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油田壓裂用助劑

超分子表活劑清潔壓裂液DDF體系

一、說明

    超分子表活劑清潔壓裂液DDF體系是我公司根據新型聚合物分子結構設計理論,開發的新型清潔壓裂液體系,本產品符合中華人民共和國石油天然氣行業標準《壓裂液通用技術條件》,SY/T6376-2008。

二、產品簡介

    超分子表活劑清潔壓裂液DDF體系,利用其在稀溶液中發生較強分子鏈間可逆的多元締合作用形成超分子聚集體,具有類似于交聯聚合物的空間網絡結構,所以不需要交聯即可具有清潔壓裂液的全部性能。

  超分子表活劑清潔壓裂液DDF體系包括:

序號

名稱

型號規格

備注

常規
體系

1

增稠劑

DDF-1

 

2

輔助增稠劑

DDF-2

 

3

低溫輔助破膠劑

DDF-3

 

4

破膠劑(過硫酸銨)

NH4S2O8

 

高溫
體系
90℃
以上

1

增稠劑

DDF-1H

 

2

輔助增稠劑

DDF-2H

 

3

高溫穩定劑

DDF-3H

地層溫度>110℃使用

4

破膠劑(膠囊)

NH4S2O8(膠囊)

 


三、產品特點

    1、清潔低傷害

    產品全部溶解于水,全過程不產生沉淀和絮狀不溶物,破膠后也不會產生不溶物,對儲層無傷害或低傷害,是理想的清潔壓裂液體系;

    2、高效增粘性

超分子表活劑清潔壓裂液增稠劑DDF-1,在很低濃度下(如0.4%),即具有較高粘度,配合使用輔助增稠劑DDF-2,稀溶液的粘度和結構大幅度增強,表現出極好的高效增粘性;

    3、超強懸浮性

   超分子表活劑清潔壓裂液增稠劑DDF-1的稀溶液具有較強的締合結構,表現出優異粘彈性和剪切稀釋性,無需交聯即具有很好的懸浮性,配合使用輔助增稠劑DDF-2,結構明顯增強,粘度僅40mPa.s左右就表現出對支撐劑超強的懸浮能力。

    4、超寬溫度適應性:30-160℃

     一般,超低溫和超高溫區段都是清潔壓裂液體系的技術難關,DDF體系很好地解決了這些難題,表現出超寬的溫度適應范圍。
    超低溫區:30-50℃,DDF-1很低濃度(如0.3-0.4%),即具有很好的流變性能,不用交聯,配合低溫輔助破膠劑DDF-3,可徹底破膠,高度反排,很好地解決了低溫破膠的傳統難題。
    超高溫區:120-160℃,我們的聚合物高溫穩定技術也表現出超分子表活劑清潔壓裂液的優異性能。

    5、抗鹽性好

    低聚體系具有優秀的抗鹽性,超分子表活劑清潔壓裂液體系可以應用于鹽水體系中,如KCl,甚至可以使用海水和產出污水配制溶液,在缺水的海上平臺和干旱地帶也可實施壓裂作業。在弱酸如二氧化碳泡沫體系以及堿性體系中配伍性也很好。

    6、剪切穩定性優異、摩阻小

    DDF清潔壓裂液體系沒有交聯,所以溶液屬于可逆結構,抗剪切性極好,易于壓力傳遞,所以摩阻小。經泵送、炮眼和滲流過程不會明顯破壞液體的流變性。

    7、成本低

    DDF低聚體系是清潔壓裂液體系中用量最少的之一,濃度可低至0.4%,而傳統VES清潔壓裂液體系的使用濃度會達到DDF的10倍以上,因此成本很低。

四、技術指標

類別

項目

指標

中低溫

DDF-1

外觀

白色或微帶黃色粉末固體

水分,  %                

≤10

篩余量(50目) ,%      

≤10.0

基液表觀粘度(25±3℃),
0.5%,mPa•s              

≥40

溶脹時間,min            

≤25

破膠后動力粘度(90℃,4h),mPa·s

≤5

耐溫耐剪切能力(90℃,60min),mPa·s

≥60

DDF-2

外觀

無色或淡黃色液體

pH值

>7.0

粘度上升率,%           

≥15.0

DDF-3

外觀

無色或淡黃色液體

密度(20℃±5℃),g/cm³ 

0.950~1.150

輔助低溫破膠動力粘度(45℃,12h), mPa·s

≤5

高溫

DDF-1H

外觀

白色或微帶黃色粉末固體

水分,  %                 ≤

10

篩余量(60目) ,%       ≤

10.0

水溶液粘度,mPa•s         ≥

25

溶脹時間,min             ≤

10

DDF-2H

密度(20℃±5℃),g/cm³   ≥

1.00~1.10

表面張力,mN/m            ≤

35

折光率,nD

1.300~1.400

粘度上升率,%             ≥

15.0

DDF-3H

外觀

無色或乳白色液體

pH值

3.0~7.0

密度(20℃±5℃),g/cm³   ≥

1.00~1.20

粘度提高值,mPa•s         ≥

10


五、配制比例(推薦)


1、配制比例


序號

溫度范圍

配置比例

1

30--40℃

0.35%DDF-1 + 0.20%DDF-2+ 0.2%DDF-3  + 0.2%過硫酸銨

2

50—60℃

0.40%DDF-1 + 0.25%DDF-2  + 0.05%過硫酸銨

3

70—80℃

0.50%DDF-1 + 0.35%DDF-2+0.5%KCL  + 0.03%過硫酸銨

4

90—100℃

0.60%DDF-1H + 0.30%DDF-2H+1%KCL  + 0.03%膠囊破膠劑

5

110—120℃

0.70%DDF-1H + 0.40%DDF-2H +1%KCL + 0.02%膠囊破膠劑

6

130—140℃

0.75% DDF-1H + 0.5%DDF-2H + 0.2%DDF-3H+1%KCL  + 0.02%膠囊破膠劑


2、配制步驟

第一步:
    用量筒量取800ml水于1000ml燒杯中,然后開啟攪拌器(注意:轉速≤600轉/分)攪拌并產生漩渦,將稱取好的超分子表活劑清潔壓裂液增稠劑DDF-1、DDF-1H緩慢加入,完畢后用攪拌器充分攪拌15-20min,此時主劑已經充分溶脹,基液配制完畢。

第二步:
    按照配方及溫度范圍計算好超分子表活劑清潔壓裂液流變助劑DDF-2、DDF-2H加量,用移液管將輔助增稠劑取出并加入到基液中,充分攪拌1-2min后,超分子表活劑清潔壓裂液配制完畢。
    如需其它添加劑(比如KCL、高溫穩定劑DDF-3H、低溫輔助破膠劑DDF-3等),順次加入即可。

注:
1)由于超分子表活劑清潔壓裂液DDF體系有一定的防膨效果,故KCL比例不超過1%。
2)如需額外增加粘土穩定劑等添加劑,需做配伍實驗。

六、性能評價

(1)流變實驗:將配置好的超分子表活劑清潔壓裂液溶液利用流變儀測定清潔壓裂液的流變實驗,流變儀的測量溫度為實際的地層溫度,測量時間一般為30-120min;流變儀剪切速率一般為170s-1。
(2)破膠實驗:稱量200g配置好的超分子表活劑清潔壓裂液,然后向溶液中加入所需要的破膠劑過硫酸銨或者過硫酸鉀,放置于水浴鍋中(溫度為地層溫度,當地層溫度超過90℃時,水浴鍋溫度以90℃計測量)。每隔30min利用六速旋轉粘度計測定粘度,當體系的粘度低于5mPa.S時,為體系的破膠時間。
(3)壓裂液的其他性能測定參照標準SY/T 5107-2005 水基壓裂液性能評價方法,也可以參照用戶所在地國家及企業標準。

七、破膠劑配制方法

1、45℃以下

序號

溫度范圍

NH4S2O8(濃度%)

DDF-3(濃度%)

1

20--45℃

0.3

0.3


2
、45℃以上

    清潔壓裂液中加入破膠劑后,在室溫中加熱到指定溫度,實驗結果如下:在水浴鍋中超分子表活劑清潔壓裂液樣品加熱到指定溫度的時間大約為:20—30min左右,當地層溫度高于100℃時,水浴鍋溫度以90℃計測量.
 

序號

溫度
(℃)

DDF-1(濃度%)

DDF-2
(濃度%)

NH4S2O8過硫酸銨
(濃度%)

破膠時間
(min)

1

50

0.35

0.2

0.1

240

2

60

0.45

0.3

0.05

240

3

70

0.5

0.3

0.05

120

4

80

0.55

0.35

0.01

90

5

90及以上

0.6

0.4

0.005

90


八、包裝貯存

    產品采用25kg/袋三合一編織袋包裝,或根據用戶要求包裝。產品易吸潮,應貯存于陰涼干燥的室內,包裝應密封,防止破損,在運輸中防止日曬雨淋。
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