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深层煤层气返排液用无固相一体化悬浮液的研究

张瀚 李小江 朱卫平 徐栋 孟令鹏 贾振福

张瀚,李小江,朱卫平,等. 深层煤层气返排液用无固相一体化悬浮液的研究[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):800-805 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.014
引用本文: 张瀚,李小江,朱卫平,等. 深层煤层气返排液用无固相一体化悬浮液的研究[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):800-805 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.014
ZHANG Han, LI Xiaojiang, ZHU Weiping, et al.Study on an all-in-one solid-free suspension as flow-back fluid for deep coal-bed methane development[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):800-805 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.014
Citation: ZHANG Han, LI Xiaojiang, ZHU Weiping, et al.Study on an all-in-one solid-free suspension as flow-back fluid for deep coal-bed methane development[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):800-805 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.014

深层煤层气返排液用无固相一体化悬浮液的研究

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.014
基金项目: 重庆市教委科学技术研究项目“CO2开关溶剂萃取分离含油固废的双循环机制研究”(KJQN202301511);重庆科技学院科研项目“基于低共熔溶剂构建CO2双开关微乳液及油-固分离循环技术研究” (ckrc202212052)。
详细信息
    作者简介:

    张瀚,重庆科技大学硕士研究生。电话 15086978797;E-mail:15086978797@163.com。

    通讯作者:

    贾振福,正高级工程师,博士研究生,现在主要研究方向为三次采油、提高采收效率、热采、压裂液、酸液等液体体系的开发及应用。E-mail:2010007@cqust.edu.cn。

  • 中图分类号: TE357.46

Study on an All-in-One Solid-Free Suspension as Flow-Back Fluid for Deep Coal-Bed Methane Development

  • 摘要: 由于深层煤层气压裂液返排液矿化度高、成分复杂、难以重复,而目前的悬浮液基压裂液体系固含量较高,易对致密煤层造成严重伤害。因此,该研究以油溶性聚合物ZL-1作为稳定剂,白油作为溶剂,依次添加聚丙烯酰胺减阻剂AE,激活剂异丙醇,转相剂OPE-10,配制无固相一体化悬浮液。利用单因素控制变量法确定各组分种类筛选,并结合正交实验,确定悬浮体系配方为65%白油、1.3%稳定剂、3.25%转相剂、0.455%激活剂、30%减阻剂。评价了悬浮压裂液的综合性能。测试结果表明,在200 g/L矿化度下,无固相悬浮液配制压裂液比与传统含膨润土稳定剂的悬浮液压裂液的表观黏度增加了40%,通过SEM与Zeta电位及纳米粒度分析仪证明:无固相悬浮压裂液的致密层片状结构,具有更好的耐盐屏蔽效应。此外,无固相悬浮压裂液破胶后无残渣,对煤样渗透率的平均伤害率小于15%,可成功应用于深层煤层气高矿化度返排液重复配液。

     

  • 图  1  不同矿化度下0.1%(a)、0.3%(b)减阻剂含量压裂液的减阻率

    图  2  2×105 mg/L矿化度下不同悬浮压裂液的表观黏度变化

    图  3  不同矿化度下0.5%减阻剂含量的悬浮压裂液的表观黏度

    图  4  无固相悬浮液

    图  5  无固相一体化和膨润土稳定悬浮压裂液微观形貌(a)无固相一体化(b)膨润土

    图  6  无固相一体化悬浮压裂液与膨润土稳定悬浮压裂液的粒径分布图

    图  7  不同减阻剂用量下返排液配压裂液的黏度

    图  8  返排水配制压裂液的破胶现象

    表  1  聚合物稳定剂含量对悬浮液体系的影响

    稳定剂/% 流动性 稳定性 黏度/mPa·s
    1.0 很好 79
    1.3 很好 85
    1.5 一般 84
    2.0 很好 85
    2.5 极差 极好 78
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    表  2  激活剂、转相剂含量对悬浮液体系的影响

    异丙醇/
    %
    OPE-10/
    %
    η/
    mPa·s
    异丙醇/
    %
    OPE-10/
    %
    η/
    mPa·s
    0.325 1.45 74 0.325 3.25 72
    0.390 1.45 72 0.390 3.25 73
    0.455 1.45 76 0.455 3.25 86
    0.520 1.45 83 0.520 3.25 75
    0.325 2.35 68 0.325 4.15 69
    0.390 2.35 71 0.390 4.15 66
    0.455 2.35 72 0.455 4.15 69
    0.520 2.35 74 0.520 4.15 69
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    表  3  煤心渗透率伤害测试结果

    编号 注入量/
    PV
    渗透率/
    10−3 μm2
    渗透率/
    10−3 μm2
    渗透率
    伤害率 /%
    1# 0.3 0.90 0.80 7.11
    2# 0.5 1.98 1.78 10.23
    3# 0.7 1.75 1.52 13.36
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    表  4  不同浓度悬浮液用返排液配制压裂液的减阻率测试

    流量/
    L·min−1
    0.1%减阻剂的
    减阻率/%
    0.3%减阻剂的
    减阻率/%
    20 64.5 54.2
    25 64.2 60.1
    30 66.5 63.4
    35 68.9 65.7
    40 69.6 67.1
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-04-20
  • 修回日期:  2024-05-28
  • 刊出日期:  2024-11-30

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