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    高溫壓裂液與高溫緩蝕劑研究進(jìn)展*

    2023-11-06 00:59:54劉博祥龍學(xué)莉賴(lài)建林
    化學(xué)工程師 2023年9期

    許 可,劉博祥,劉 臣,龍學(xué)莉,賴(lài)建林

    (1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院,北京 100083;2.華東理工大學(xué) 化工學(xué)院,上海 200237;3.中國(guó)石油浙江油田分公司,浙江 杭州 310000;4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710018)

    壓裂和酸化技術(shù)在油氣藏儲(chǔ)層尤其是非常規(guī)油氣藏改造和增產(chǎn)中至關(guān)重要[1,2]。非常規(guī)油氣資源所占比重越來(lái)越大,其發(fā)展正在成為主流,引領(lǐng)全球油氣產(chǎn)業(yè)[3]。壓裂液被認(rèn)為是壓裂技術(shù)的“血液”,壓裂液的性能直接關(guān)系到壓裂施工的成功與否。降低油氣開(kāi)采成本,提高采收率是一個(gè)重要的問(wèn)題。壓裂液的主要種類(lèi)有水基壓裂液、油基壓裂液、滑溜水壓裂液和黏彈性表面活性劑壓裂液等。水基壓裂液具有更加成熟的技術(shù)和較低的成本,因此,具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。水基壓裂液根據(jù)稠化劑的區(qū)別可以分為植物膠壓裂液和聚合物壓裂液。植物膠壓裂液具備低成本和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),但植物膠壓裂液在高溫儲(chǔ)層或超高溫儲(chǔ)層中的應(yīng)用前景有限,且植物膠壓裂液體系破膠后返排率較低,僅為35%~40%[4]。相較于植物膠壓裂液,聚合物壓裂液具有耐溫性能好、殘?jiān)俚忍攸c(diǎn)。聚合物壓裂液的主要組成部分有聚合物稠化劑、交聯(lián)劑、溫度穩(wěn)定劑、破膠劑等。

    酸化技術(shù)通過(guò)酸腐蝕巖石,擴(kuò)展孔隙來(lái)提升油氣藏儲(chǔ)層的輸出產(chǎn)量。酸化用緩蝕劑添加到酸液中可有效降低酸液對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕。開(kāi)發(fā)耐高溫壓裂液和耐高溫酸化用緩蝕劑以應(yīng)對(duì)高溫儲(chǔ)層改造,提升油氣開(kāi)采量,解決高溫儲(chǔ)層改造“卡脖子”問(wèn)題。

    1 高溫壓裂液稠化劑

    稠化劑也稱(chēng)增黏劑,是提供壓裂液黏度的基礎(chǔ),相較于傳統(tǒng)植物膠稠化劑,合成高分子聚合物稠化劑具備增稠能力強(qiáng)、耐溫性能好、殘?jiān)俚忍攸c(diǎn)[5]。常用于合成聚合物稠化劑的單體為丙烯酰胺及其衍生物。

    1.1 聚合物型壓裂液

    聚合物壓裂液可有效解決超深、超高溫儲(chǔ)層的壓裂改造問(wèn)題。楊振周等[6]使用合成聚合物稠化劑與鋯交聯(lián)劑、溫度穩(wěn)定劑等進(jìn)行復(fù)配,得到聚合物壓裂液。該壓裂液在230℃、100s-1下剪切90min 的保留黏度在200mPa·s 以上,剪切120min 的保留黏度在130mPa·s 以上。該聚合物壓裂液在升溫階段多次交聯(lián),在恒溫階段黏度下降平緩穩(wěn)定,且最后的保留黏度也達(dá)到水基壓裂液使用要求。但該壓裂液在升溫交聯(lián)過(guò)程中達(dá)到的最大黏度在4000mPa·s 以上,且在升溫過(guò)程約有20min 的時(shí)間體系黏度都在1000mPa·s 以上,過(guò)高的壓裂液黏度會(huì)帶來(lái)壓裂施工過(guò)程較多的能量消耗。

    Halliburton 能源服務(wù)公司Funkhouser[7]在專(zhuān)利US8450252B2 中公開(kāi)了一種以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)合成三元聚合物壓裂液稠化劑,并復(fù)配得到一種耐溫可達(dá)204℃的聚合物壓裂液。

    Song 等[8]以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和乙烯基磷酸酯為單體制備三元聚合物稠化劑,并與Zr4+進(jìn)行交聯(lián)制備壓裂液。該壓裂液在230℃、100s-1下剪切120min 后保留黏度大于100mPa·s,滿(mǎn)足該溫度下的壓裂液使用要求。

    何良好[9]以3 種丙烯酰胺類(lèi)單體為原料,通過(guò)溶液聚合合成三元聚合物壓裂液稠化劑,并復(fù)配有機(jī)鋯交聯(lián)劑獲得超高溫壓裂液體系。該壓裂液在200℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度在150mPa·s以上。此外,該三元聚合物壓裂液稠化劑還進(jìn)行了中試生產(chǎn),中試產(chǎn)品與有機(jī)鋯交聯(lián)劑進(jìn)行復(fù)配獲得的壓裂液在200℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度在170mPa·s 以上,該壓裂液體系在油田現(xiàn)場(chǎng)使用獲得了良好的壓裂增產(chǎn)效果,其中油產(chǎn)量上升5.16倍,氣產(chǎn)量上升7.85 倍。

    許可等[5]采用主鏈基團(tuán)AM、強(qiáng)水解基團(tuán)AA、雜原子耐溫型基團(tuán)AMPS、梯型聚合物單體NVP 和大位阻基團(tuán)DMAM 合成五元聚合物壓裂液稠化劑,并復(fù)配有機(jī)鋯交聯(lián)劑獲得壓裂液。該壓裂液在剪切速率為100s-1,溫度為240、245、255、265 和275℃下剪切120min 的保留黏度均大于50mPa·s,滿(mǎn)足水基壓裂液使用要求。該聚合物壓裂液稠化劑由5 種聚合單體共聚合成,較為復(fù)雜。

    趙慶美等[10]以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和疏水單體甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)合成三元疏水締合壓裂液稠化劑。該稠化劑與硼砂以及有機(jī)鋯都可以交聯(lián),但文中未給出復(fù)配壓裂液配方和具體耐溫耐剪切黏度曲線。

    吳偉等[11]以AM、AMPS、疏水單體氯化甲基丙烯酸二甲基十六烷基氨基乙醇酯和剛性單體4-丙烯?;坊交撬徕c,通過(guò)反向乳液聚合,獲得四元疏水締合聚合物AAMS-1。AAMS-1 在150℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度在50mPa·s 以上。

    張昀等[12]以AM、AMPS 和帶疏水鏈及聚氧乙烯基團(tuán)的可聚合單體合成三元疏水締合聚合物稠化劑LP-3A。LP-3A 在150℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度在200mPa·s 左右。

    湯魯馨等[13]以甲基丙烯酸(MAA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和對(duì)苯乙烯磺酸鈉(SSS)合成四元聚合物壓裂液稠化劑,并和有機(jī)鋯交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián),研究了交聯(lián)過(guò)程動(dòng)力學(xué)。

    謝艷新等[14]以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)為骨架單體,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和β-環(huán)糊精(β-CD)合成四元聚合物壓裂液稠化劑,并復(fù)配有機(jī)鋯交聯(lián)劑獲得壓裂液。該壓裂液在140℃、170s-1下剪切90min 的保留黏度為170mPa·s左右。

    1.2 高溫油基壓裂液

    侯向前等[15]以雙烷基磷酸酯作為膠凝劑,以絡(luò)合鐵作為交聯(lián)劑,研究煤油基和柴油基壓裂液交聯(lián)過(guò)程流變學(xué)。結(jié)果表明,分別可用二級(jí)和三級(jí)交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)模型描述煤油基和柴油基壓裂液的交聯(lián)過(guò)程。對(duì)于這兩種油基壓裂液,流變動(dòng)力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)變化速率常數(shù)k 隨膠凝劑濃度的增高而減小,最大彈性模量G'max隨著膠凝劑濃度的增高而增大。

    王爍等[16]以柴油為基液,加入一定濃度的烷基磷酸酯和絡(luò)合鐵交聯(lián)劑制備油基壓裂液。交聯(lián)比為1.0wt%時(shí)制備的油基壓裂液在100℃、170s-1下黏度達(dá)120.2mPa·s,當(dāng)交聯(lián)比為1.4wt%時(shí),相同溫度和剪切速率下的黏度達(dá)228.6mPa·s。該文獻(xiàn)只給出黏溫關(guān)系,并未進(jìn)行一定時(shí)間的耐溫耐剪切測(cè)試,且該壓裂液的使用溫度有限。

    1.3 胍膠型高溫壓裂液

    韋萍等[17]使用油酸酰胺丙基二甲基叔胺改性羥丙基瓜膠,獲得疏水改性耐高溫耐剪切稠化劑OHPG,并復(fù)配有機(jī)鋯交聯(lián)劑,獲得耐高溫耐剪切壓裂液。該壓裂液在200℃、100s-1下剪切1.5h 后的保留黏度大于80mPa·s。

    靳劍霞等[18]使用2-吡咯烷酮和(2-氯乙基)三甲基氯化銨改性羥丙基瓜膠,獲得新型改性羥丙基瓜膠稠化劑,并用有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑(交聯(lián)比100∶0.4)進(jìn)行交聯(lián),交聯(lián)后獲得的壓裂液在200℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度在60mPa·s 以上。該壓裂液的初始黏度大于500mPa·s,已經(jīng)完成了體系內(nèi)部的交聯(lián),在升溫過(guò)程中體系無(wú)明顯交聯(lián)過(guò)程,黏度不斷下降,在恒溫階段體系黏度下降緩慢,體系黏度較為穩(wěn)定。

    1.4 泡沫型高溫壓裂液

    宋瑞等[19]提出在非密閉條件下制備CO2泡沫,引入復(fù)合穩(wěn)泡劑,形成一種低傷害CO2泡沫壓裂液,其中復(fù)合穩(wěn)泡劑最佳使用濃度為0.46%~0.90%,液膜型穩(wěn)泡劑和界面型穩(wěn)泡劑的比例為2∶1~20∶3。制備的泡沫壓裂液的泡沫半衰期提高至1549s,在40℃、170s-1下剪切30min 的保留黏度依然維持在50mPa·s 以上,可用于煤層等較淺儲(chǔ)層的壓裂改造。

    李兆敏等[20]為解決煤層壓裂增產(chǎn)過(guò)程中壓裂液濾失量高、地層傷害嚴(yán)重、返排困難等問(wèn)題,以0.5% YSJ 殺菌劑、1% FP-1 復(fù)合起泡劑、2% KCl 防膨劑和N2制備低傷害N2泡沫壓裂液。結(jié)果表明,該泡沫壓裂液泡沫半衰期達(dá)680min,在30℃、170s-1下剪切的表觀黏度達(dá)181.2mPa·s,攜砂能力強(qiáng),對(duì)煤層傷害低。

    油基壓裂液、胍膠型壓裂液和泡沫壓裂液等在耐高溫領(lǐng)域應(yīng)用有限。因此,在高溫壓裂液方面,目前耐溫200℃以上的壓裂液主要由三元、四元或五元聚合物稠化劑或疏水締合型稠化劑制備而成,組成較為復(fù)雜。

    2 高溫壓裂液交聯(lián)劑

    交聯(lián)劑是指可與高分子聚合物稠化劑中特定交聯(lián)基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),形成新的化學(xué)鍵,使線性高分子聚合物稠化劑連結(jié)成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的化學(xué)品。常用的交聯(lián)劑包括硼交聯(lián)劑、鋯交聯(lián)劑、鋁交聯(lián)劑、鈦交聯(lián)劑、聚乙烯亞胺或者多種交聯(lián)劑的復(fù)合交聯(lián)劑等。

    張楷雨等[21]使用ZrOCl2·8H2O、乙二醇、乳酸和NH4Cl 為原料合成有機(jī)鋯交聯(lián)劑,使用該交聯(lián)劑與羧甲基羥丙基胍膠獲得壓裂液,但該壓裂液使用溫度必須低于145℃,無(wú)法用于更高溫度下的油氣藏儲(chǔ)層改造中。

    邵寧等[22]以Na2B4O7·10H2O 為原料,在NaOH催化作用下與乙二醇、三乙醇胺和多羥基醇進(jìn)行反應(yīng)獲得有機(jī)硼交聯(lián)劑。使用該有機(jī)硼交聯(lián)劑與羥丙基胍膠進(jìn)行交聯(lián)并獲得壓裂液,該壓裂液在140℃、170s-1下剪切90min 的保留黏度在150mPa·s 左右。

    Zhou 等[23]使用ZrOCl2·8H2O、乙酸和三乙醇胺為原料合成有機(jī)鋯交聯(lián)劑,并與丙烯酰胺共聚物進(jìn)行復(fù)配獲得壓裂液,該壓裂液在140℃、170s-1下剪切120min 的保留黏度保持在100mPa·s 以上。

    交聯(lián)劑作為聚合物壓裂液的重要組成部分,交聯(lián)劑中的交聯(lián)離子與稠化劑中的交聯(lián)基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng),可顯著提升壓裂液體系的黏度,增強(qiáng)壓裂液體系的耐溫、耐剪切性能。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研,Zr4+類(lèi)交聯(lián)劑在高溫下具有良好的使用效果。

    3 高溫酸化用緩蝕劑

    緩蝕劑可分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。有機(jī)緩蝕劑包括曼尼希堿型、咪唑啉型、炔醇型、吡啶季銨鹽型、喹啉季銨鹽型等。單一的緩蝕劑活性分子的緩蝕性能不能滿(mǎn)足要求時(shí),一般會(huì)復(fù)配增效劑等添加物,得到緩蝕劑體系。常用的酸化用緩蝕劑類(lèi)型包括曼尼希堿型、季銨鹽型、咪唑啉型等。

    3.1 曼尼希堿高溫緩蝕劑

    曼尼希堿是通過(guò)醛、酮和胺進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)縮合的Mannich 反應(yīng)制得。通過(guò)醛、酮和胺的結(jié)構(gòu)不同可以設(shè)計(jì)不同的曼尼希堿結(jié)構(gòu),用來(lái)提高緩蝕劑的緩蝕性能。同時(shí)醛、酮和胺的原料來(lái)源廣泛,可以通過(guò)自然提取物分離獲得。曼尼希堿抗溫性能良好,復(fù)配增效劑后可以大大提高其抗溫性能,且曼尼希堿分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,是一種性能優(yōu)良的酸化緩蝕劑。

    劉祥[24]等以曼尼希堿、共軛烯醇(2-苯甲酰基-3-羥基-1-丙烯,BAA)和增效劑丁炔二醇復(fù)配出不含炔丙醇的環(huán)保型酸化緩蝕劑MCA-I。MCA-I 加量為1%,在90℃、20% HCl 溶液條件下,N80 碳素鋼浸泡4h 的腐蝕速率v=1.0765g·(m2·h)-1,緩蝕率η=99.8%,該緩蝕劑是抑制陽(yáng)極為主的混合型緩蝕劑。

    張興德[25]等合成一種曼尼希堿季銨鹽為主劑,炔醇衍生物和無(wú)機(jī)鹽為增效劑,以醇溶劑和分散劑為輔劑的酸化用緩蝕劑。該緩蝕劑加量為5.5%對(duì)N80 鋼片和BG110SS 鋼片,在200℃、15% HCl 條件下腐蝕4h 的腐蝕速率低于60g·(m2·h)-1,20% HCl溶液的腐蝕速率低于70g·(m2·h)-1。該緩蝕劑滿(mǎn)足酸化用緩蝕劑要求,但未報(bào)道曼尼希反應(yīng)的具體反應(yīng)物,只給出產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)。

    3.2 季銨鹽型高溫緩蝕劑

    季銨鹽型緩蝕劑包括吡啶季銨鹽、喹啉季銨鹽、曼尼希堿季銨鹽等。主要含N 雜環(huán)化合物進(jìn)行季銨化反應(yīng)得到的緩蝕劑活性分子。作為一種離子型鹽,季銨鹽類(lèi)緩蝕劑具有優(yōu)良的耐高溫性能,因此,對(duì)一些含N 有機(jī)化合物進(jìn)行季銨化處理是提高其耐高溫性能的一種改性方法。同時(shí)季銨鹽性緩蝕劑無(wú)特殊刺激性氣味、低毒性也是其能推廣使用的優(yōu)勢(shì)。

    李暉[26]等以曼尼希堿季銨鹽和喹啉季銨鹽復(fù)配作為主劑,再?gòu)?fù)配增效劑和助溶劑,完成復(fù)合緩蝕劑XAI-180。XAI-180 加量為5%時(shí),在180℃、20% HCl 的條件下,N80 碳素鋼浸泡4h,腐蝕速率v=70g·(m2·h)-1,XAI-180 是既控制陰極又控制陽(yáng)極的混合控制型緩蝕劑。

    李玲杰[27]等利用4-甲基吡啶和氯化芐合成吡啶季銨鹽,再?gòu)?fù)配增效劑、增溶劑得到復(fù)配型高溫酸化緩蝕劑GC-203。GC-203 加量為4%~5%時(shí),在180℃、20% HCl 溶液條件下,N80 碳素鋼浸泡4h,腐蝕速率v=25.35g·(m2·h)-1,符合行業(yè)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該型緩蝕劑為陽(yáng)極控制型緩蝕劑,能在碳素鋼表面形成內(nèi)層金屬氧化膜和外層緩蝕劑吸附膜雙層膜結(jié)構(gòu)。

    趙文娜[28]等以曼尼希堿季銨鹽和喹啉季銨鹽復(fù)配作為主劑,加入一定量的增效劑得到耐高溫酸化緩蝕劑GC-203L。GC-203L 在15%~20% HCl 溶液和12% HCl+3% HF 混合的土酸溶液中都有很好的緩蝕效果,耐溫達(dá)180℃。

    張朔[29]等利用3-甲基吡啶和氯化芐合成吡啶季銨鹽,復(fù)配增效劑Sb2O3、KI 和表面活性劑OP-10得到緩蝕劑HTCI-2。HTCI-2 加量為4.5%時(shí),在180℃、20% HCl 溶液條件下,N80 碳素鋼浸泡4h,測(cè)得腐蝕速率v=38.1g·(m2·h)-1。上述條件將20% HCl 換成土酸(12% HCl+3% HF),測(cè)得腐蝕速率v=39.6g·(m2·h)-1。

    3.3 其他類(lèi)型高溫緩蝕劑

    Ahmed[30]利用1,9-壬二酸和肼合成一種綠色緩蝕劑壬二酸二酰肼,分子中O 原子和N 原子上的孤對(duì)電子可以和Fe 原子上的dsp 空軌道相互作用形成配位鍵,從而形成吸附。在30℃、1mol·L-1HCl 溶液環(huán)境中,測(cè)得最佳緩蝕劑濃度為5×10-3mol·L-1,最大緩蝕率η=93.31%。該緩釋劑在碳素鋼表面的吸附符合Langmuir 等溫吸附模型,是一種陰陽(yáng)混合抑制型緩蝕劑。

    Ikenna[31]等研究2-(2-吡啶基)苯并咪唑(2PB)對(duì)防止CO2腐蝕API X60 鋼的影響,同時(shí)考慮硫代巴比妥酸(TBA)對(duì)2PB 緩蝕率的影響。2.56mmol·L-1的2PB 緩蝕率為88.3%,加入0.14mmol·L-1TBA 后緩蝕率顯著提高,達(dá)到95.6%。

    Obot[32]等研究了苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑和2-巰基苯并咪唑作為緩蝕劑。2-巰基苯并咪唑的緩蝕效果最好,苯并咪唑的緩蝕效果最差。

    Priyanka[33]等利用丙二腈、對(duì)二肉桂醛和乙酰乙酸乙酯在乙醇中以CeCl3·7H2O 為催化劑,分別加入肼和苯肼一鍋法合成兩種雙吡喃吡唑BP-1、BP-2。吡喃吡唑作為一種生物可降解化合物,應(yīng)用到緩蝕劑方面有很大優(yōu)勢(shì)。BP-1、BP-2 加量都為1.72×10-4mol時(shí),在35℃、1mol·L-1HCl 溶液中,BP-1 的腐蝕速率v=0.20mg·(cm2·h)-1,緩蝕率η=96.02%,BP-2 的腐蝕速率v=0.10mg·(cm2·h)-1,緩蝕率η=98.01%。

    近期研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)緩蝕效果顯著的緩蝕劑對(duì)人體和環(huán)境都有較大的影響。根據(jù)緩蝕劑作用機(jī)理和緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)特征,原本存在于自然界的一些物質(zhì)同樣也可以起到降低腐蝕速率的作用。此類(lèi)物質(zhì)可生物降解,對(duì)環(huán)境影響較低,且可以從自然界直接獲取或進(jìn)行簡(jiǎn)單加工后制取,成本較低。但植物提取物受季節(jié)等因素影響較大,動(dòng)物提取物的收獲周期較長(zhǎng)。微藻和細(xì)菌等提取物相對(duì)具有一定優(yōu)勢(shì)。

    Moses[34]等提取右旋糖酐,即葡萄聚糖作為緩蝕劑,右旋糖酐分子量在100000~200000g·mol-1。右旋糖酐加量為1000mg·L-1,在25℃、15% H2SO4溶液中,對(duì)St32-7 鋼的緩蝕率η=51.38%。復(fù)配銀納米粒子1mmol·L-1,緩蝕率可以增加到86.82%,復(fù)配1mmol·L-1KI,緩蝕率可以達(dá)到94.21%。復(fù)配了KI 的右旋糖酐在60℃情況下,條件不變,緩蝕率可達(dá)99.4%。

    Anwesha[35]等從微藻中提取出9,12,15-十八碳三烯酸、9,12-十八碳二烯酸和十六酸。微藻提取物加量為36×10-6時(shí),在室溫下,在1mol·L-1HCl 溶液中,低碳鋼浸泡3h,緩蝕率達(dá)到95.1%。除此之外,微藻油中還包含三甘油酯、飽和或不飽和雙鍵的游離脂肪酸、脂肪酸甲酯、脂肪醇和脂肪胺等。

    氨基酸中既含有N 原子也含有O 原子,同時(shí)存在p-π 共軛,若使用氨基酸為原料進(jìn)行反應(yīng),獲得的產(chǎn)物也應(yīng)該具有一定的緩蝕效果。Jiyaul[36]等利用絲氨酸和蛋氨酸分別與甲醛和乙二醛在乙酸環(huán)境中,50℃下反應(yīng)3h 獲得咪唑兩性離子Z-1 和Z-2。Z-1 是含羥基兩性離子,Z-2 是含硫兩性離子。在30℃、1mol·L-1HCl 環(huán)境中,Z-1 加量為150.4μmol·L-1時(shí),緩蝕率η=94.86%。Z-2 加量為6.01μmol·L-1時(shí),緩蝕率η=94.59%。當(dāng)溫度升至60℃時(shí),兩種緩蝕劑的緩蝕率都在75%左右。

    4 結(jié)語(yǔ)

    (1)國(guó)內(nèi)高溫壓裂液技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要集中在植物膠和聚合物兩套體系上。植物膠體系大多所使用的是有機(jī)硼交聯(lián)劑,它們是在堿性環(huán)境下交聯(lián),耐溫能力基本不超過(guò)200℃。高溫聚合物配合高效交聯(lián)劑耐溫可達(dá)200℃以上,由于溫度高使用稠化劑濃度大,破膠成為研究重點(diǎn),大多數(shù)使用氧化劑作為破膠劑,破膠難度大。

    (2)隨著淺層石油油氣資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā),油氣勘探開(kāi)發(fā)向縱深發(fā)展,超深井比例逐年上升,壓裂改造所面臨的地層溫度越來(lái)越高。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上耐溫超過(guò)160℃的酸化緩蝕劑非常少,因此,開(kāi)發(fā)180℃高溫緩蝕劑在高溫深井油氣藏改造中有很大的應(yīng)用價(jià)值。

    (3)開(kāi)展耐溫聚合物分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及模擬技術(shù)基礎(chǔ)研究,研發(fā)耐溫多元稠化劑、螯合交聯(lián)劑等核心材料,形成超深儲(chǔ)層高溫壓裂液體系,開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層改造壓裂液升級(jí)換代和行業(yè)引領(lǐng),解決240℃以上高溫儲(chǔ)層改造無(wú)材料可用的難題,為儲(chǔ)層改造提質(zhì)增效和降本增效提供技術(shù)支撐。

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