压裂液返排冲刷支撑剂颗粒的DEM-CFD模拟研究

支撑剂回流是压裂液返排过程中重点问题之一。目前普遍认为压裂液返排流速对于支撑剂颗粒堆的稳定性具有重要影响,并有研究明确了压裂液返排的临界流速条件。本文通过计算流体力学和离散颗粒元(CFD-DEM)的耦合仿真,对目前已有的支撑剂回流临界返排流速计算模型进行验证,研究了支撑剂颗粒参数(粒径和密度)和流道次缝对于临界返排流速的影响并揭示了相应的流动机理。研究结果可为优化压裂液返排流程提供理论指导。     

胍胶压裂液体系有机硼交联剂合成研究进展

胍胶压裂液是目前压裂作业中应用最多的工作液,但存在胍胶用量高、残渣量大、储层伤害严重的问题。有机硼交联剂因交联性能优异、延迟交联易调控、压裂液破胶彻底、可降低胍胶用量、减少胍胶残渣对储层的伤害,是目前胍胶压裂液体系交联剂的主要研究方向。文章介绍了胍胶压裂液体系有机硼交联剂的研究进展,探讨了有机硼交联剂的交联作用机理,重点总结了有机硼交联剂的合成研究情况,在此基础上对今后发展方向进行了展望。从合成研究情况来看,有机硼交联剂主要有多种配体复合制备、长链多头极性有机胺硼制备、纳米交联剂制备三种方式,在降低胍胶用量、提高压裂液携砂性能方面表现优异。今后研究中应以提高交联效率为关键,长链多头极性结构是主要研究方向,有机配体的优选和反应设计将是研究的核心问题。     

改良干法压裂液摩擦阻力特性实验研究

对改良的干法压裂液这种非牛顿流体的摩擦阻力特性的正确认识,关系着干法压裂技术的有效实施.为此,本文在大型高压泡沫压裂液实验回路上,考察了在模拟实际施工条件下的改良干法压裂的摩擦阻力特性.实验表明:改良后的干法压裂液摩擦阻力系数随压力、温度的升高和泡沫质量的增加而增大,随流速的增加而减小.在实验范围内,温度对摩擦阻力系数的影响不大.实验得到了改良的干法压裂液摩擦阻力系数与广义雷诺数的关联式,平均计算误差为9.19%.     

砂粒与复杂流体压裂液在裂缝中的流动特性研究

在矩形裂缝通道中,应用高速摄像技术,研究了复杂流体压裂液水平流动过程中砂粒的沉降速度,测试了复杂流体的流变学特性,分析了复杂流体的水平流动如何影响砂粒的沉降.研究结果表明,流性指数不等于1的复杂流体,其水平流速影响砂粒的沉降规律,砂粒在裂缝中水平流动过程的沉降速度不仅随复杂流体表观粘度的减小而增大,同时随复杂流体水平流速的增大而增大,是静止沉降速度的数倍至十数倍.     

EA-Q缔合聚合物压裂液的性能评价

压裂改造已成为姬塬油田最主要的增产措施。压裂液的好坏对压裂增产起着关键作用,常规胍胶压裂液存在着水不溶物和破胶不彻底现象,VES粘弹性表面活性剂耐温性较差,性能不能满足地层温度。本文采用EA-Q缔合聚合物配制成清洁压裂液,室内性能评价结果表明,该压裂液的最佳使用浓度为0.35%~0.45%;清洁压裂液剪切1h后粘度均保持在50mPa·s以上;80℃时静态滤失系数为6.58×10-4m/min-1;静态悬砂沉降速率为0.0069 cm/min;破胶时间2.5 h时破胶液粘度为4.8 mPa·s;岩心伤害率13.0%~15.0%。     

改性聚合物压裂液的合成及其性能

为了提高油田压裂改造中常用水基压裂液的耐温和耐盐性能,本文以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和季铵盐型长尾疏水单体(DS)为原料,制备了疏水改性聚合物增稠剂(AAAD)。 有机硼酸盐与葡萄糖酸钠形成配合物(GS-2)为交联剂,再加入其它添加剂,AAAD通过交联反应,制备出改性聚合物压裂液。 评价了该体系的流变性、黏弹性、耐温性、抗盐性和破胶性等性能。 结果表明,压裂液在温度150 ℃、剪切速率170 s^-1条件下具有良好的流变性能;在90 ℃,破胶剂过硫酸铵质量分数为0.01%条件下,4 h即可破胶,破胶液黏度为1.6 mPa·s。     

用于压裂液改性的耐高温锆硼交联剂的制备及评价

通过优化实验,得到了用于压裂液改性的耐高温锆硼交联剂的最佳条件,即以质量分数为0.5%的二氧化锆乳状液用量为基准,其它试剂用量为:质量分数为4%硼砂,体积分数为50%丙三醇,反应时间为5 h,反应温度60℃,乙酰丙酮体积分数为8%,三乙醇胺体积分数40%。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和高温流变仪等技术手段表征了产物的结构和性能。结果表明,在交联比为0.5%下,耐高温锆硼交联剂与0.6%的羟丙基胍胶(HPG)基液形成的交联冻胶在160℃、170 s^-1的测试条件下恒速剪切2 h,剪切后冻胶的黏度最后保持130 mPa·s以上,弹性模量明显大于粘性模量,表现出良好的应用前景。     

页岩气滑溜水压裂用降阻剂研究与应用进展

滑溜水水力压裂是针对页岩油气储层基于滑溜水压裂液体系发展起来的新型压裂技术,是页岩气开发的关键技术之一.相对于传统的凝胶压裂液体系,滑溜水压裂液体系以其高效、低成本的特点在页岩气开发中广泛应用.降阻剂作为滑溜水压裂液体系的核心助剂,直接决定了滑溜水压裂液体系的性能与应用.本文结合本单位在页岩气滑溜水压裂用降阻剂方面的研究工作,参考国内外相关文献,全面总结了滑溜水压裂用降阻剂的研究进展并探讨了其发展趋势.     

交联氮气泡沫压裂液的携砂性能研究

在大型高压泡沫压裂液实验回路上,对交联氮气泡沫压裂液的携砂性能进行了实验研究.分析了携砂泡沫压裂液流动时临界携砂流速的产生原因,并根据实验结果分析了温度,压力、泡沫质量及支撑剂浓度对临界携砂流速的影响.临界携砂流速随温度的升高而增大,随压力、泡沫质量和支撑剂体积浓度的增大而减小,研究发现当支撑剂浓度大于0.17时,开始...     

VES—CO2清洁泡沫压裂液携砂性能实验研究

在大型高压泡沫压裂液实验回路上,对VES—C02清洁泡沫压裂液的携砂性能进行了实验研究。分析了携砂泡沫压裂液流动时临界沉降速度的产生原因,并根据实验结果分析了温度、泡沫质量及支撑剂浓度对临界沉降流速的影响。临界沉降流速随温度的升高而增大,随泡沫质量和支撑剂体积浓度的增大而减小,研究发现当支撑剂浓度大于0．25时,开始出...