一种化学生热增能助压裂体系的升温特性和破胶性能研究.pdfVIP

2015年7月 西安石油大学学报 (自然科学版) Ju1．2015 第30卷第4期 JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition) Vo1．30No．4 文章编号：1673-064X(2015)04-0091-06 一 种化学生热增能助压裂体系的 升温特性和破胶性能研究 顾雪凡 ，梁 晨 ，屈晓璐 ，张田田 ，燕永利 (1．西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安710065；2．新疆庆华能源集团有限公司，新疆 伊宁835100) 摘要：为改善低压低渗透气藏压裂施工效果，引入NaNO2一NH4C1化学生热助压裂体系。通过数字 式温度计系统研究了生热剂浓度、催化剂浓度、初始温度对该化学生热反应速率的影响。结果表 明：生热剂 NaNO2质量分数 由10％增至 18％，体系达到87．0℃的时间由7．7min缩短至0．5min； 催化剂草酸的最佳质量分数为 1．0％。将生热体系(18％NaNO2+14％NH4C1+1．0％苹酸)引入到 羟丙基胍胶压裂液体系中，当二者体积比为 1：1时，该压裂液体系升温效果最佳。考察了生热剂浓 度、破胶剂浓度对化学生热增能助压裂体系破胶性能的影响。结果表明：生热剂质量分数由10％ 增至 18％，表面张力由32．2mN／m降低至29．1mN／m；冻胶完全泡沫化时间随APS用量增大而缩 短，而破胶液黏度略微降低。采用光学显微镜对破胶液微观结构进行观察，探讨破胶机理。 关键词：化学生热体系；压裂液；破胶性能 中图分类号 ：TE357 文献标识码 ：A 压裂液在水力压裂中起重要作用，已成为低渗 到压裂液体系中，利用化学反应释放的热量和气体 透油气层稳产、增产的主要措施之一_l 。压裂液 加热油层，降低井筒回压，提高压裂液的返排速率和 破胶效果直接影响其返排和压裂施工效果，是压裂 返排率。尤其在解决弱稠油遇冷流体蜡质析出和原 液能否造成地层伤害的重要影响因素 4。。目前普 油黏度增加问题 中展现出优势。本文系统研究了 遍使用的水基压裂液存在破胶不彻底、返排能力差 NaNO 一NHC1化学生热体系中，生热剂浓度、催化 等缺陷E5-6]，对低压低渗透油气藏的伤害不仅仅是 剂浓度、环境温度等因素对生热体系反应速率的影 破胶后的残渣对孔隙产生的堵塞，更重要的是滤液 响，并通过催化剂用量调控化学反应速度；在此基础 的侵入造成的水锁效应，从而显著降低储层的渗流 上，考察生热剂浓度、化学生热体系与压裂液之间的 能力 【。因此，改善常规水基压裂液的低温破胶和 混合比例对该化学生热增能体系升温效果的影响； 低压返排性能，已成为提高低压低渗透油气藏压裂 进而考察生热剂浓度、破胶剂含量对化学生热增能 施工效果的关键。现有的解决方案主要基于氧化剂 助压裂体系破胶行为的影响；采用光学显微镜对交 破胶 J、生物酶破胶 J、潜在酸破胶 ¨、胶囊破 联冻胶压裂液及其经不同途径破胶后的微观结构进 胶L1¨、化学生热助压裂液体系破胶 ¨等策略。其 行观察，探讨其破胶机理。 中，化学生热助压裂液体系是将化学生热体系引入 收稿 日期 ：2014-09—18 基金项目：陕西省 自然科学研究计划项 目(编号：2014JM2048)；陕西省教育厅 自然科学研究计划资助项 目(编号： 2013JK0675，2013JK0649)；省级大学生创新创业计划项 目 (编号：1175)；国家级大学生创新创业训练计划项 目(编号：201310705003) 作者简介：顾雪凡 (1965一)，女，博士，讲师，主要从事胶体与界面化学研究工作。E—mail：xuefangu@xsyu．edu．cn 一 92一