胍膠清潔壓裂液在延長氣田的應(yīng)用

王 佳 ，沈燕賓 ，謝 元 ，李俊華

（1.陜西省石油化工研究設(shè)計院，陜西西安 710054；2.陜西省石油精細化學品重點實驗室，陜西西安 710054）

延長氣田屬于典型低滲透儲層，具有“低孔、低滲、低壓”等特點。儲層埋深2 200 m～4 000 m，溫度在76℃～140℃，滲透率0.01 mD～3.16 mD，孔隙度0.71%～21.84%，含氣飽和度4.37%～99.37%。現(xiàn)階段延長油氣田開發(fā)主要采用胍膠壓裂液，在100℃～140℃的儲層條件下，胍膠濃度通常為0.45%～0.55%。該濃度壓裂液對裂縫導流能力的損害率較高，壓裂過程中胍膠的殘渣也對儲層造成一定的傷害[1-5]。本文針對延長氣田的儲層特點，研發(fā)了一種胍膠清潔壓裂液體系，在延長氣田進行了現(xiàn)場實驗，應(yīng)用效果良好。

1 實驗部分

羥丙基胍膠、膠囊破膠劑、硼砂、過硫酸銨、碳酸鈉均為工業(yè)品，低用量胍膠多核交聯(lián)劑HK-325、起泡助排劑HK-148、防膨穩(wěn)定劑HK-948、殺菌劑HK311、專用螯合劑均為自制，配液用水為自來水。

TDL-40B離心機；GJ-3S數(shù)顯高速攪拌機；FA 2004電子天平；101-2AB型電熱鼓風干燥箱；品氏黏度計；ZNN-D6六速旋轉(zhuǎn)黏度計；XZD-5旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀計；76-1恒溫水浴；98-1-C型數(shù)字控溫電熱套。

2 胍膠清潔壓裂液體系評價

2.1 壓裂液體系配方

延長油氣田儲層非均質(zhì)性強，高嶺石和伊/蒙混層含量高，水敏性強，外來的液體很易造成傷害，因此需要添加各助劑改善對儲層的傷害[6]。通過室內(nèi)配方研究，形成了胍膠清潔壓裂液體系配方，如下所示[7-11]：

基液：0.35%羥丙基瓜爾膠（一級）+0.5%起泡助排劑+0.1%殺菌劑+0.15%Na2CO3+0.80%防膨穩(wěn)定劑+0.15%溫度穩(wěn)定劑+0.02%壓裂專用螯合劑。

交聯(lián)劑：50%低濃度胍膠交聯(lián)劑。

交聯(lián)比：基液∶50%低濃度胍膠交聯(lián)劑=100∶0.3～0.6。

破膠劑：膠囊破膠劑+過硫酸銨。

2.2 交聯(lián)性能

目前，延長氣田現(xiàn)場大多采用的羥丙基胍膠濃度為0.45%～0.55%，其壓裂攜砂性能在現(xiàn)場有較好的效果，針對延長氣井較深，實驗采用胍膠濃度為0.35%進行研究，交聯(lián)劑為低用量多核交聯(lián)劑，與現(xiàn)場體系常規(guī)壓裂液體系進行對比，數(shù)據(jù)（見表1）。

由表1可知，胍膠濃度為0.35%，低用量多核交聯(lián)劑濃度為0.30%時，能達到現(xiàn)場的實施效果。

2.3 耐溫性能

配制質(zhì)量分數(shù)0.35%胍膠清潔壓裂液，室內(nèi)使用DHR-1流變儀進行耐溫能力測試，結(jié)果（見圖1）。

由圖1可看出，壓裂液黏度隨溫度的升高而下降，當溫度升到140℃時，其黏度仍大于50 mPa·s。表明該壓裂液體系具有良好的耐溫性能。

表1 胍膠清潔壓裂液體系與現(xiàn)場胍膠體系對比實驗數(shù)據(jù)

圖1 胍膠濃度為0.35%的黏溫曲線

圖2 130℃胍膠清潔壓裂液耐溫耐剪切性能

表2 破膠實驗數(shù)據(jù)

2.4 流變性能

配制胍膠清潔壓裂液（胍膠：0.35%），室內(nèi)使用DHR-1流變儀在模擬儲層溫度（130℃）、170 s-1的剪切速率下測量壓裂液的耐溫耐剪切性能，結(jié)果（見圖2）。

從圖2可看出，低傷害胍膠清潔壓裂液黏度在開始的30 min降低明顯，在130℃、170 s-1時經(jīng)過120 min后壓裂液黏度保持在80 mPa·s以上，說明該壓裂液體系耐溫耐剪切性能強，能滿足現(xiàn)場施工要求。

2.5 破膠性能

破膠性能是壓裂液對儲層造成傷害的重要因素，直接影響壓裂液的壓后返排。破膠劑用量過大可能導致壓裂液提前破膠，攜砂性能下降，導致支撐劑沉降在近井地帶或井筒中[12，13]。膠囊破膠劑具有溶解釋放過程，使得破膠劑得以延時。室內(nèi)研究了破膠劑對體系的破膠效果影響，將膠囊破膠劑與過硫酸銨按4∶1復(fù)配，在凍膠中分別加入不同濃度的破膠劑，90℃恒溫條件下做破膠實驗，實驗數(shù)據(jù)（見表2）。在實際施工中，根據(jù)地層溫度、施工時間等參數(shù)，適當調(diào)節(jié)膠囊破膠劑和過硫酸銨的比例和用量，達到最佳的破膠效果。

2.6 殘渣含量

圖3 延1#井壓裂施工曲線圖

表3 返排及產(chǎn)氣效果對比

殘渣是導致支撐裂縫導流能力和地層孔隙損害的主要因素。其主要來源是稠化劑的水不溶物、破膠水化程度和其他添加劑的雜質(zhì)。殘渣含量越小，壓裂液對地層損害越小[14-16]。根據(jù)行業(yè)標準對該壓裂液體系進行殘渣含量測定，結(jié)果顯示胍膠濃度為0.35%的胍膠清潔壓裂液破膠后的殘渣含量僅為145 mg/L，已遠遠低于標準對于胍膠殘渣的要求。在相同溫度下，與常規(guī)胍膠壓裂液體系相比，稠化劑的用量可降低30%以上，殘渣含量降低30%以上，大幅度降低了對地層的二次傷害。因此該胍膠清潔壓裂液是一種低殘渣、低傷害的壓裂液。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

胍膠清潔壓裂液在延長氣田進行了20余井次的現(xiàn)場實驗，完成設(shè)計100%，均獲得成功。胍膠清潔壓裂液體系在延1#井壓裂施工曲線圖（溫度：132.87℃）（見圖 3）。

從圖3中可以看出該地層破裂壓力不明顯，在前置液階段隨著排量的增加壓力不斷增加，當壓力平穩(wěn)后進行加砂，壓裂曲線波動正常，整個壓裂過程中壓裂順利，該井儲層厚度為7.2 m，屬于低孔低滲儲層，設(shè)計加砂35 m3，實際加砂35 m3，加砂完成率達到100%，整個過程順利。

延1#井與常規(guī)壓裂液的鄰井同層位延2#井、延3#井進行對比，數(shù)據(jù)（見表3）。由表3可以看出：在返排率方面比鄰井高，其穩(wěn)產(chǎn)流量及無阻流量要好于鄰井，因此具有較好的壓裂效果，表明胍膠清潔壓裂液體系具有較好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)論

（1）該胍膠清潔壓裂液體系胍膠使用濃度低，比常規(guī)胍膠壓裂液的用量減少30%，耐溫耐剪切性能良好，可抗溫140℃，殘渣含量僅為145 mg/L，已遠遠低于標準對于胍膠殘渣的要求，是一種低殘渣、低傷害的壓裂液。

（2）通過現(xiàn)場應(yīng)用情況可看出，胍膠清潔壓裂液攜砂性能良好，施工壓力平穩(wěn)，返排率高。目前已經(jīng)在延長氣田應(yīng)用，其對油藏保護有深遠的意義，具有良好的推廣價值。

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