均匀溶解的水相溶液[6-7]。
在1000 r/min 的高速搅拌条件下，用恒压滴液漏斗将上述水相溶液缓慢加入油相介质，滴加完毕后持续搅拌15 min 直至形成均匀稳定的乳化液，在此过程中同时持续通入氮气[7]。
反应釜在匀速搅拌下，缓慢加入引0 引言滑溜水水力压裂技术是页岩气开采主要采取的核心技术之一[1]。
减阻剂作为滑溜水压裂液技术的核心添加剂，直接决定了页岩气压裂改造增产的效果[2]。
随着页岩平台井不断开发，页岩压裂返排液量也大幅度增加。
由于返排液的成分复杂，处理排放难度大、成本高，对环境危害严重[3]，因此对返排液进行重复利用是最佳的处理方式[4-5]。
目前四川页岩气区块的压裂返排液水质矿化度高达10.0×104 mg/L 左右。
在高矿化度水质条件下，金属阳离子官能团对减阻剂分子具有屏蔽效应[1]，容易使之卷曲甚至产生沉淀，导致滑溜水体系黏度、减阻性能大幅下降。
因此急需研发出一种耐盐性能好的减阻剂，使之可以用于高矿化度复杂成分的返排液中，以解决返排液处理回用难的，环保压力大的问题。
文章在丙烯酰胺(AM)基团中引入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)功能单体，，通过反相乳液聚合的方法，研发了一种耐盐性能良好的聚合物减阻剂KY-2，并考察了该减阻剂在高矿化度水质中的减阻性能。
国外减阻水压裂液技术发展历程及研究进展
国外减阻水压裂液技术发展历程及研究进展国外减阻水压裂液技术发展历程及研究进展发布时间：2019-07-30 11:11 来源：特种油气藏摘要：致密页岩气储层具有低孔、低渗的特点，勘探开发难度较大，大多数页岩气井需要储层改造才能获得比较理想的产量。
目前，国外页岩气开发最主要的增产措施是减阻压裂，即利用减阻...致密页岩气储层具有低孔、低渗的特点，勘探开发难度较大，大多数页岩气井需要储层改造才能获得比较理想的产量。
目前，国外页岩气开发最主要的增产措施是减阻压裂，即利用减阻水压裂液进行体积改造。
减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展起来的一种新的压裂液体系。
在美国、加拿大等国，减阻水压裂液的使用获得了显著的经济效益并且已经取代了传统的凝胶压裂液而成为最受欢迎的压裂液。
近年来，页岩气能源的开采在中国受到越来越高的重视。
作为页岩气体积改造的关键技术，减阻水压裂液在中国具有广阔的应用前景。
一、减阻水压裂液发展历程减阻水压裂液是指在清水中加入一定量支撑剂以及极少量的减阻剂、表面活性剂、黏土稳定剂等添加剂的一种压裂液，又叫做滑溜水压裂液。
减阻水最早在1950 年被引进用于油气藏压裂中，但随着交联聚合物凝胶压裂液的出现很快淡出了人们的视线。
在最近的一二十年间，由于非常规油气藏的开采得到快速发展，减阻水再次被应用到压裂中并得到发展。
1997 年，Mitchell 能源公司首次将减阻水应用在Barnett 页岩气的压裂作业中并取得了很好的效果，此后，减阻水压裂在美国的压裂增产措施中逐渐得到了广泛应用，到2019 年减阻水压裂液的使用量已占美国压裂液使用总量的30%以上(表1) 。
表1 2019年美国油气田各类压裂液用量所占百分比早期的减阻水中不含支撑剂，产生的裂缝导流能力较差，后来的现场应用及实验表明，添加了支撑剂的减阻水压裂效果明显好于不加支撑剂时的效果，支撑剂能够让裂缝在压裂液返排后仍保持开启状态。
目前在国外页岩气压裂施工中广泛使用的减阻水的成分以水和支撑剂为主，总含量可达99%以上，其他添加剂(主要包括减阻剂、表面活性剂、黏土稳定剂、阻垢剂和杀菌剂) 的总含量在1%以下，尽管含量较低，这些添加剂却发挥着重要作用(表2) 。
国内压裂用减阻剂的研究及应用进展
国内压裂用减阻剂的研究及应用进展张亚东;苏雪霞;孙举;姜江【摘要】减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展的一种压裂液体系.阐述了减阻剂作用的机理,综述了国内减阻剂的研究现状,探讨了减阻剂产品在页岩气开发过程中应用前景.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2016(017)004【总页数】4页(P8-11)【关键词】页岩气;减阻水压裂液;减阻剂;应用进展【作者】张亚东;苏雪霞;孙举;姜江【作者单位】中国石化中原石油工程公司技术公司,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司钻井工程技术研究院,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司钻井工程技术研究院,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司技术公司,河南濮阳457001【正文语种】中文页岩气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。
我国页岩油气储量约为26×1012 m3，约占全球页岩气储量的5.7%。
因此，加大页岩气资源的勘探和开发，有利于改变我国油气资源格局，缓解油气资源短缺[1-3]。
页岩储层具有低孔、低渗的特点，储层渗透率一般小于0.01×10-3 μm2，泥质含量较高，一般为20%～70%，勘探开发难度大，大多数页岩气井需储层改造才能获得较理想的产量。
目前，国外主要利用减阻水压裂液进行体积改造。
减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展的一种压裂液体系，该体系主要成分是水，及很少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂，与常规冻胶压裂相比，易产生复杂的裂缝孔隙，可实现较大的压裂增产改造[4-5]，经济成本低且易返排、对储层损害小，在多个地区进行推广应用，取得了较好的经济效益。
随着我国页岩气藏的发现和勘探开发，对压裂技术和压裂液的需求不断增多。
但减阻水压裂液黏度低、携砂能力弱、压裂半径小，因此页岩气减阻水压裂通常采用大液量(单井用液量5 000～50 000 m3)和大排量(施工排量16 m3/min，甚至高达19～24 m3/min)。
页岩气深井压裂用低伤害减阻水体系研究
页岩气深井压裂用低伤害减阻水体系研究熊俊杰【摘要】通过开展减阻剂及配套添加剂优选,研发出一套高效减阻水体系,其配方为0.12％高效减阻剂JZ-1 +0.2％防膨剂FP-1 +0.1％助排剂ZP-1.该体系在高剪切速率下剪切稳定性好,黏度恢复率达94.7％;在高剪切速率下黏度较低,有利于压力传导,穿透层理,形成网缝,减阻率达76.7％,能够大幅降低施工摩阻;在低剪切速率下黏度较高,有利于支撑剂悬浮.同时该体系具有储层伤害小的特点,有利于储层保护,适用于页岩气深井压裂改造.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2017(018)005【总页数】4页(P8-11)【关键词】页岩气;减阻水体系;剪切稳定;减阻率;减阻剂【作者】熊俊杰【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津300452【正文语种】中文川东南地区深层页岩气资源潜力巨大，少数探井产气量取得了突破，但现场压裂施工中存在施工压力高、加砂规模小、砂液比难以提高等问题，深层页岩气商业开发格局尚未形成[1-8]。
国外对深层页岩气的技术研究与现场试验结果表明，减阻水的减阻率和黏度是影响加砂量的关键因素之一[9-15]，耐剪切、低摩阻压裂流体体系是亟需攻关的课题之一。
笔者通过室内实验，优选出适合深层页岩气压裂用的JZ-1高效减阻水体系。
该体系在高剪切速率下剪切稳定性好，其减阻率高达76.7%，能够大幅降低压裂液摩阻。
同时具有储层伤害小等特点，有利于储层保护，适合页岩气深井压裂改造。
1.1 试剂及仪器减阻剂RY300、JZ-1、WHY-300等，助排剂PF-10 、FK-1、ZP-1等，防膨剂PC-20 、FK-NW3、FP-1等，均为工业品。
岩心为涪陵区块龙马溪组天然岩心。
RS 6000旋转流变仪，德国哈克公司；TD-Ⅲ表面张力仪，北京东方德菲仪器有限公司；MZC-2管道摩阻测定仪，江苏华安科研仪器有限公司；EVO 18扫描电子显微镜，德国卡尔·蔡司公司。
耐高盐水聚合物改善在页岩储层清水压裂的性能[方案]
![耐高盐水聚合物改善在页岩储层清水压裂的性能[方案]](https://img.taocdn.com/s3/m/0ebc57dc760bf78a6529647d27284b73f24236ee.png)
耐高盐水聚合物改善在页岩储层清水压裂的性能[方案] 耐高盐水聚合物改善页岩储层清水压裂的性能摘要北美页岩储层在高泵入速率时需要大量压裂液来最大化与储层岩石的接触面积进而扩展泄油半径。
在页岩储层的早期阶段，这些致密低渗透储层受到多种压裂措施的作用来获得理想的、预先设计的压裂目标和圧后排液。
交联硼酸盐、锆酸盐、线性压裂液系统被用来尝试低于标准圧后性能的处理。
然而，在使用低剂量的降摩阻剂和表面活性剂的清水压裂时，提高了天然气产量。
在最近几年，清水逐渐成为最主要的压裂液系统。
当前，石油行业已采取清水压裂液系统作为主要增产页岩储层的压裂液，部分原因是由于清水压裂液的实用性、成本低、快速返排。
随着水平和多向页岩压裂技术的问世，页岩压裂液的需求量增加到每口井900,000bbls清水。
在类似地区宾夕法尼亚州和加拿大西部处置井不是一种选择，生产用水的回收和再利用成为一个经济的替代方法，不仅减少对淡水的需求同时消除了处理生产用水的成本。
同时，大多数生产国家和省采取限制或限制使用的新鲜水作为压裂液的建议。
新鲜水用量问题和回流过程周围的环保问题及其处置已经变成了一个石油行业和运营商的挑战。
运营商都采用了各种水处理措施来管理用水需求，如利用化学和机械方法来消除回流水中不必要的固体及杂质。
然而，这些技术不能处理掉回流水中的溶解盐。
事实上，对油田循环水的检查结果表明，大多数处理方案不仅提高了回流水的整体盐度，而且增加回流水中多价离子的含量。
本文探讨在多价高含盐水中使用新的耐高盐水聚合物的优点。
对霍恩河与马塞勒斯河的回流水和生产水进行分析，以确定他们的盐度。
合成盐水和生产水代表霍恩河的生产水作为本次调查的盐源。
调查的目的是利用在高分子量水加入聚丙烯酰胺作降阻剂，其在高含盐条件下的性能。
油田实例研究验证了本次试验研究的成果。
测试结果表明，新的耐高盐降阻剂明显改善了清水压裂的性能。
从试验角度出发，测试了几种降阻剂来评估他们的性能。
压裂减阻剂综合应用测算评分
压裂减阻剂综合应用测算评分1.引言1.1 概述概述压裂减阻剂综合应用测算评分是针对压裂作业中使用的减阻剂进行综合评价的一种方法。
在油气井生产过程中，由于地层中的渗透能力、孔隙度等不同，存在一定的阻力，影响了油气的产出速度。
为了提高井筒的渗透性，减小阻力，我们需要使用压裂技术进行处理。
压裂技术是一种通过注入高压液体将岩层破碎，增加油气的流动通道的方法。
而压裂减阻剂则是在这个过程中加入的一种特殊的物质。
它能够降低油气在地层渗透时的摩擦和阻力，提高油气的产出速度和效率。
本文的目的是通过综合应用测算评分的方法，对压裂减阻剂的使用效果进行评估和比较。
通过这种方法，我们可以客观地了解不同压裂减阻剂的特点和作用，为选取合适的减阻剂提供依据。
在本文的后续章节中，我们将首先对压裂技术进行概述，包括其基本原理和操作过程。
接着，我们将详细介绍压裂减阻剂的作用机理和优势。
最后，我们将重点探讨综合应用测算评分的重要性，以及具体的评分方法和步骤。
通过对这些内容的阐述，我们将为读者提供一个全面了解压裂减阻剂综合应用测算评分的文章，以帮助他们更好地理解和应用该方法。
1.2文章结构1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先概述了压裂减阻剂综合应用测算评分的背景和意义。
在当前石油勘探开发领域，压裂技术被广泛应用于提高油气产能和增加储量。
而压裂减阻剂作为压裂液中的重要组成部分，对压裂效果起到至关重要的作用。
因此，对压裂减阻剂的综合应用进行测算评分可以进一步优化压裂工艺，提高开发效果。
接下来，本文通过对压裂技术概述和压裂减阻剂作用的介绍，为读者提供了相关背景知识和基础概念。
通过深入了解压裂技术的原理和工作过程，读者能够对压裂减阻剂的作用机理有更全面的认识。
在结论部分，本文将重点讨论综合应用测算评分的重要性以及具体的评分方法与步骤。
针对不同的评分指标和参数，本文将介绍一套完整的测算评分体系，以帮助读者评估和优化压裂减阻剂的应用效果。
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Exploration & Production 杂志
Aug 1, 2010
一种降摩阻聚合物在
Haynesville 页岩气的降阻水压裂工艺中的应用
摘要：本文介绍了一种新型高粘度合成聚合物，在路易斯安那北部的Haynesville 页岩气井的修井和降阻水压裂作业中使用，在恶劣工况条件下，该聚合物提供了良好的降摩阻性能。
作者:
Dennis Goldwood 和Shane Bainum (Drilling Specialties Co.钻井特殊化学品公司)
Tayvis Dunnahoe 高级主编
在路易斯安那北部的Haynesville 页岩地层，井深在3,200～4,115 m 。
该地区的平均垂直井深为3,353 m ，并沿横断面延伸1,830 m 。
在这样深的地层，井下的环境十分恶劣。
Haynesville 页岩层，井底温度平均在157˚C ，最高可达193˚C 。
伴随高温的同时还存在高压，Haynesville 页岩层的处理压力达到6,000 至 15,000 psi 。
现场在采用连续油管进行修井作业的同时，还要进行降阻水压裂作业。
为了保证作业的成功，需要采用一种性能可靠的降摩阻剂。
该降摩阻剂的采用，可以充分的降低操作中的循环摩阻压力，在相同泵数的情况下，在更高压的压力条件下能够进行压裂作业。
这对于连续油管作业来说，不仅可以让操作中的HSE 得到改善，也为修井作业降低了成本。
钻井特殊化学品公司（Drilling
Specialties Co.）的HE 150聚合物最
早是在2008年实现商品化的。
该聚合
物在连续油管作业和降阻水压裂作业中
能够起到显著的降摩阻作用。
在绝大多
数一价离子和氯化钙盐水中，其稳定的
使用温度高达204ºC 。
在密度更高的盐
水中，例如在溴化钙和溴化锌盐水中，
它的热稳定性也能达到149˚C 。
这种高
粘度合成聚合物经常被用作盐酸、盐水
和淡水的增稠剂。
它不仅在高温下保持
稳定，其聚合物的单位用量下的增粘效
果也保持最佳。
液态HE 150聚合物是一种用异构链烷烃油配制的聚合物悬浮液，其有效成份为45%，密度为0.984g/cm 3，即有效成份为432kg/M 3。
该聚合物即便
在严酷的冬季，使用也很方便。
该悬浮
液在-34˚C以下也都保持稳定。
它在水中的水化速度非常快。
试验显示，在24˚C时，它在2%的KCl盐水中粘度发展完成的时间只需要一分钟。
这表示在降阻水压裂处理中，该聚合物可用于压裂液的连续混配工艺。
这项技术是起源于钻井特殊化学品公司沿用了十多年的聚合物悬浮技术。
聚合物在这种体系中，在常规条件下存放一年以上也不会出现聚合物颗粒聚沉，或者是分层现象。
降阻水压裂降摩阻
在许多降阻水压裂处理中，使用的降摩阻处理剂是聚丙烯酰胺（PHPA）乳液，使用效果也不佳。
尽管聚丙烯酰胺的价格相对要便宜点，但它的使用环境是非常有限的。
由于这类乳液是反转乳化的添加剂，在用现场使用时，需要进行破乳反转处理，这也给现场配制盐水带来不便。
而且，反转处理不完全，会因摩阻压力的增大而导致循环泵速的下降。
这种问题的矫正可加入一种表面活性剂来实现，但是，这又会在体系中增加新的成分。
而且，聚丙烯酰胺也会受到盐水中其它成份的影响和干扰，特别是多价离子（如Ca2+，Mg2+， Fe3+等离子）。
这些离子会与聚丙烯酰胺的水解集团（羧基）发生反应，导致聚合物的交联和沉淀。
作为一种降摩阻剂，HE 150聚合物在水中分散很迅速，从而避免结块。
与其它聚合物乳液相比，HE 150聚合物悬浮液所具有的独特优点在于，它不需要反转破乳，以使聚合物分散到压裂液中。
因此，通常水中的干扰成份也就不会对粘度发展的速度产生影响了。
该聚合物比聚丙烯酰胺的降摩阻效率来得更高，
因而，达到相同效果所需要的聚合物用量，也比聚丙
烯酰胺要低得多。
液态的HE 150聚合物悬浮液的有效成份高达432kg/M3，而典型的聚丙烯酰胺乳液的有效
成份只能达到312～360kg/M3，所以，达到相同效果，前者也的用量就更少，处理也更简单。
在降阻水压裂
液处理中，该聚合物的用量要比普通乳液聚合物降低25%。
调整聚合物的加量，就能很容易地调整压裂液
的循环泵速。
液态HE 150聚合物是一种油基悬浮液，体积粘度系数低，其加注时的体积计量也就相对更容易，即使是在冬季。
对于环境敏感的使用区域，例如
在墨西哥湾等海上区域，则可以选择Greenbase HE 150聚合物悬浮液这种产品。
聚合物的破胶和清除
特别是在完井应用中，在作业完成之后，经常会
考虑到如何将井筒附近区域的聚合物清除干净的问题。
HE 150聚合物是一种在通常条件下保持可溶解性，并
且也不容易降解，性能十分稳定的聚合物，因而在油
田中得到广泛使用。
不过，在井下条件下，它也是能
够降解的。
采用油田常用的氧化剂，如过硫酸铵溶液，就能很容易将其清除了。
降低循环压力
作为钻井特殊化学品公司用于恶劣环境下的系列聚合物产品之一，HE 150聚合物所使用的区域包括在Marcellus，Eagle Ford和Haynesville页岩地层。
有不少的公司正在这类作业中寻求很高的投资回报。
液态HE 150聚合物在Haynesville页岩处理中，被用于降低一种密度为1.2g/cm3盐水的循环
泵压。
作业者使用的是2-in的连续油管（CT）装置，用于钻开射孔口的堵塞物。
锥形的连续油管
是由1.65-in（内径）3,048 m长，1.624-in从3,048到 4,267 m，以及1.594-in的长度从4,267到5,182 m的油管窜所组成，用于穿过5.5-in的套管。
该项目使用的基线盐水密度为1.2g/cm3，井深为3,749 m。
泵速为0.3～0.35M3/分钟。
循环压
力为7,408 psi，井口压力为5,500 psi。
操作温度范围在166˚C至171˚C。
液态HE 150聚合物是在33˚C，用盐水以富余1.6M3（10bbl）的量预混好的（虽然不需要这
样做）。
为了降低摩阻，聚合物的加量在每1.6M3（10bbl）加入5.6～7.5升（1.5 to 2 gal/10 bbl）。
根据现场人员报告，聚合物混配非常好，盐水光滑均匀。
另外，还泵入了一个以每0.16M3
加入2升聚合物（5 gal Pail/10 bbl）的浓度配制的“清扫段塞”，并形成了一个均匀而粘稠的清扫段。
在用液态HE 150聚合物处理后，井的循环泵压是6,110 psi，井口压力为4,720 psi，这是观
察中所得到的最佳的全面显著的压力降。
全面的循环压力降低达到1,000到1,298 psi。
在该项作
业中，所用的配制材料成本下降了50%，全部材料总的成本节省了30%。
也是在Haynesville的一个类似的项目中，用密度为1.176g/cm3盐水，井深为3,810 m，泵速0.3M3/分钟。
原来的循环泵压为7,395 psi，井口压力为5,480 psi。
液态HE 150聚合物是在34˚C，用盐水以富余1.6M3（10bbl）的量预混好，液态HE 150聚合物的用量是每1.6M3的盐水，加入
3.785升聚合物（1 gal /10 bbl）作为降摩阻剂。
采用HE 150聚合物处理后，循环泵压下降到5,990 psi，井口压力降到了4,680 psi。
全面的
循环泵压降低达到1,200 至1,405 psi，1589.7升盐水与3.785升液体聚合物混合的比例。
根据现场人员报告，聚合物混配良好，没有形成鱼眼，聚合物产品在包装桶中也没有分层。
除
此之外，提高温度和压力条件，该公司也从降低配液数量，降低材料成本中获得了广泛的收益。
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