新型转向压裂暂堵剂技术

YP(31)-2
新型转向压裂暂堵剂技术
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汇报提纲
暂堵压裂技术研究现状 暂堵剂的研制思路 新型暂堵剂的性能 认识
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新型转向压裂暂堵剂技术
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DJ-UN ➢ 美国进口 ➢ 成本高（50万） ➢ 水溶性
新型暂堵剂的性能
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新型转向压裂暂堵剂技术
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新型暂堵剂的性能
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新型转向压裂暂堵剂技术
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暂堵剂的研制思路
实验药品 ➢ 功能单体：增粘酰胺单体（BA）、增溶单体（BS）、疏水单体（MJ）、助溶单体（NS）、 构架单体（TSN），悬浮性单体（C） ➢ 引发剂：亚硫酸铁-过硫酸钾、亚硫酸氢钠（YN-GA）、亚硫酸钠(YQN-GA)、过氧化二酰、 过氧化二碳酸酯、偶氮二异丁腈（OD） ➢ 交联剂：三价铬离子（GLZ）、酚醛树酯、乌洛托品、表面活性剂OP-10 ➢ 催化剂：硫酸、对甲苯磺酸、氢氧化钠、有机金属复合催化剂（Y）
催化剂(10%)mL YQN(10%)mL GA (10%) mL
0.3
1
0.3
1
0.3
1
0.2
1
0.2
1
0.2
1
0.2
2
0.3
1
0.2
1
0.4
1.5
0.5
0.1
0.5
0.3
1
0.5
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新型转向压裂暂堵剂技术
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暂堵剂的研制思路 暂堵剂的室内合成
温度（℃）
样品号
CLS-1 CLS-2
新型转向压裂暂堵剂技术
汇报提纲
暂堵压裂技术研究现状 暂堵剂的研制思路 新型暂堵剂的性能 认识
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新型转向压裂暂堵剂技术
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暂堵压裂技术研究现状
国内外研究现状 ➢ 五、六十年代国内外就开展了大量的重复压裂实践，由于落后的理论研究，导致大量的重 复压裂并没有取得理想的效果。 ➢ 二十世纪80年代中期，国外(主要是美国)又将重复压裂作为一项重要的技术研究课题，并 取得一系列重大进展。 ➢ 我国低渗透油气田所占的比例越来越大，重复压裂技术作为老油田综合治理、控水稳油的 重要组成部分。
1
1.5
0.8
1
0.5
0.5
1
1
0.9
2
1
0.5
2
1.5
0.9
2
0.5
0.8
3
0.5
0.9
3
1
0.8
3
1.5
0.5
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新型转向压裂暂堵剂技术
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暂堵剂的优化配方
暂堵剂的研制思路
暂堵剂的合成方案
样品号 BA(%)
NS占BA的质 量百分比(%)
C占BA的质 量百分比(%)
OD
催化剂
YQN
实验仪器 ➢ 电子天平，数字式恒温水浴，真空干燥烘箱，磁力搅拌器，冰箱，恒温烘箱， BrookfieldDV-III粘度计。
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暂堵剂的研制思路
暂堵剂的室内合成
样品号
YP(1) YP(2) YP(3) YP(4)
BA(%)
30 30 30 30
BX(占BA的 摩尔比)%
1.7357
1.5942
平均值 (g/cm3) 1.1717
0.9258
0.9288
1.6305
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新型暂堵剂的性能
X
X
Y
Y
X
X
➢
在溶液R中，(C利H用2CY自H由)n基-1 C聚H合2 的XC方H+法C，H选2=WC择H接力R引(发CH体2YC系H（) n氧-1 化CH-还2 原WC引H 发体高温系、偶氮体
系），先在低温下引发反应，随着温度升高接力引发剂再次引发聚合，逐步合成高分子
体系；
➢ 同时，在不同温度阶段加入的功能单体，实现嵌段，达到暂堵剂性能要求。
粘度（mPa.s）
35 30 25 20 15 10
5 0
500
YP(30) CLS2 CLS1 MO4000
YP(29) DJ-US YP(31)
1000
1500
2000
浓度（mg/L）
2500
3000
YP（31）可以按照不同的需求来设计不同的暂堵剂，即根据不同油藏的要求，来设计具有不 同性能的暂堵剂，且方法简单，效果显著。
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暂堵压裂技术研究现状
暂堵压裂技术、理论
高强度的暂堵剂
暂堵剂性能评价技术
暂堵剂类型筛选 暂堵剂分子设计、合成
评价方法、评价手段 满足暂堵要求的性能
暂堵性能评价
满足转向压裂要求的暂堵剂
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新型转向压裂暂堵剂技术
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14.12.2020
暂堵压裂技术研究现状
CLS-2 45.47 45.93 55.67 57.60
各样品的表面张力(mN/m)
YP(29)
YP(30)
YP(31)
38.33
48.47
54.80
40.80
45.47
56.00
43.87
48.60
56.33
48.13
45.27
53.67
45.93
48.33
56.13
42.53
53.87
57.33
0.2569 0.2844 0.2313 0.202 0.2058 0.2938 0.1603 0.1626 0.232
0.2967
0.3645
0.3029
实际质量(g)
0.233779 0.258804 0.210483 0.18382 0.187278 0.267358 0.155491 0.157722 0.22504
(1%)mL (1%)mL (1%)mL
GA (0.05%)mL
YP(29)
25
4
YP(30)
25
4
YP(31)
25
4
0
0.1
3
1.5
0.9
4
0.1
2
0.5
0.5
2
0.1
1
1
0.8
通过以上正交实验设计，对几个影响因素进行分析后，并评价样品的粘附性和强度，筛选出暂堵剂 的配方。
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YP(31)-1
温度是随着时间缓慢上升的，反应速率适中，有利 于聚合物的链增长。
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室内正交实验设计
暂堵剂的研制思路
暂堵剂的室内合成
试验号
1
2 3 4 5 6 7 8 9
C占BA的质量 百分比(%) 0
2 4 0 2 4 0 2
4
催化剂(1%)mL YQN(1%)mL GA (0.05%) mL
BA(%)
25 25
NS占BA的质量 百分比(%) 4
4
OD(1%)mL
1.5 1
催化剂 (10%)mL
0.4 0.3
YQN (10%)mL
1.5 1
GA (10%) mL
0.02 0.0135
60 50 40 30 20 10
0 0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 时间（min）
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新型转向压裂暂堵剂技术
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暂堵压裂技术研究现状
堵老缝的方法 ➢ 投蜡球堵炮眼，优点是能够保证老缝方向上的孔眼全部被堵，施工简单方便；缺点是 过剩的蜡球容易造成施工压力升高； ➢ 老缝中加入暂堵剂，它不会造成施工压力过高，但无法保证老缝全部被堵； ➢ 老缝中加入高强度粘合剂，它能够保证老缝都被堵死，但成本较高。
研 制 适 合 不 同 油 藏 条 件 的 配 方 体 系
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汇报提纲
暂堵压裂技术研究现状 暂堵剂的研制思路 新型暂堵剂的性能 认识
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暂堵剂的研制思路
暂堵剂的具体性能指标 ➢ 堵剂承压变形能力强，韧性好，自身抗拉强度大，具有较好的伸长率； ➢ 堵剂与裂缝壁面的粘附性强； ➢ 堵剂强度高，过3mm左右缝宽可承受强度大于50MPa/m，承压能力和幅度时间可调； ➢ 具有较好的抗剪切稳定性和热稳定性； ➢ 耐冲刷性强，堵水率>98%； ➢ 在压裂液中具有溶解性，有利于压裂施工作业； ➢ 返排性能良好。
样品号 BA(%)
YP(17) 30 YP(18) 30 YP(19) 30 YP(20) 30 YP(21) 30 YP(22) 30 YP(23) 30 YP(24) 30 YP(25) 30 YP(26) 30 YP(27) 30 YP(28) 30
NS占BA的质量百分比(%)
0 5 10 0 5 10 0 5 10 0 5 10
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暂堵剂的类型 14.12.2020
暂堵压裂技术研究现状 油溶性聚合物
油基选择性堵剂
活性稠油
水基选择性堵剂
油基凝胶选择性堵水剂
HPAM/Cr凝胶
凝胶类
互穿聚合物网络型凝胶 二次交联凝胶
就地交联凝胶
聚合物类：聚丙烯酰胺及其改性产物
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暂堵压裂技术研究现状
搅拌4小时
➢ DJ-UN为水溶性暂堵剂；
➢ 暂堵剂性能评价方法：水 溶性颗粒类暂堵剂的评价； 新型暂堵剂研制也是基于 水溶性颗粒暂堵剂。
溶解2小时 14.12.2020
溶解5小时
完全溶解
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基本性能 ➢ 特性粘数
新型暂堵剂的性能
样品
特性粘数 (ml/g)
CLS-1 481.03
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暂堵剂的研制思路
14.12.2020
新型转向压裂暂堵剂技术
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设计新型暂堵剂的结构如下：
暂堵剂的研制思路
RCH2 CH+CH2=CH RCH2 CH CH2 CH
X
X
X
X
低
温
RCH2CH CH2C H+CH2=CH RCH2CHCH2 CHCH2CH
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新型转向压裂暂堵剂技术
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新型暂堵剂的性能
基本性能 ➢ 表面张力 ✓ 配制水是自来水，配制成10000mg/L母液 ✓ 自来水的表面张力为72.1mN/m
浓度 (mg/L)
500 800 1200 1500 1800 2000 2500 3000 10000
CLS-1 39.87 45.53 47.33 51.87 48.87 47.93 49.60 54.13
合成的暂堵剂具有较好的悬浮性。
体积(cm3)
0.19 0.21 0.2 0.2 0.2 0.29 0.18 0.175 0.24
0.19
0.21
0.19
密度(g/cm3)
1.2304 1.2324 1.0524 0.9191 0.9364 0.9219 0.8906 0.9291 0.9667
1.5616
MJ(%)
GLZ(mg/L)
TSN(g)
YN(2.5%)mL
25
0.75
194
1
0.4
25
0.75
97
1
0.4
25
0.75
来自百度文库
1.94
1
0.4
25
0.75
0.97
1
0.4
GA(1.25%) mL
0.4 0.4 0.4 0.4
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暂堵剂的研制思路 暂堵剂的室内合成
42.87
47.93
57.67
46.87
57.13
52.80
40.47
56.27
58.93
DJ-UN 51.30
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新型暂堵剂的性能
基本性能 ➢ 密度
样品 YP(31)-1 固含量91%
YP(31)-2 固含量91%
YP(30) 固含量97%
DJ-UN
质量(g)
6
暂堵压裂技术研究现状
➢ 堵剂封堵老裂缝必备条件 ✓ 形变条件：堵剂受压变形伸长率 > 堵剂在老裂缝中受压变形最大伸长率； 保证堵剂自身不发生断裂。 ✓ 粘附条件：堵剂与裂缝壁面粘附强度 > 堵剂自身的抗拉强度； 保证堵剂不与裂缝壁面发生剥离。 ✓ 强度条件：堵剂段塞强度 > 井筒新缝起裂压力； 保证堵剂段塞对压裂液形成有效阻隔。
CLS-2 YP(29) 164.47 254.01
YP(30) YP(31) DJ-UN MO4000
1034.1 948.03 654.16
1960
✓ YP（30）和YP（31）具有大的分子尺寸和较好粘附性。
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新型暂堵剂的性能
基本性能 ➢ 粘浓关系
基本性能 ➢ 水溶性、特性粘数 、粘浓关系、表面张力、密度
暂堵性能 ➢ 溶胀及溶解能力、变形伸长能力、封堵强度、粘附能力、稳定性、返排性能
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新型暂堵剂的性能
基本性能 ➢ 水溶性-DJ-UN
DJ-UN样品取一克放入100mL的煤油
未搅拌时
搅拌1小时
DJ-UN取一克放入100mL的自来水
5 10 15 25
MJ(%)
0 0 0 4
TSN(g)
0.263 0.56 0.883
1
YN(2.5%)mL
0.4 0.4 0.4 0.4
GA(1.25%) mL
0.4 0.4 0.4 0.4
样品号
YP(5) YP(6) YP(7) YP(8)
BA(溶液%)
30 30 30 30
BX(占BA的 摩尔比)%
实施暂堵压裂技术逐渐走向成熟，如何把转向压裂技术发展成为一项低渗透油藏增产、稳产的 推广技术，急需要解决两个方面的问题： ➢ 具备成熟的堵剂技术——堵剂强度高、形成滤饼、可溶性好、承压能力和幅度时间可调、 操作方法简单的堵剂技术； ➢ 形成一套完善的暂堵剂评价方法。
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