清潔壓裂液在儲層改造中的試驗

摘要：錦州油田屬低孔、特低滲、親水儲層。壓裂改造工藝技術是該油田的最主要增產措施技術。針對錦州油田地質特征，進行了清潔壓裂液的研究，研制出適合該油田特點的清潔壓裂液體系配方，篩選出了合適的支撐劑，優化了油田壓裂裂縫參數及現場施工參數，形成了從措施選井、措施實施、措施后評估為一體的清潔壓裂液壓裂工藝技術。通過近兩年6井次清潔壓裂液壓裂試驗，取得了清潔壓裂液在錦州油田應用的初步認識。

關鍵詞：清潔壓裂液；壓裂；支撐劑；錦州油田

1.地質特征概況

錦州采油廠儲集層是辮狀河三角洲前緣砂體，平面分布不穩定，且物性差，地層壓力系數在0.64～1.18之間。儲層孔隙以粒內溶孔為主，孔隙度12%，滲透率5.5×10-3μm，屬低孔特低滲儲層。儲層機構成熟度比較好，分選多為中-好，次棱角-次圓狀；以孔隙式膠結類型為主，其次為孔隙-再生膠結型，膠結物主要是碳酸鹽。

2.清潔壓裂液體系的特點

清潔壓裂液又稱表面活性劑壓裂液、無傷害壓裂液，是以防膨能力很強的表面活性劑為增稠劑的膠體體系，其中不含任何聚合物，因此不存在固體微粒傷害，徹底解決了凍膠壓裂液對地層的污染問題。清潔壓裂液的主要特點有：

①不需要交聯劑。清潔壓裂液依靠膠束互相纏繞并形成空間網狀結構，流體呈現出粘彈性，能有效的攜帶支撐劑量，不需要交聯劑，粘度25MPa·s的流體即能非常有效的攜砂。

②不需要破膠劑，能高效返排。清潔壓裂液膠束結構中存在相互排斥力，這種力使膠束保持球形，這些球形膠束彼此不能纏結，流體具有水樣的粘度，不需要破膠劑就很容易被返排至地面。

③有利于設計出最佳裂縫高度和裂縫長度。良好的VES流體濾失特性加快了TSO（端部脫砂壓裂）到達的時期，流體所表現出的懸砂能力降低了流體粘度，VES作業能更好地設計出最佳裂縫高度和裂縫長度。

④清潔壓裂液對地層無傷害。清潔壓裂液無聚合物，在支撐劑充填和裂縫壁面殘留物大大減少，使裂縫和地層間保留了更高的傳導率，減少了地層傷害且改善了負表皮效應，提高了潛在的產量。

3.現場試驗實例

錦州油田采用清潔壓裂液實施壓裂措施共6口井，且壓裂目的層天然微裂縫發育，液體濾失大，易脫砂，導致壓裂造縫形態復雜，加砂難度大，因此前置液與攜砂液前部分使用微膠囊破膠劑使液體保持足夠粘度便于支撐裂縫與攜砂；攜砂液后部分采用強制破膠，有利于液體返排。平均砂比18%，前置液量占總液量的55.7%，具體壓裂施工特征參數見表1。

從表1可以看出，對于錦州油田特低滲透儲層選用清潔壓裂液進行地層壓裂改造，在滿足正常攜砂的排量下，施工泵壓一般都較低（50MPa左右）。其中千12-75-455井壓裂目的層為含礫石細砂巖，措施后沒有達到增產效果，主要是由于該井壓裂目的層下部有2m泥巖隔層，在正式加砂后施工壓力有很明顯的下降，幅度在10 MPa左右，隨即壓力迅速上升并在高壓下持續3分鐘左右直至壓力升至限壓，導致砂堵。SN51井施工中發生砂堵現象，主要是由于清潔壓裂液粘度偏低，濾失量大，液體效率偏低；加入的粉陶降濾作用不明顯；巖性致密，近井筒彎曲摩阻太大等原因造成的。錦45-35-191C井在攜砂液階段，高砂比進入地層后泵壓漲速過快，主要是因為壓裂目的層厚度小，上下隔層應力高，形成的水力裂縫受上下隔層較高的應力夾持形成的主縫較窄，雖然能滿足一定階段砂比的進入，但是砂比提高到一定階段造成局部脫砂，形成砂橋。現場成功試驗表明，清潔壓裂液壓裂技術對于提高錦州油田壓裂效果是切實可行的。

4.結論

⑴清潔壓裂液與傳統壓裂液相比，抗溫性能好、抗剪切性能優越、具有無殘渣、破膠快、摩阻低、攜砂力強、返排率高、配制簡單、無須溶脹過程、對地層傷害小、施工方便等優點。

⑵6口井的現場試驗表明，清潔壓裂液壓裂工藝技術適應錦州油田特低滲透儲層改造，能滿足儲層地質和采油工程對壓裂工藝的要求。

⑶為了提高錦州油田的高效開發，應進一步加強針對特地滲透儲層提高加砂量問題的壓裂工藝技術研究。

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作者簡介：金志學，（1979-），2004年畢業于西南石油大學自動化專業，現任工程師。

（作者單位：中國石油遼河油田公司錦州采油廠）