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氯化钙加重聚合物压裂液破胶技术研究

2021-07-03王丽伟庹维志徐敏杰李二鹏

非常规油气 2021年3期

刘 源,王丽伟,庹维志,高 莹,陈 庆,徐敏杰,李二鹏

(1.中国石油塔里木油田分公司 油气工程研究院,新疆 库尔勒 841000;2.中国石油勘探开发研究院,北京 100083)

1 研究背景

加重压裂液是超高温、超深层、超高压油气藏增产措施中常用的压裂液体系,能够在一定程度上提高液注压力,从而降低施工压力和施工风险[1-7]。常用的压裂液加重剂有氯化钾、溴化钠、甲酸盐、硝酸盐类[4-5]。氯化钾加重密度低于1.15 g/cm3,溴盐和甲酸盐成本较高,近年来硝酸盐类在部分地区也不提倡使用。综合多方面的考虑,该研究采用工业氯化钙作为压裂液加重剂。工业氯化钙具有成本较低、溶解性好、加重密度较高、货源广泛的优点;但氯化钙作为压裂液加重剂使用也有其难点。氯化钙属于二价金属离子盐,高浓度钙离子加入到压裂液中对压裂液耐温耐剪切性能和破胶性能都是严峻的挑战。

目前压裂液所用的破胶剂通常分为3类:过氧化合物破胶剂、酸破胶剂和酶破胶剂。 其中使用最广泛且有效的破胶剂为过硫酸铵。大多数过硫酸盐在一定温度下能够分解出游离氧和酸,以破坏压裂液的交联结构,使大分子降解[13]。

非加重聚合物压裂液和常规加重压裂液体系都采用过硫酸铵破胶剂[3,12],按照常规思路,研究初期依然采用的是过硫酸铵破胶剂,过硫酸铵用量为0.1~10.0/万。氯化钙加重压裂液在过硫酸铵用量为10.0/万、温度90 ℃、破胶时间24 h时,冻胶未破胶,仍处于强交联状态,即可挑挂的破胶状态,如图1a所示;……

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