黄原胶世纪中星中石油汇报.ppt
低伤害改性黄原胶非交联压裂液低伤害改性黄原胶非交联压裂液目目 录录前言前言性能评价性能评价实验研究实验研究产品性能技术标准产品性能技术标准结论结论现场应用现场应用总结总结 压裂液的功能就是传递压压裂液的功能就是传递压力并将支撑剂由井筒经孔眼力并将支撑剂由井筒经孔眼携带到裂缝里，因此压裂液携带到裂缝里，因此压裂液的的悬浮和携砂能力悬浮和携砂能力是其基本是其基本要求要求,通常的评价方法主要通常的评价方法主要是看流变性能是看流变性能;水基压裂液是依靠水溶性水基压裂液是依靠水溶性高分子高分子(天然高分子、改性天然高分子、改性高分子、合成高分子高分子、合成高分子)来建来建立其必要的粘度立其必要的粘度;但由于其分子结构但由于其分子结构(分子分子量、线型分子链量、线型分子链)决定了决定了它在高温、高矿化度油藏它在高温、高矿化度油藏条件下很难条件下很难(无法无法)具有所具有所需的粘度，因此被迫采用需的粘度，因此被迫采用交联交联的办法来提高有效粘的办法来提高有效粘度以达到携砂的要求度以达到携砂的要求;清洁压裂液也是清洁压裂液也是形成类形成类似于似于交联交联的聚合物网状结的聚合物网状结构。构。一、前言一、前言液体交联液体交联不同缺陷不同缺陷羧甲基压裂液羧甲基压裂液-配液麻烦，加重困难配液麻烦，加重困难,价格贵价格贵清洁压裂液清洁压裂液-破胶不易，破胶不易，耐温不好耐温不好,价格贵价格贵聚合物压裂液聚合物压裂液-破胶难破胶难,返排不好，堵塞地层，返排不好，堵塞地层，伤害大伤害大胍胶压裂液胍胶压裂液-残渣也多，进口产品，残渣也多，进口产品，价格受控国际市场价格受控国际市场高温下交联不稳定和低温破胶难高温下交联不稳定和低温破胶难交联、破胶时间不好掌握交联、破胶时间不好掌握交联后残渣更多交联后残渣更多 一、前言一、前言存在问题存在问题改性黄原胶改性黄原胶非交联压裂液非交联压裂液 结构流体流变学结构流体流变学理论基础理论基础 超分子化学超分子化学理论基础理论基础国内外体积压裂国内外体积压裂工艺动态工艺动态不交联新型清洁压裂液不交联新型清洁压裂液现有体系现有体系 一、前言一、前言u黄原胶是一种黄原胶是一种阴离子型聚合物阴离子型聚合物，其侧链上的阴离子基团，其侧链上的阴离子基团与岩石表面上的正电荷作用，即可造成吸附；通过化学改与岩石表面上的正电荷作用，即可造成吸附；通过化学改性，成为性，成为两性黄原胶两性黄原胶，减少在岩石表面的吸附减少在岩石表面的吸附。u黄原胶是使用淀粉经黄单胞杆菌发酵而生成的生物聚合黄原胶是使用淀粉经黄单胞杆菌发酵而生成的生物聚合物，由于物，由于羧基在侧链上的存在，使这一生物聚合物易溶于羧基在侧链上的存在，使这一生物聚合物易溶于水、酸和碱等极性溶剂水、酸和碱等极性溶剂。u黄原胶分子中含有多个羟基黄原胶分子中含有多个羟基,在不同的在不同的羟基上接上不同羟基上接上不同的阴离子或阳离子基因的阴离子或阳离子基因形成两性黄原胶，通过增强氢键的形成两性黄原胶，通过增强氢键的结合力，增加悬浮能力结合力，增加悬浮能力黄原胶黄原胶酸性条件酸性条件PH=6阳离子黄原胶阳离子黄原胶两性黄原胶两性黄原胶酸性条件酸性条件PH=6阳离子试剂阳离子试剂阴离子试剂阴离子试剂 一、前言一、前言改性方法改性方法黄原胶改性原理黄原胶改性原理大分子多重螺旋聚集体，构象的转变大分子多重螺旋聚集体，构象的转变黄原胶阴离子多，氢键多；阳离子改性，增黄原胶阴离子多，氢键多；阳离子改性，增加氢键结合力形成网状立体结构，增加悬浮加氢键结合力形成网状立体结构，增加悬浮能力能力.一、前言一、前言改性黄原胶压裂液是一种非交联压裂液悬砂能力强0.45%浓度50mPa.s砂子在液体中2小时内悬浮良好现场300方液加砂80方摩阻低0.1%降阻率67%0.45降阻率75%伤害低高温下完全溶解于水属生物胶可天然降解配液简便,即配即用3-5分钟达到携砂粘度返排悬砂滤失降阻携砂传递压力功能性能中石化勘探开发研究院检测结果中石化勘探开发研究院检测结果 二、性能评价报告二、性能评价报告编号编号NONO：2012-011 2012-011含有抗滤失剂含有抗滤失剂检测报告编号RSL/F2012-026 中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果 二、性能评价报告二、性能评价报告中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果 二、性能评价报告二、性能评价报告 二、性能评价报告二、性能评价报告中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果中石油勘探开发研究院廊坊分院检测结果黄原胶降阻率高黄原胶降阻率高胍胶基液降阻率低胍胶基液降阻率低三、实验研究三、实验研究抗盐性和酸碱稳定性实验抗盐性和酸碱稳定性实验悬砂能力试验悬砂能力试验伤害实验伤害实验抗滤失性抗滤失性摩阻测试试验摩阻测试试验 胍胶基液5秒钟沉砂状态1 1、常温悬砂能力实验、常温悬砂能力实验 三、试验研究三、试验研究胍胶和黄原胶加量胍胶和黄原胶加量0.45%0.45%，20-4020-40目支撑剂目支撑剂改性黄原胶液体2小时沉砂状态瓜胶冻胶2小时悬砂状况 黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂能力和瓜胶冻胶一样好。黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂能力和瓜胶冻胶一样好。瓜胶基液和其他的液体不交联，没有悬砂能力。瓜胶基液和其他的液体不交联，没有悬砂能力。（一）悬砂实验（一）悬砂实验常温下改性黄原胶非交联压裂液悬砂性能实验数据（静置，石英砂和常温下改性黄原胶非交联压裂液悬砂性能实验数据（静置，石英砂和4040目陶粒目陶粒）序号序号ZX-34ZX-34液体浓度液体浓度 （%）/粘度（粘度（mPa.smPa.s）砂粒沉降时间砂粒沉降时间（minmin）砂粒沉降速率砂粒沉降速率 （10103 3mm/smm/s）1 10.1/100.1/10大约大约1010秒秒1666.671666.672 20.2/180.2/181 1833.33833.333 30.3/350.3/355 5416.67416.674 40.35/400.35/40303032.4032.405 50.4/500.4/50606013.8913.896 60.45/600.45/601201206.946.947 70.5/750.5/75一天以上一天以上基本看不出基本看不出8 80.6/850.6/85几天以上几天以上看不出看不出9 90.7/1000.7/100一星期一星期看不出看不出10100.8/1250.8/125一星期以上一星期以上看不出看不出改性黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂性能很好改性黄原胶非交联压裂液在常温下的悬砂性能很好 三、试验研究三、试验研究胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶常温下常温下2020配制完状态配制完状态2 2、中低温悬砂能力实验、中低温悬砂能力实验胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）新疆油田酸化压裂新疆油田酸化压裂所中低温室内实验所中低温室内实验改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）新疆油田酸化压裂新疆油田酸化压裂所中低温室内实验所中低温室内实验改性黄原胶改性黄原胶胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）新疆油田酸化压裂新疆油田酸化压裂所中低温室内实验所中低温室内实验改性黄原胶改性黄原胶胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）胍胶（冻胶）新疆油田酸化压裂新疆油田酸化压裂所中低温室内实验所中低温室内实验改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶改性黄原胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶瓜胶冻胶新疆油田酸化压裂新疆油田酸化压裂所中低温室内实验所中低温室内实验名称名称温度温度()()时间时间(min)(min)悬砂悬砂(%)(%)改性黄原胶改性黄原胶20206060100%100%胍胶冻胶胍胶冻胶20206060100%100%改性黄原胶改性黄原胶30303030100%100%胍胶冻胶胍胶冻胶30303030100%100%改性黄原胶改性黄原胶4545303095%95%胍胶冻胶胍胶冻胶4545303080%80%改性黄原胶改性黄原胶5050202090%90%胍胶冻胶胍胶冻胶5050202060%60%改性黄原胶改性黄原胶6060101080%80%胍胶冻胶胍胶冻胶6060101010%10%改性黄原胶改性黄原胶7070101070%70%胍胶冻胶胍胶冻胶707010105%5%改性黄原胶改性黄原胶8080101070%70%胍胶冻胶胍胶冻胶808010105%5%悬砂百分比悬砂百分比%三、试验研究三、试验研究中低温悬砂能力实验统计图表中低温悬砂能力实验统计图表 改性黄原胶液体内陶粒改性黄原胶液体内陶粒5 5分钟完全悬浮，分钟完全悬浮，1010分钟少量沉降，分钟少量沉降，2020分钟沉降约分钟沉降约 30%30%，但在外力作用下又能在液体中分布均匀，但在外力作用下又能在液体中分布均匀;胍胶冻胶内陶粒胍胶冻胶内陶粒5 5分钟开始沉降分层，分钟开始沉降分层，1010分钟陶粒全部沉降到胶体底部。分钟陶粒全部沉降到胶体底部。0.45%0.45%浓度，浓度，9595 三、试验研究三、试验研究3 3、中温悬砂能力实验、中温悬砂能力实验 胍胶冻胶，95、10min状态 改性黄原胶，95、10min状态01020304050t_seg/min020406080100/mPas2030405060708090100T/CHAAKE RheoWin 4.20.0002 0.5%95-jiaolian=f(t_seg)T=f(t_seg)改性黄原胶基液改性黄原胶基液中温中温流变曲线，流变曲线，9595、170s170s-1-1配方：配方：0.45%0.45%稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）三、试验研究三、试验研究u 95流变实验流变实验01020304050t_seg/min020406080100/mPas2030405060708090100T/CHAAKE RheoWin 4.20.0002 0.5%95-jiaolian=f(t_seg)T=f(t_seg)改性黄原胶基液改性黄原胶基液中温中温流变曲线，流变曲线，9595、170s170s-1-1216304458t_seg/min020406080100/mPas050100150T/CHAAKE RheoWin 4.20.0002 jiye110=f(t_seg)T=f(t_seg)0.45%0.45%基液基液170s170s-1-1时粘温曲线时粘温曲线(110)(110)配方：配方：0.45%0.45%稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）三、试验研究三、试验研究u 110流变实验流变实验常温下，悬砂情况常温下，悬砂情况120 高温老化罐高温老化罐放入放入胍胶完全沉降，改性黄原胶胍胶完全沉降，改性黄原胶基液里砂子部分悬浮基液里砂子部分悬浮 5min 黄原胶液体中沉降的砂子在水动力下能回归到液体中分布均匀！黄原胶液体中沉降的砂子在水动力下能回归到液体中分布均匀！瓜胶冻胶中沉降的砂子在水动力作用下（剪切）很难恢复均匀！瓜胶冻胶中沉降的砂子在水动力作用下（剪切）很难恢复均匀！0.45%0.45%浓度，浓度，120120 三、试验研究三、试验研究4 4、中高温悬砂能力实验、中高温悬砂能力实验112233445t_seg/min020406080100/mPas050100150T/CHAAKE RheoWin 4.20.0002 jiye120=f(t_seg)T=f(t_seg)改性黄原胶基液改性黄原胶基液高温高温流变曲线，流变曲线，120120、170s170s-1-1北京石油大学北京石油大学配方：配方：0.45%0.45%稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）稠化剂（抗剪切好，粘度稳定）三、试验研究三、试验研究u 120 流变实验流变实验
