低濃度胍膠壓裂液在泥盆系東河塘組的研究應用

于春虎

（中原工程公司井下特種作業公司，河南濮陽 457164）

低濃度胍膠壓裂液在泥盆系東河塘組的研究應用

于春虎

（中原工程公司井下特種作業公司，河南濮陽 457164）

巴麥井區東河塘組儲層泥質含量高、儲層物性差、克氏滲透率在0.06~0.82md（平均0.34md），孔隙度4.7%~10.6%（平均7.7%），屬于特低孔特低滲-超低孔超低滲透儲層。為有效控制和降低壓裂液對儲集層的傷害，提高壓裂效果，降低壓裂成本，研發了滿足特低孔特低滲-超低孔超低滲透儲層壓裂需要的低傷害、耐高溫的低濃度胍膠壓裂液體系配方。通過室內實驗研究，對低濃度胍膠壓裂液體系配方的耐溫耐剪切能力、流變性能、靜態濾失、破膠性能及殘渣含量進行了評價。室內實驗評價表明，該體系能夠大大降低胍膠的使用濃度，降低壓裂液的殘渣含量，降低壓裂液對儲集層的傷害，具有優良的破膠、返排、降濾失性能，是一種低成本、低傷害壓裂液。

壓裂液；低濃度；羥丙基胍膠；性能評價

1 低濃度羥丙基胍膠壓裂液性能

常用的胍膠體系有羥丙基胍膠、羧甲基胍膠以及羧甲基羥丙基胍膠，其中羧甲基胍膠性能不穩定，施工工藝不成熟；而羧甲基羥丙基胍膠成本較高。因此，選擇即經濟又成熟的羥丙基胍膠為該體系用增稠劑。通過大量實驗表明，增稠劑使用濃度0.30%~0.40%即可獲得良好的交聯和挑掛效果。通過優選交聯劑及對基液pH值的調整，依據儲層及流體物性特點優選了與低濃度胍膠壓裂液體系配伍優良的黏土穩定劑、助排劑、殺菌劑、破乳劑等系列外加劑，最終形成了適合巴麥井區東河塘組低濃度羥丙基胍膠壓裂液體系配方。該配方較常規的胍膠壓裂液體系胍膠加量降低了30%以上，耐溫耐剪切性能好、摩阻低、殘渣少，能滿足超低孔超低滲儲層壓裂工藝改造對壓裂液的要求。

2 低濃度胍膠壓裂液的研究及性能評價

2.1 交聯性能

低濃度羥丙基胍膠壓裂液體系優選高效交聯劑，這種交聯劑向胍膠分子引入了一種帶電基團，當交聯劑與胍膠聯結成網狀體型結構時，利用帶電基團之間的靜電斥力使原有胍膠交聯后形成的收縮線團變成擴張線團，增大了交聯劑與胍膠的網狀交聯體積，從而降低形成交聯網狀所需的胍膠用量，未改變壓裂液凍膠的交聯性能。通過室內配方優化，研制出了低濃度胍膠壓裂液體系配方。具體配方組成：0.30%~0.40%羥丙基胍膠+1.00%黏土穩定劑+0.30%助排劑+0.10%殺菌劑+0.05%破乳劑+0.10%~0.30%溫度穩定劑+0.10%~0.20%pH值調節劑+0.30%~0.40%交聯劑。

2.2 耐溫耐剪切性能

壓裂液的耐溫耐剪切性能直接影響到壓裂的成功與否。用低濃度胍膠基液與交聯劑以不同交聯比交聯后分別做100℃、120℃、140℃流變曲線，0.30%胍膠交聯凍膠在溫度100℃、剪切速率170s-1、剪切時間120min的實驗條件下，黏度保持在100mPa·s以上，滿足100℃以內油氣層壓裂改造。

2.3 破膠性能

壓裂液破膠液性能的好壞對儲層的保護起著重要作用，壓裂液破膠越徹底，則壓裂液殘渣越少，對地層的傷害就越小。由于壓裂液的注入使的溫度場不斷變化，進行了90~120℃的破膠實驗。

2.4 壓裂液靜態濾失性測定

壓裂液濾失系數越低，使用效率就越高，砂液比相對提高，對地層的傷害減小。應用0.35%低濃度胍膠壓裂液制備凍膠，采用高溫高壓濾失儀在3.5MPa、100℃條件下進行低濃度胍膠壓裂液濾失性能評價。實驗測得該壓裂液的濾失系數為0.887×10-3m/min1/2，表明該壓裂液有較低的濾失系數和好的造縫性能。

3 現場應用

3.1 油藏特征

泥盆系東河塘組砂巖沉積環境以濱岸相沉積為主，主要發育臨濱和前濱亞相。東河塘組儲層發育受沉積微相和成巖作用控制。BT4CX井單井相及區域沉積相分析認為先巴扎構造圈閉東河塘組總體以前濱亞相為主，濱岸砂壩微相發育，具備發育良好儲層的沉積背景。巖心黏土礦物主要由伊/蒙混層和伊利石構成，伊/蒙混層含量占了黏土礦物含量的81%~92%，并且含有少量的蒙脫石。巖性主要為中、細粒石英砂巖，巖屑石英砂巖，儲集空間主要為粒間孔、粒間溶孔。BT4CX克氏滲透率在0.06~0.82md（平均0.34md），孔隙度4.7%~10.6%（平均7.7%）；屬于特低孔特低滲-超低孔超低滲透儲層。地溫梯度2.64℃/100m，以此折算地層溫度在135℃左右，膠液采用0.40%的低濃度胍膠壓裂液。

3.2 施工情況

2016年5月4日10時31分至18時07分對BT4CX井泥盆系東河塘組井段5 153.50~5 750.00m進行壓裂改造，注入井筒總液量1 460m3，其中土酸64.5m3、線性膠152m3、攜砂液1 243.5m3。加入70~140目支撐劑18m3，30目~50目支撐劑26m3，加砂符合率100%。最高施工泵壓89.6MPa，施工最大排量4.8m3/min。

4 壓裂液成本

在滿足施工條件下，低濃度胍膠壓裂液較常規壓裂液單方降本27.67%。

5 結束語

1）優選了一種高效交聯劑。該交聯劑能夠使胍膠在較低的使用濃度下形成耐高溫、抗剪切、攜砂能力強的凍膠，可以滿足高溫深井的壓裂工藝改造。

2）該壓裂液固相含量少，破膠徹底，有效的降低了壓裂工藝改造對儲層的二次傷害，保護了儲層。為低滲特低滲儲層壓裂改造提供了新的思路。

3）與常規壓裂液相比，單方成本降幅27.67%，是一種低成本壓裂液。

[1] 王亞南，陸麗，劉臘梅.高效低傷害瓜膠壓裂液體系在蘇里格的應用[J].天然氣技術與經濟，2014（6）：35-37.

Research and Application of Low Concentration Guaridine Fracturing Fluid in Devonian Donghe Formation

Yu Chun-hu

The reservoirs of Donghetang Formation in Bamaii area have high muddy soil content，poor reservoir property，Keshi permeability between 0.06 and 0.82md（average 0.34md），porosity of 4.7%-10.6%（average 7.7%），Belonging to the ultra-low porosity and ultra-low permeability ultra-low permeability reservoir.In order to effectively control and reduce the damage of the fracturing fluid to the reservoir，improve the fracturing effect and reduce the fracturing cost，the low impact of the fracturing of the ultra low porosity and ultra low porosity ultra-low permeability reservoir is developed，High temperature and low concentration of guanidine fracturing fluid system formula.The results show that the temperature resistance，shear resistance，rheological property，static filtration，breaking performance and residue content of low concentration guanidine fracturing fluid system are evaluated by laboratory experiment.The experimental results show that the system can greatly reduce the concentration of guanidine gel，reduce the residual content of fracturing fluid，reduce the damage of fracturing fluid to the reservoir，and have excellent breaking ability，Is a low cost，low damage fracturing fluid.

fracturing fluid；low concentration；hydroxypropyl guanidine；performance evaluation

TE357.12

A

1003–6490（2017）05–0142–02

2017–04–28

于春虎（1977—），男，工程師，主要從事壓裂、酸化液體的研究與現場應用工作。