耐高温瓜尔胶压裂液交联剂的合成及压裂液性能研究

摘要

水力压裂是有效的地层改造措施，被广泛应用于油气藏增产、增注。压裂液是压裂施工中的重要组成部分，其主要功能是产生裂缝以及携带支撑剂填充裂缝。由于价格低廉、性能优异以及施工方便等优点，水基压裂液已成为应用最广泛的压裂液，其中瓜尔胶压裂液是目前最常用的水基压裂液。随着储层温度的升高以及对压裂伤害的重视，而交联剂是水基压裂液中的重要组成部分，因此开发可用于耐高温、低伤害的瓜尔胶压裂液交联剂具有重要的研究价值和实际应用价值。
　　本文合成的有机硼交联剂不仅可以交联常规用量瓜尔胶制备耐高温的压裂液，还可以制备耐温性好，剪切稳定以及对地层伤害小的低浓度瓜尔胶压裂液。具体内容和结论如下：
　　1.使用两种不同络合能力的有机配位体合成有机硼交联剂，研究了各种因素对有机硼交联剂稳定性以及所形成的压裂液冻胶耐温性影响，确定了最佳的有机硼交联剂合成条件及组成。使用该有机硼交联剂制备0.4％、常规瓜尔胶压裂液最高耐温可达146℃，在120℃下连续剪切60 min压裂液的表观粘度保持在140 mPa·s以上。
　　2.使用合成的有机硼交联剂交联制备0.3％、低浓度瓜尔胶压裂液冻胶，对低浓度瓜尔胶压裂液的成胶性、耐温性、抗剪切性能、粘弹性以及滤失性能进行评价。结果表明：低浓度瓜尔胶压裂液最高耐温可达135℃，在120℃连续剪切60 min压裂液的表观粘度保持在80mPa·s左右，而且低浓度瓜尔胶压裂液的粘弹性和滤失性能都满足压裂施工要求。
　　3.对低浓度瓜尔胶压裂液进行破胶性能以及配伍性评价。结果表明：低浓度瓜尔胶压裂液在95℃、1.0‰过硫酸铵，50min压裂液就完全破胶，加入助排剂可以有效降低破胶液的表面张力。低浓度瓜尔胶压裂液残渣含量从0.6％瓜尔胶用量的562 mg/L降低到328 mg/L，残渣粒径分布主要集中在20~200μm，体积平均粒径为76.028μm，残渣不会进入地层油气喉道，堵塞油气通道。在压裂液中加入少量破乳剂可以明显改善压裂液破胶液与地层流体的配伍性。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 压裂液

1.3 瓜尔胶冻胶压裂液

1.4 本文研究内容

第2章 有机硼交联剂的合成研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 低浓度瓜尔胶压裂液的流变性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 低浓度瓜尔胶压裂液破胶及配伍性评价

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论

致谢

参考文献

研究生期间研究成果