浅层油气藏清洁压裂液破胶方法与再利用研究

【摘要】：在浅层油气藏地层条件下,清洁压裂液与油、水接触不充分,存在破胶速度慢、不彻底的问题,不利于压裂液返排且伤害地层,因此浅层油气藏压裂时必须外加内置破胶剂。但是,将破胶剂直接加入清洁压裂液中在储层会引起压裂液提前破胶而不能有效携砂,因此,设计一种具有良好缓释性的微胶囊破胶剂可有效提高清洁压裂液携砂性能。同时,开展清洁压裂液返排液的再利用可行性研究,降低清洁压裂液使用成本,为清洁压裂液规模化应用提供技术支撑。以MES为原料,通过粘温曲线分析各组分浓度对胶束的形成及形态转变的影响,以粘度为指标得到阴离子清洁压裂液体系基本组成:4.0%MES+4.0%NaCl+0.6%BS-12。在50℃条件下将破胶剂直接加入到清洁压裂液中,结果表明:正己醇、地层水、煤油和甲酸甲酯均有破胶作用,且煤油效果较好,因此选择煤油作该清洁压裂液的内置破胶剂。采用复凝聚法,利用单因素优化出制备针对该清洁压裂液的微胶囊破胶剂的最佳工艺条件:明胶、阿拉伯胶比例1:1,总浓度4.0%;芯壁比2:1;乳化剂(Span80+Tween80,HLB=14.0)浓度为芯材的3.0%;复凝聚pH3.0~4.7,搅拌速度700r/min,温度50℃,时间20min;使用甲醛固化60min;干燥温度65℃。在此条件下制备的微胶囊破胶剂球度良好,产率为71.9%,包埋效率为61.8%,当压力为30MPa时,释放率达到100%。性能评价表明,在60℃条件下,当微胶囊破胶剂浓度为4.0%时,连续剪切150min后压裂液粘度保持率为26.0%,微胶囊破胶剂表现出良好的缓释性及抗温性,且适合高浓度使用,并且在温度和压力的共同作用下可实现整体释放。采用柱层析法除去破胶液中的煤油,并以处理后的废液为基液,以粘度为目标得到清洁压裂液各组分的添加浓度:0.8%MES+0.5%NaCl+0.2%BS-12。综合性能评价实验表明,75℃条件下再利用清洁压裂液体系的粘度保持在50mPa·s左右,表现出良好的耐温耐剪切、携砂、破胶性及配伍性,对岩心的平均伤害率为9.63%,与蒸馏水配制的原始清洁压裂液体系性能保持一致,实现了阴离子清洁压裂液的再利用,从而降低清洁压裂液成本。 【关键词】：清洁压裂液 破胶方法 微胶囊破胶剂 复凝聚 再利用 性能评价
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE357.12
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-20
• 1.1 研究的目及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 清洁压裂液破胶研究现状10-13
• 1.2.2 微胶囊破胶剂研究现状13-16
• 1.3 压裂返排液再利用研究现状16-18
• 1.4 主要研究内容与技术路线18-20
• 1.4.1 主要研究内容18
• 1.4.2 技术路线18-20
• 第二章 清洁压裂液配方的筛选20-27
• 2.1 清洁压裂液简介20
• 2.2 清洁压裂液体系各组分筛选20-21
• 2.2.1 清洁压裂液各组分的作用20-21
• 2.2.2 主表面活性剂的筛选21
• 2.2.3 无机盐的筛选21
• 2.2.4 助表面活性剂的筛选21
• 2.3 清洁压裂液的配方优化21-26
• 2.3.1 实验仪器与药品21-22
• 2.3.2 实验方法22
• 2.3.3 实验结果分析22-26
• 2.4 小结26-27
• 第三章 清洁压裂液微胶囊破胶方法研究27-62
• 3.1 清洁压裂液破胶实验27-32
• 3.1.1 实验仪器与药品27-28
• 3.1.2 实验方法28
• 3.1.3 实验结果与讨论28-32
• 3.2 微胶囊破胶剂的制备及表征32-56
• 3.2.1 制备方法的选取32-33
• 3.2.2 芯材的选取33
• 3.2.3 壁材的选取33-35
• 3.2.4 实验仪器与药品35-36
• 3.2.5 实验方法36-40
• 3.2.6 实验结果及分析40-56
• 3.3 微胶囊破胶剂性能评价56-60
• 3.3.1 实验仪器与药品56-57
• 3.3.2 微胶囊破胶剂缓释性实验57
• 3.3.3 微胶囊破胶剂对压裂液稳定性的影响57-60
• 3.3.4 微胶囊破胶剂在高压下的破胶性能60
• 3.3.5 破胶液残渣含量测定60
• 3.4 小结60-62
• 第四章 清洁压裂液返排液再利用可行性研究62-76
• 4.1 清洁压裂液再利用研究实验62-67
• 4.1.1 实验原理62
• 4.1.2 实验仪器与药品62-63
• 4.1.3 实验结果与讨论63-67
• 4.2 再利用清洁压裂液性能评价及对比研究67-75
• 4.2.1 实验仪器与药品67-68
• 4.2.2 清洁压裂液体系性能评价68-75
• 4.3 小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-84
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果84-85
• 致谢85

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