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              瓜爾豆膠產品中心 / Product Center

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              超級瓜爾膠理化特征及壓裂液配方評價

              發布日期:2015-01-21 14:56:16
              超級瓜爾膠
              針對大慶油田特低滲透儲層壓裂增產改造的需要,開發了一種新型超級瓜爾膠壓裂液。利用核磁共振和 黏度實驗技術表征了超級瓜爾膠的化學結構和相對分子質童,利用流變儀測定了超級瓜爾膠壓裂液的流變性質。
              結果表明:超級瓜爾膠與瓜爾膠原粉的化學結構基本相同,但是相對分子質量卻比瓜爾膠原粉高1.4倍左右; 在相同溫度和相同剪切速率條件下,配置相同剪切黏度壓裂液所需超級瓜爾膠用量僅為羥丙基瓜爾膠用量的一 半;和羥丙基瓜爾膠壓裂液相比較,超級瓜爾膠配置的壓裂液殘渣含量降低了一半以上,破膠更加徹底。利用 超級瓜爾膠壓裂技術對海拉爾油田低滲透儲層的61 口井119個層位進行了壓裂施工,平均產液強度為 1. 10 t/(ni • d),比利用常規的羥丙基瓜爾膠壓裂液技術對相同區塊12 口井22個層位進行壓裂施工的平均產液 強度提高了 22. 7%,取得了較好的增產效果。
              海拉爾油田低滲透復雜巖性油層的物性差,含 油豐度低,儲層巖石黏土礦物含量高、易水敏、油 藏注水受效差,油井產能低,如何在壓裂過程中減 少對儲層滲透率的損害是低滲透油田開采必須要解 決的關鍵問題。采用的常規水基壓裂液增稠劑, 如瓜爾膠原粉,羥丙基瓜爾膠存在使用量大、水不 溶物多、破膠液殘渣含量較高,對儲層及裂縫導流 能力損害較大等缺點,嚴重影響了壓裂改造效 果[〃]。對超級瓜爾膠壓裂液技術的初步研究發 現,和常規的瓜爾膠壓裂液相比較,超級瓜爾 膠壓裂液具有較低的使用質量分數、低殘渣和低傷 害等優點。如何理解兩者之間表現出的差異,在此 基礎上進一步優化超級瓜爾膠壓裂液的性能,是解 決大慶外圍低滲透儲層壓裂改造最有效的技術途徑之一。
              根據文獻報道[4’5:,制備超級瓜爾膠與瓜爾膠 所用原材料是相同的,但是超級瓜爾膠在加工過程 中采取了特殊的制粉工藝,可以有效地防止在高溫 和剪切過程對高分子結構的破壞。超級瓜爾膠高分 子同時含有半乳糖和甘露糖2種結構單元.超級瓜 爾膠的化學結構如圖I所示。從圖】中可以看出, 2種單糖中C一1相連的氧原子最多,相應的H_1 處于最低場(化學位移5在5. 1 ~5.4)。由于半乳 糖的H—1處于平伏位置,處在單鍵產生的各向異 性磁場屏蔽區外.而甘露糖的H—丨則處直立位 置,位于屏蔽區內=一般說來屏蔽區外質子的化學 位移都大于屏蔽區內質子的化學位移,因此核磁譜 圖中半乳糖H—1的5為5.39,甘露糖H—1的5 值為5. 11,兩者積分面積的比值可以用來表征半 乳糖和甘露糖的比值圖2為60丈時超級瓜爾 膠的核磁共振氫譜圖,從圖2中可以看出,超級瓜 爾膠和前人所做的瓜爾膠原粉的譜圖基本是一致的。
              為了進一步比較超級瓜爾膠、瓜爾膠原粉和羥 丙基瓜爾膠3者之間的差異,用烏式黏度計測定了 3者稀溶液的比濃黏度?,/比濃黏度與濃度C 的關系見圖3??梢钥闯?,比濃黏度與濃度之間滿 足線性關系,外推到濃度等于零可以得到高分子溶 液的特性黏數[7?],利用圖3中直線斜率值6除 以特性黏數[TJ]的平方(6/ [T?]2),可以獲得 Huggins相互作用參數。
              配制的超級瓜爾膠壓裂液基液為淺黃色液體, 目測無固體顆粒,用髙速離心分離方法檢測超級瓜 爾膠水不溶物含量,并且與相同質量分數的羥丙基 瓜爾膠進行了對比,實驗結果見表L由表2中可 以看出,超級瓜爾膠的水不溶物含量少,和羥丙基 瓜爾膠相比較,水不溶物含量降低40%以上,并 且溶解速度快,易于現場配制,基液不產生魚眼。
              在100尤條件下超級瓜爾膠與常規羥丙 基瓜爾膠壓裂液黏度隨剪切時間的變化,其中超級 瓜爾膠的使用質fl分數是0.28,而羥丙基瓜爾膠 的使用質量分數是0.55,可以看出,在剪切達到 穩定時,超級瓜爾膠的黏度和羥丙基瓜爾膠的黏度 相當,說明超級瓜爾膠的增稠效率更高,因此使用 質量分數更低,可以有效減小破膠的負載和對儲層 的損害^表3是在不同溫度、具有相同剪切黏度條 件下,超級瓜爾膠與常規羥丙基瓜爾膠對應的使用質量分數,可以看出,超級瓜爾膠的用量只是羥丙 基瓜爾膠用量的二分之一左右。
              破膠程度及破膠液中殘渣含量是衡量壓裂液性 能好壞的重要指標之一。在不同溫度下,對超級瓜 爾膠壓裂液凍膠進行破膠實驗。在80 <1:和100 t 條件下測定了超級瓜爾膠壓裂液和羥丙基瓜爾膠壓 裂液破膠水化6h后破膠液黏度、表界面張力和殘 渣含量(表4),所用破膠劑為過硫酸鉀。從表4 中可以看出,超級瓜爾膠壓裂液破膠性能好,破膠 液黏度低,殘渣含量比羥丙基瓜爾膠壓裂液降低了 —半以上。
              (1)采用核磁共振技術和黏度測量技術,分 析了超級瓜爾膠分子結構和相對分子質量,結果表 明,超級瓜爾膠的化學結構與瓜爾膠原粉相同,但 是相對分子質量要大于瓜爾膠原粉和羥丙基瓜爾 膠。此外,超級瓜爾膠的溶解性好,水不溶物的含 量比羥丙基瓜爾膠降低40%以上。
              (2)在相同油藏條件下,超級瓜爾膠的使用 質量分數比常規使用的羥丙基瓜爾膠降低了 50% 左右。與羥丙基瓜爾膠壓裂液相比較,超級瓜爾膠 壓裂液殘渣含量下降一半以上。
              (3)在海拉爾油田低滲透儲層使用超級瓜爾 膠壓裂液的施工成功率為100%,與羥丙基瓜爾膠 壓裂液相比較,采用超級瓜爾膠壓裂液,產液強度 提高了 22. 7%,增產效果較好。
               
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