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化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响.pdf

化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响

chemidoctor 2012-07-17 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含年一f年月第卷第期西安石油学垸学报(自然科学版)JournalcfⅪanPetroleumlas~tute(NaturalScienceEdidon符等。

年一f年月第卷第期西安石油学垸学报(自然科学版)JournalcfⅪanPetroleumlas~tute(NaturalScienceEdidon)Mar.VOIlNo.文章编号()化学剂对磷酸酯类油基冻胶压裂液性能的影响InfluencesofCrosslinkingAgentsonthePropertiesofDieselbaseGelFracturingFluids王满学陈茂涛(西安石油学垸化学工程景.陕西西安)摘要:系统研究了种化学荆对柴油基冻肢压裂液性能的影响结果发现:在一定剪切速率(s)下添加不同类型的化学荆对柴油基冻肢压裂液的性能影响很太其中化学荆z一和z一可以显著提高柴油基冻肢压裂液的抗温和抗剪切性能使得剪切后的压裂液粘度较不加化学荆提高了近lOOmPa.s.关键词泣墨:皇垦苎塞中圉分类号TE.地文献标识码:A在油气藏压裂改造中水力压裂是提高低渗透油气田生产能力的主要措施之一具有造价低、易实施等特点因此发展很快.但是近几年来tl油田现场应用的报告证实这一方法由于易产生地层堵塞水铤效应及液阻大等无法克服的缺陷造成因压裂反而减产】而油基冻胶压裂液不仅可以应用于强水敏性油气层具有与地层配伍好摩阻小、易返捧、造缝能力强、携砂量太而且更重要的是可以应用于高温度范围的油气层压裂改造.因此其应用倍受国内外的关注口】.本文是在我们研究应用了百余口井的基础上总结磷酸酯铝类油基冻胶压裂液方面的工作在以柴油为基液、磷酸酪为胶凝剂偏铝酸钠作为主交联剂又增加了不同化学剂作为辅助交联剂而形成的油基冻胶压裂液体系.在理论上和实际应用中首次系统研究了不同类型助交联剂的作用和机理使油基压裂液的应用更具有科学性和广泛性.实验原理柴油基压裂液由基液、磷酸酪胶凝剂、偏铝酸钠交联剂、化学剂(简称助交联剂)z一~z一和破胶剂醋酸钠等组成.其中化学剂分男为还原、氧化、络含型以及复合型.基液一般为柴油、煤油或原油j胶凝剂国内外现在多用磷酸酯类化台物其分子式为P(OlRR)I。(OH)=或R和R分男为碳链数不等的混合脂肪醇在油基压裂液中的质量分数为.~交联剂一般为偏铝酸钠或其它多价金属盐质量分数为.~.加入后可与磷酸酯类化合物交联形成磷酸酯铝三维网状结构使基液增牯成为冻胶。交联过程及交联机理如下反应方程式()~()所示RtHP.RPH()(PE磷酸酯)NaAIO:HONaA。OH一()HNaAIONaAIHO()HHHO()A”nOH一.~AI(OH)()A’RPO.~(RPO.)扣A。()(具三维网状结构的磷酸酯铝)(RPO.)知A.mHmRHPO‘(RzP.)一.)AJ“一)mAI’()其中方程式()为反应后所形成的磷酸酯铝三维空间网状结构.由于来自脂肪醇碳链与柴油基液中的石油烃分子。在结构上的相似性从而就形成了一个包括基液在内由分子间作用力键合的超大收翦日期l作者筒介王满学(一).男.陕西眉县人工程师主要从事压裂驻方面的研究.维普资讯http:wwwcqvipcom一O一西安石油学院学报(自然科学版)分子缔台物具有特定的粘性和热力学性质.破胶剂通常用醋酸钠在较高的温度和较长时间内醋酸钠水解改变了压裂{戎体系的酸碱平衡从而打破了体系得以稳定存在的条件使已形成磷酸酯铝网状结构中的铝离子形成碱式醋酸盐从而将太分子又拆散成磷酸酯小分子使体系的粘度降低到交联前的程度.破胶反应方程式如式()所示.实验方法.主要试耐和仪看助交联荆Zl~Z一I交联荆l偏铝酸钠(CP)I破胶荆醋酸钠(CP)}磷酸酯胶凝剂西安石油学院研{豳啪.HaakeRV旋转粘度仪(德国)Baroid高温高压滤失仪(美国)..柴油基压裂液的配制在室温下采用两步交联法配制.在一定的柴油中加入增稠荆、一次交联剂和不同类型的助交联剂(NaSO、NaPO.、FeCI、EDTA、柠檬酸、HSO。和三乙醇胺等)搅拌rain后老化l~~h即为一定粘度的基液然后在搅拌情况下向基液中再加入二次交联液继续搅拌rain即为柴油墓冻胶压裂液.在剪切速率为'下测定了压裂渡粘度随温度和时间变化关系、流变性同时考察了破胶性、滤失等性能.结果与讨论.压裂液的抗温抗剪切性能柴油基冻胶压裂液的粘度与温度的关系如表和图所示.在不加助交联荆的情况下压裂淮的粘度随温度的升高具有剪切变稀的现象:但是当在压裂液中添加了一定量的不同种助交联荆后测试温度在O~范围内压裂液的粘度都有所变化其中Z一和Z一粘度较不加助交联剂增加了近表助交联剂对蘖油牯墨性能影响(os)(mPas)薰圈压裂液粘度随剪切时同的变化维普资讯http:wwwcqvipcom王捕学等t化学剂对磷酸碹类油基冻胶压裂液性能的影响lOOmPa.s而且随温度增大粘度下降趋势减缓.这说明Z和Z的加入能显著改进柴油基冻胶压裂液的耐温和耐剪切性能这是因为助交联剂Zl和z一对压裂液体系中的酸碱度有着很强的缓冲和平衡作用以及与交联剂中铝离子的强螯台作用和参与形成冻胶所致.当加入氧化型助交联剂z后压裂液的粘度随温度的升高有明显降低趋势主要是由于在较高温度下剪切氧化型助交联剂对压(同样条件下其粘度仅增加了~mPas)相比较该方法的性能更为突出既可以大幅度的提高压裂液的粘度又能改善压裂液的抗温抗剪切性能.该结论说明在配制柴油基压裂液时适当加入一定量的助交联剂对油基压裂液的抗温性是有利的..压裂液的藏变性能裂液中的磷酸酯胶凝剂和基液中部分物质的氧化作油基冻胶压裂液的流变特性一般用幂律方程用所造成此时与还原性助交联剂z一形成了明显(即Oswald模型)表示其表达式为r=XD对比虽然还原性助交联剂本身在加热和酸性条件其中表示为稠度系数为流性指教R表示相下不稳定但对压裂液的抗温抗剪切性能却有一定关系数当R。禽接近时表明此种压裂液流变曲的提高并且在测定温度范围内压裂液的粘度随线与Oswald模型愈接近其流变性也就越好.实验温度变化不大.结果如表所示从表可以看出助交联剂的加上述情况与加入硫酸提高压裂液的抗温性能n】人可显著改善柴油基冻胶压裂液的流变性能.表柴油基冻胶压裂液的藏变性能助交联寄,Zm‘.lZZZ,,,,,K(Paa一)lSnnRlm.滤失性能在压差.MPa下通过两层滤纸测得数据表明霖加和不霰加助交联剂时柴油基压裂液的滤失系数C都比较小为(.~.)X/rain~。小于规定值‘/n.说明助交联荆的加入不影响压裂液的滤失性能..破胶性能在O~范围内采用静态恒温破胶破胶时间为~h用毛细管粘度计测定加助交联剂和不加助交联剂时破胶液的粘度结果表明两者的粘度均小于.OIRPas.说明加助交联剂也不影响柴油基压裂液的破胶性能.这是因为助交联剂都是一些小分子的水溶性无机和有机化台物在破胶剂的作用下又能从超大缔台分子中解离成小分子分散在破胶液中故添加助交联剂不会改变压裂液的破胶性能.结论综上所述化学剂在柴油基冻胶压裂液制备中具有显著的助交联效应它较不加化学剂把压裂液抗剪切后的粘度提高了近lOOmPa具有广阔的应用前景.参考文献王潸学等.影响油基冻胶压裂液质量因素的研究J.石油与天然气化工.().王捕学等.PW型油基压裂液高沮疆l定剂的研究与应用J.石油勘探与开发().王捕学等.原油与礴酸醇胶茬剂配伍性的研究口.钻井液与完井液().EMccabeMA“.Useofollbasesystemformultipleproppan~fracturingofhorizon~alwellsJ.SPE.Cs吴安明.陈茂涛.王捕学.磷酸醇油基压裂液腔茬剂盈其制备方法P.CN.ThrneMA.“.MethodforprepaJadonofhydrocarbon~ractuHngfluidsfIu山p~paredthezebyandmethodsrelated~etoP.U...壤辑:权艳棒瑚L札惦诣“仉仉O们“札OO他蛊j“叽叽n鲫札OO“"口=仉仉O机札O卅嘶吾:饥n仉维普资讯http:wwwcqvipcom

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