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用返排液作基液的压裂液配方研究

申金伟 袁文奎 赵健 陈磊 李梦 孙厚台

申金伟,袁文奎,赵健,等. 用返排液作基液的压裂液配方研究[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):241-247 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.018
引用本文: 申金伟,袁文奎,赵健,等. 用返排液作基液的压裂液配方研究[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):241-247 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.018
SHEN Jinwei, YUAN Wenkui, ZHAO Jian, et al.Study on formulating fracturing fluids with used fracturing fluids for tight gas reservoirs [J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):241-247 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.018
Citation: SHEN Jinwei, YUAN Wenkui, ZHAO Jian, et al.Study on formulating fracturing fluids with used fracturing fluids for tight gas reservoirs [J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):241-247 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.018

用返排液作基液的压裂液配方研究

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.018
基金项目: 十三五国家科技重大专项 “深层高温压裂液及配套技术” (2016ZX05027003)
详细信息
    作者简介:

    申金伟,1988年生,硕士研究生,现在主要从事压裂增产研究工作。电话 18620061388;E-mail:shenjw5@cosl.com.cn.dh

  • 中图分类号: 357.12

Study on Formulating Fracturing Fluids with Used Fracturing Fluids for Tight Gas Reservoirs

  • 摘要: 为解决压裂返排处理水重复利用的问题,探讨了压裂返排处理水对胍胶压裂液的影响。针对胍胶压裂液在高矿化度水中溶胀和交联效果差的难题,通过优选耐盐胍胶PA-G、研制螯合调节剂PA-CR以及合成有机硼交联剂PA-CL,优化出一套适应于压裂返排处理水重复配制压裂液的配方。实验表明该配方可满足90 ℃耐温耐剪切要求,具有以下功能:①优选的耐盐胍胶PA-G溶胀速度快,黏度高,0.3%含量下5 min即可达到30 mPa·s;②研制的高效螯合调节剂,由有机碱、EDTA、有机膦酸盐和聚合物组成,可有效螯合钙、镁离子,可将含1500 mg/L钙镁离子高矿化度水的pH值调节至10以上时不发生沉淀;③研制的有机硼交联剂具有延迟交联功能。

     

  • 图  1  胍胶溶胀受压裂返排水矿化度的影响

    图  2  压裂返排处理水配制压裂液的沉淀现象

    图  3  压裂返排处理水配制压裂液的耐温耐剪切测试结果

    图  4  不同类型胍胶的溶胀性能

    图  5  不同螯合剂配方的螯合值测试结果

    图  6  不同配方螯合剂的螯合能力

    图  7  加入不同浓度无机碱后溶液pH值和浊度变化

    图  8  加入不同浓度有机碱后溶液pH值和浊度变化

    图  9  不同浓度螯合调节剂对返排处理水沉淀抑制效果评价

    图  10  60 ℃压裂液的耐温耐剪切性能

    注:基液为0.5%PA-CR+0.4%PA-CL,基液pH值10.53,交联时间80 s

    图  11  90 ℃压裂液的耐温耐剪切性能

    基液pH值为10.95,交联时间为120 s

    表  1  压裂返排液处理后的水成分

    离子含量/(mg·L−1)pH矿化度/(mg·L−1)COD/(mg·L−1)
    ClBrFCa2+Mg2+SO42−Na+K+8124 472.35112.5
    70 19115921368641.21336.5480.337 0865009.5
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    表  2  实验用螯合剂

    螯合剂规格试剂种类
    EDTA AR 氨基羧酸类
    ATS-1 AR 有机多元磷酸
    ATS-2 47%
    ATS-3 AR
    ATS-4 50%
    ATS-5 40%
    ATS-6
    ATS-7
    50% 聚合物类
    AR
    ATS-8 40%
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    表  3  不同浓度螯合调节剂对返排处理水沉淀抑制效果评价

    螯合调节剂/%室温90 ℃恒温2 h处理后
    pH浊度/NTUpH浊度
    0.5010.536.110.167.4
    0.2510.385.210.286.0
    0.12510.302.310.34.4
      注:实验配方为24%EDTA+4%ATS-5+10 mg/L ATS-6
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    表  4  不同交联剂浓度时压裂液交联时间和交联状态(基液pH值=10.50)

    交联剂/
    %
    交联时间/
    s
    交联状态1 h后交联状态
    0.1>180拉丝拉丝
    0.2150弱交联弱交联
    0.3120交联良好交联良好
    0.4100交联良好交联良好
    0.530交联流动性差
    0.610交联流动性差
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    表  5  不同pH值环境下压裂液的交联时间和交联状态(交联比为100 ∶ 0.3)

    基液pH值交联时间/s交联状态1 h后交联状态
    7.008交联良好交联良好
    9.1120交联良好交联良好
    10.2560交联良好交联良好
    12.79100可吐舌交联良好
    13.48120可吐舌交联良好
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-25
  • 修回日期:  2021-11-29
  • 录用日期:  2021-10-25
  • 刊出日期:  2022-06-23

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