清潔壓裂液的研究現狀及在江漢油田的應用前景

牟莎莎 王升(中石化江漢油田分公司采油工藝研究院， 湖北 潛江 433123)

清潔壓裂液的研究現狀及在江漢油田的應用前景

牟莎莎 王升(中石化江漢油田分公司采油工藝研究院， 湖北 潛江 433123)

清潔壓裂液是新型低傷害壓裂液體系,具有無殘渣、易破膠、配伍性好、低傷害等特點,成為壓裂液發展方向和研究熱點之一。文章分析歸納了清潔壓裂液的作用機理、國內外研究應用現狀，及其在江漢油田部分區塊的的應用前景。

粘彈性表面活性劑；VES；清潔壓裂液；作用機理；應用；低殘渣

目前,國內外最常使用的壓裂液為水基壓裂液,其大致可分為以下幾種類型: (1) 天然植物膠壓裂液 (2) 纖維素壓裂液 (3) 合成聚合物壓裂液。上述幾種壓裂液形成各類壓裂液體系,已在國內外各油田得到廣泛的應用[1]。

江漢油田主要應用的壓裂液為硼交聯和有機硼交聯胍膠壓裂液。這種壓裂液在實際應用中表現出了優良的攜砂性能，能夠達到壓裂設計所需的預期效果,體系中現常用膠囊破膠劑,在壓裂作業后,膠囊破膠劑開始破膠,但在某些因素的影響下，破膠可能出現不徹底的情況,部分的聚合物不能被返排出油井,殘渣在支撐劑充填層中阻塞孔隙空間,從而使裂縫的滲透能力降低,使壓裂的增產效果不能達到最佳。

1 清潔壓裂液的作用機理[2]

黏彈性表面活性劑成膠機理在于：由親水基團和長鏈疏水基團構成的黏彈性表面活性劑的水溶液具有獨特的流變性，當表面活性劑濃度超過臨界膠束濃度(CMC)值時，疏水基長鏈伸入水相，使黏彈性表面活性劑分子聚集，形成以長鏈疏水基團為內核、親水基團向外伸入溶劑的球形膠束；當表面活性劑的濃度繼續增加且改變溶液組成時(加鹽或加助表面活性劑)，表面活性劑膠束占有的空間變小，膠束之間的排斥作用增加，此時球形膠束開始變形，合并成為占用空間更小的線狀或棒狀膠束；棒狀膠束之間會進一步合并成更長的蠕蟲狀膠束，這些蠕蟲狀膠束之間由于疏水基團的作用會自動糾纏在一起，形成空間交聯網絡結構，此時黏彈性表面活性劑溶液具有良好的攜砂效果；隨著表面活性劑濃度不斷增加，交聯網絡狀膠束還可以變為海綿狀網絡結構。這種網絡狀結構為壓裂液提供了必要的黏度和攜砂性能。

2 清潔壓裂液在江漢油田的應用前景

對于江漢油田的壓裂體系來說，其壓裂目的層為高滲透油層，壓裂液中的聚合物和添加劑能夠穿透多數孔喉形成內部濾餅，在這種情況下，巖石內部抗濾失阻力大大降低，尤其對于低壓油藏，要恢復裂縫附近壓前滲透率或提高其導流能力幾乎是不可能的。針對江漢油田相當部分區塊為低壓力系數、低滲透油藏，如何減少壓裂施工過程中水基壓裂液及其殘渣和濾液對油藏的傷害，消除殘留在裂縫中植物膠殘渣對支撐裂縫的導流能力的影響，成為江漢油田提高壓裂增產效果的一個重要課題。江漢油田新溝嘴組油藏，是屬典型低壓低滲油氣藏。清潔壓裂液優點，正好適用于此類油藏的壓裂改造。

2.1 江漢新溝嘴組地質特點

江漢油田新溝組油藏地質構造復雜，斷塊多，物性差，孔隙度小，滲透率低，裂縫發育，是典型的低滲透裂縫性油藏。江漢油田新溝嘴組油藏主要包括以馬王廟、荊沙、老新、新溝等為代表的外圍區塊。

新溝嘴組油藏斷塊多、儲層物性差，平均空氣滲透率0.96～51.8×10-3μm2，孔隙度7.6%～15.1%、平均孔喉半徑0.43～4.2μm、原始地層壓力系數僅0.86～0.95，屬典型低壓低滲油氣藏。儲層特征給油藏開發帶來了嚴重的障礙，隨著部分油藏開采的不斷深入，已經暴露出了越來越多的問題。

2.2 馬王廟油田儲層概況

在新溝嘴組油藏中，馬王廟區塊的埋藏深度較淺，井溫普遍不高，所以清潔壓裂液在此區塊應有較好的應用前景。

馬王廟油田油層埋藏深度為1314.6～2422.0m。馬3X井區開發目的層為下第三系新溝咀組新下段，儲層發育，油層分布廣，新下1、新下2、新下3油組均有分布，主力油層位于新下2油組，油層埋藏深度為1314.6～1555.6m，油層平均有效厚度12.5m；馬2X井區含油層系為下第三系新溝咀組下段新下2油組，共3個含油小層，為統一油水界面，油水界面深度為1680m。

馬王廟油田埋深較淺，應用清潔壓裂液體系代替傳統壓裂液體系，清潔壓裂液無需溶脹、配置簡單，節約了整個配液的時間，節約人力及物力。而且在整個施工中，清潔壓裂液施工可以連續也可以間歇，所以施工也可以根據實際情況進行調整，這樣可以讓施工單位的調整限度更大。清潔壓裂液在馬王廟油田新溝嘴組應用，因為其低傷害和低殘渣，預期可以達到增加原油產量延長開采時間的效果。

3 結語

（1）清潔壓裂液成分中主要為表面活性劑，無殘渣，易返排，遇水和原油破膠徹底，不需要添加破膠劑，所以對支撐裂縫及裂縫附近的地層無殘渣傷害，尤其適用于低溫、低壓儲層的壓裂改造。

(2)清潔壓裂液在其他很多油田現場應用取得了較好的壓裂低效井治理效果，我們可以嘗試在新溝嘴組低溫、低滲透地層運用，解決低壓井的挖潛治理問題，改善了井區開發效果。

(3)但現行的清潔壓裂液抗高溫剪切性能較差，使用成本較高，應用推廣受到限制。

[1]佟曼麗.油田化學[M].東營:石油大學出版社,1997.79-81.

[2]王均.清潔壓裂液技術研究與應用.中外能源, Vol14,2009.