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油田压裂用助剂

超分子表活剂清洁压裂液DDF体系

一、说明

    超分子表活剂清洁压裂液DDF体系是我公司根据新型聚合物分子结构设计理论,开发的新型清洁压裂液体系,本产品符合中华人民共和国石油天然气行业标准《压裂液通用技术条件》,SY/T6376-2008。

二、产品简介

    超分子表活剂清洁压裂液DDF体系,利用其在稀溶液中发生较强分子链间可逆的多元缔合作用形成超分子聚集体,具有类似于交联聚合物的空间网络结构,所以不需要交联即可具有清洁压裂液的全部性能。

  超分子表活剂清洁压裂液DDF体系包括:

序号

名称

型号规格

备注

常规
体系

1

增稠剂

DDF-1

 

2

辅助增稠剂

DDF-2

 

3

低温辅助破胶剂

DDF-3

 

4

破胶剂(过硫酸铵)

NH4S2O8

 

高温
体系
90℃
以上

1

增稠剂

DDF-1H

 

2

辅助增稠剂

DDF-2H

 

3

高温稳定剂

DDF-3H

地层温度>110℃使用

4

破胶剂(胶囊)

NH4S2O8(胶囊)

 


三、产品特点

    1、清洁低伤害

    产品全部溶解于水,全过程不产生沉淀和絮状不溶物,破胶后也不会产生不溶物,对储层无伤害或低伤害,是理想的清洁压裂液体系;

    2、高效增粘性

超分子表活剂清洁压裂液增稠剂DDF-1,在很低浓度下(如0.4%),即具有较高粘度,配合使用辅助增稠剂DDF-2,稀溶液的粘度和结构大幅度增强,表现出极好的高效增粘性;

    3、超强悬浮性

   超分子表活剂清洁压裂液增稠剂DDF-1的稀溶液具有较强的缔合结构,表现出优异粘弹性和剪切稀释性,无需交联即具有很好的悬浮性,配合使用辅助增稠剂DDF-2,结构明显增强,粘度仅40mPa.s左右就表现出对支撑剂超强的悬浮能力。

    4、超宽温度适应性:30-160℃

     一般,超低温和超高温区段都是清洁压裂液体系的技术难关,DDF体系很好地解决了这些难题,表现出超宽的温度适应范围。
    超低温区:30-50℃,DDF-1很低浓度(如0.3-0.4%),即具有很好的流变性能,不用交联,配合低温辅助破胶剂DDF-3,可彻底破胶,高度反排,很好地解决了低温破胶的传统难题。
    超高温区:120-160℃,我们的聚合物高温稳定技术也表现出超分子表活剂清洁压裂液的优异性能。

    5、抗盐性好

    低聚体系具有优秀的抗盐性,超分子表活剂清洁压裂液体系可以应用于盐水体系中,如KCl,甚至可以使用海水和产出污水配制溶液,在缺水的海上平台和干旱地带也可实施压裂作业。在弱酸如二氧化碳泡沫体系以及碱性体系中配伍性也很好。

    6、剪切稳定性优异、摩阻小

    DDF清洁压裂液体系没有交联,所以溶液属于可逆结构,抗剪切性极好,易于压力传递,所以摩阻小。经泵送、炮眼和渗流过程不会明显破坏液体的流变性。

    7、成本低

    DDF低聚体系是清洁压裂液体系中用量最少的之一,浓度可低至0.4%,而传统VES清洁压裂液体系的使用浓度会达到DDF的10倍以上,因此成本很低。

四、技术指标

类别

项目

指标

中低温

DDF-1

外观

白色或微带黄色粉末固体

水分,  %                

≤10

筛余量(50目) ,%      

≤10.0

基液表观粘度(25±3℃),
0.5%,mPa•s              

≥40

溶胀时间,min            

≤25

破胶后动力粘度(90℃,4h),mPa·s

≤5

耐温耐剪切能力(90℃,60min),mPa·s

≥60

DDF-2

外观

无色或淡黄色液体

pH值

>7.0

粘度上升率,%           

≥15.0

DDF-3

外观

无色或淡黄色液体

密度(20℃±5℃),g/cm³ 

0.950~1.150

辅助低温破胶动力粘度(45℃,12h), mPa·s

≤5

高温

DDF-1H

外观

白色或微带黄色粉末固体

水分,  %                 ≤

10

筛余量(60目) ,%       ≤

10.0

水溶液粘度,mPa•s         ≥

25

溶胀时间,min             ≤

10

DDF-2H

密度(20℃±5℃),g/cm³   ≥

1.00~1.10

表面张力,mN/m            ≤

35

折光率,nD

1.300~1.400

粘度上升率,%             ≥

15.0

DDF-3H

外观

无色或乳白色液体

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(推荐)


1、配制比例


序号

温度范围

配置比例

1

30--40℃

0.35%DDF-1 + 0.20%DDF-2+ 0.2%DDF-3  + 0.2%过硫酸铵

2

50—60℃

0.40%DDF-1 + 0.25%DDF-2  + 0.05%过硫酸铵

3

70—80℃

0.50%DDF-1 + 0.35%DDF-2+0.5%KCL  + 0.03%过硫酸铵

4

90—100℃

0.60%DDF-1H + 0.30%DDF-2H+1%KCL  + 0.03%胶囊破胶剂

5

110—120℃

0.70%DDF-1H + 0.40%DDF-2H +1%KCL + 0.02%胶囊破胶剂

6

130—140℃

0.75% DDF-1H + 0.5%DDF-2H + 0.2%DDF-3H+1%KCL  + 0.02%胶囊破胶剂


2、配制步骤

第一步:
    用量筒量取800ml水于1000ml烧杯中,然后开启搅拌器(注意:转速≤600转/分)搅拌并产生漩涡,将称取好的超分子表活剂清洁压裂液增稠剂DDF-1、DDF-1H缓慢加入,完毕后用搅拌器充分搅拌15-20min,此时主剂已经充分溶胀,基液配制完毕。

第二步:
    按照配方及温度范围计算好超分子表活剂清洁压裂液流变助剂DDF-2、DDF-2H加量,用移液管将辅助增稠剂取出并加入到基液中,充分搅拌1-2min后,超分子表活剂清洁压裂液配制完毕。
    如需其它添加剂(比如KCL、高温稳定剂DDF-3H、低温辅助破胶剂DDF-3等),顺次加入即可。

注:
1)由于超分子表活剂清洁压裂液DDF体系有一定的防膨效果,故KCL比例不超过1%。
2)如需额外增加粘土稳定剂等添加剂,需做配伍实验。

六、性能评价

(1)流变实验:将配置好的超分子表活剂清洁压裂液溶液利用流变仪测定清洁压裂液的流变实验,流变仪的测量温度为实际的地层温度,测量时间一般为30-120min;流变仪剪切速率一般为170s-1。
(2)破胶实验:称量200g配置好的超分子表活剂清洁压裂液,然后向溶液中加入所需要的破胶剂过硫酸铵或者过硫酸钾,放置于水浴锅中(温度为地层温度,当地层温度超过90℃时,水浴锅温度以90℃计测量)。每隔30min利用六速旋转粘度计测定粘度,当体系的粘度低于5mPa.S时,为体系的破胶时间。
(3)压裂液的其他性能测定参照标准SY/T 5107-2005 水基压裂液性能评价方法,也可以参照用户所在地国家及企业标准。

七、破胶剂配制方法

1、45℃以下

序号

温度范围

NH4S2O8(浓度%)

DDF-3(浓度%)

1

20--45℃

0.3

0.3


2
、45℃以上

    清洁压裂液中加入破胶剂后,在室温中加热到指定温度,实验结果如下:在水浴锅中超分子表活剂清洁压裂液样品加热到指定温度的时间大约为:20—30min左右,当地层温度高于100℃时,水浴锅温度以90℃计测量.
 

序号

温度
(℃)

DDF-1(浓度%)

DDF-2
(浓度%)

NH4S2O8过硫酸铵
(浓度%)

破胶时间
(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、包装贮存

    产品采用25kg/袋三合一编织袋包装,或根据用户要求包装。产品易吸潮,应贮存于阴凉干燥的室内,包装应密封,防止破损,在运输中防止日晒雨淋。
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