香豆胶压裂液体系的研究与应用

摘要

目前瓜尔胶压裂液是使用量最大的压裂液，但随着瓜尔胶价格的迅速提升，过去四年价格提升了七倍，使得压裂的成本极大的提升。由此也使得寻求新型的价格低、存量丰富的压裂液。香豆胶是香豆的有效成分，在大自然中存量非常的多，且香豆胶的物化性能完全符合压裂液的使用要求。 室内实验表明，香豆胶的理化性能完全满足作为压裂液稠化剂的要求，且与1％的硼砂水溶液按照100∶2的体积比进行混合，混合溶液具有较好的交联性能。 研制的香豆胶压裂液体系为香豆胶+钾盐+杀菌剂+CF-6+pH调节剂+破乳剂+GCL-150+破胶剂。该体系可在-4℃时依旧保留着较好的交联性，并在82秒形成能够挑挂的冻胶;在30℃到120℃间的耐温耐剪切性能良好;在较低温度下，其冻胶可以在4h内开始破胶，并在较高温度下完成彻底的破胶;此外还具有滤失小、摩阻低的特点。 现场应用表明，该压裂液体系延迟交联时间在150秒左右，能够满足施工过程中对压裂液延迟的要求，返排率达到了87.5％。15°下测得破胶液的粘度为1.50mPa·s，pH值为7。具有操作性强、性能优异、低成本的特点。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 压裂液体系的研究进展

1．1．1 压裂液的分类及现状

1．1．2 半乳甘露聚糖类稠化剂

1．1．3 纤维素类稠化剂

1．1．4 有机磷酸盐稠化剂

1．1．5 田箐和香豆胶类稠化剂

1．1．6 瓜尔胶类稠化剂

1．1．7 其他多糖类稠化剂

1．2 稠化剂结构与性能

1．2．1 瓜尔胶及其衍生物

1．2．2 田箐胶及其衍生物

1．2．3 香豆胶及其衍生物

1．2．4 胡麻胶及其衍生物

1．2．5 魔芋胶及其衍生物

1．3 压裂液体系各组分的作用机理

1．3．1 稠化剂增稠机理

1．3．2 有机硼交联剂的交联机理

1．3．3 粘土稳定剂的稳定机理

1．3．4 胶囊破胶剂的作用机理

1．3．5 助排剂的作用机理

1．4 本文的主要研究内容

第二章 香豆胶压裂液组成

2．1 香豆胶的结构与理化性质

2．1．1 香豆胶的结构

2．1．2 香豆胶的理化性质

2．2 香豆胶理化性质的测定

2．2．1 外观

2．2．2 细度

2．2．3 含水率

2．2．4 水不溶物

2．2．5 1％浓度水溶液的粘度

2．2．6 交联性能

2．3 香豆胶压裂液的组成

2．4 本章小结

第三章 香豆胶压裂液综合性能评价

3．1 延迟交联作用时间

3．2 压裂液的耐温耐剪切性能

3．3 压裂液的破胶性能

3．4 压裂液的滤失性能

3．5 摩阻性能

3．6 本章小结

第四章 现场试验以及效果分析

4．1 香豆胶压裂液的现场应用

4．2 特征分析与讨论

4．2．1 铁离子含量对配液和交联作用的影响

4．2．2 低温下的溶解和交联性能

4．2．3 摩阻讨论

4．2．4 压后排液的效果分析

4．3 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文