低伤害压裂改造工艺技术在X15-16井中的应用

赵广天，王 岚，宋友贵，杨 涛，王慧慧，付学强

(中石油大港油田分公司采油工艺研究院，天津 300280)

低伤害压裂改造工艺技术在X15-16井中的应用

赵广天，王 岚，宋友贵，杨 涛，王慧慧，付学强

(中石油大港油田分公司采油工艺研究院，天津 300280)

随着油气田勘探开发的不断深入，低渗透、非常规油气藏已经成为近年来勘探开发的主体目标之一，由于低渗透油藏普遍需要采取压裂措施后才能获得经济效益，但在改造过程中，由于压裂液的破胶、返排不彻底，滤饼残渣造成的伤害大大降低了裂缝的导流能力，影响了压裂改造效果。为此，大港油田通过应用VES清洁压裂液体系、压采联做等工艺，在X15-16井上取得了很好的增产效果，为该区块的储量评价及开发提供了重要依据。

低渗透；VES压裂液；压采联作

X15-16井目的层位是枣Ⅳ油组，油层中深3444.5m，斜深达到3783m，电测解释渗透率6×10-3μm2，地层孔隙度9%,泥质含量达到11%，具有低孔、低渗、泥质含量高的特点。该区地层压力系数在1.01，地层温度梯度在3.11℃/100m左右,具备一定的能量基础。由于该井为一口评价井，为更好的认识和评价该区块，决定对该井应用低伤害的压裂改造工艺。

1 低渗透油藏压裂改造伤害分析

1.1 传统水基压裂液

压裂液及其性能是影响压裂成败和施工成本诸多因素中最重要的因素[1-2]。目前在油田压裂改造过程中，普遍采用的都是传统的水基压裂液体系，以水作为分散介质，以胍胶作为基液，有机硼为交联剂，添加破胶剂、助排剂、杀菌剂等各种化学处理剂，形成具有压裂工艺所需的较强综合性能的工作液，但该体系往往存在以下几种伤害：①由于储层物性差，不可避免地存在水敏伤害，破胶后的大分子极易堵塞地层孔隙，影响了油气从油层顺利进入裂缝；②由于在闭合后，填砂裂缝中残渣的存在，降低了裂缝的导流能力；③在排液强度超过需要的情况下，压裂液残渣及缝中各种原因形成的微粒移动，一旦卡堵在缝中某些部位，则裂缝的导流能力进一步减低。

1.2 普通压裂管柱

由于压裂施工后，需要起出压裂管柱，后下入生产管柱，在这个过程中，需要压井作业，并且起下管柱需要1～2d时间，这就增加了压裂液在地层滞留时间，由于压后洗压井、起下管柱，这就不能保证及时压后投产，也很容易对储层造成伤害，减小了改造效果。

由于传统的压裂液体系存在返排率低、需要添加各种化学药剂、对地层伤害较大的问题，在深层低渗透油藏压裂改造中,对裂缝导流能力的提高产生了极为不利的影响,起出压裂管柱、下入生产管柱则又需要压井液，增加了压裂液在地层的滞留时间，因此在确保压裂施工成功率的基础上,迫切需求一种新的低伤害压裂改造工艺。

2 VES清洁压裂液及压采联作管柱特点

2.1 VES清洁压裂液

VES清洁压裂液是由粘弹性表面活性剂VES和盐水组成的无残渣、低污染的新型压裂液体系，其主要特点如下：

1)不需破胶剂且破胶彻底 地层产出的原油、凝析油或纯气体影响液体中的带电环境，会破坏微胞，液体因傲胞不再缠在一起而失去粘度；在地层水的作用下，清洁压裂液因稀释而降低了表面活性剂的浓度而粘度降低[3-4]。由于在压裂井里总有1种或这2种情况存在，因此不需要另加破胶剂。

2)对地层污染小 清洁压裂液破胶后呈半透明液体，其水液粘度几乎为零，并且没有残渣，极易返排。同时清洁压裂液不形成滤饼，其滤失速度是液体粘度和弹性的函数，滤失率基本不随时间变化；在地层渗透率低于5×10-3μm2时，该粘弹性液体很难进入孔隙喉道。清洁压裂液对地层污染远低于瓜胶聚合物压裂液。

3)携砂能力强 清洁压裂液在静态时具有弹性体特征，当系统变形时，其流变特性又近乎于牛顿流体，同时该压裂液流变特性还完全可逆。即剪切速率增大时压裂液粘度降低，当剪切速率降低时其压裂液粘度又恢复增大[5-6]。具有弹性且在低剪切速率下有较高粘度的清洁压裂液对支撑剂具很好的悬浮能力。

4)易于配制 由于不需要对聚合物进行水化，表面活性剂VES的浓度可在往盐水中添加的过程中不断计量，使搅拌筒单易行。不需要交联剂、破胶剂、或其他化学添加剂，消除了聚合物水化造成的变异和破胶剂的影响，也不需要大量的仪表和泵注系统，简单的操作是清洁压裂液的关键技术。

5)适用温度高 压裂液采用进口表面活性剂原材料，通过高科技合成，在温度120℃、剪切速率170s-1、连续剪切90min后，其粘度仍能达到50mPa·s以上。

2.2 压采联作管柱特点

压采联作管柱是一种具有压裂管柱与采油管柱功能的联作管柱，包括油管、工作筒、凡尔座等。它能够将压裂管柱与采油管柱的功能集一体完成，首先作为压裂管柱使用，压裂作业完成后，下入凡尔组件，再下入活塞和抽油杆柱即可进行采油作业。这样作业过程简单、避免了频繁起下管柱、简化了施工工序，而且缩短了入井液对地层浸泡时间，在减少地层污染的同时，降低了员工劳动强度和作业成本。

3 现场应用

本次压裂施工于2010年3月18日进行，19时试压67.38MPa管线不刺不漏合格。整个施工过程中地层破裂明显，加砂顺利，压力变化平稳，按设计完成了施工要求。压后自喷排液，该阶段出压裂液82.46m3，22日直接下泵与抽油杆投产，含水由初期的90%之后下降到55%，日产液19.3m3,日产油7.33t，增产3倍，与采用胍胶压裂液体系实施井对比，相对增产幅度能达到30%以上，效果显著。通过低伤害的压裂改造工艺，达到了评价认识储层的目的，为区块开发提供了有效的工艺技术支撑。

[1]丁云宏.难动用储量开发压裂酸化技术[M].北京：石油工业出版社，2005：90-117.

[2]万仁溥,俞绍诚,向世琪,等.压裂酸化工艺技术(采油技术手册第九分册)[M].北京：石油工业出版社，1998:283-384.

[3] 崔会杰, 李建平,王立中.清洁压裂液室内研究[J].钻井液与完井液，2005,22(3):41-43.

[4]贾振幅，郭拥军，苟文雨，等.清洁压裂液的研究与应用[J].精细石油化工进展，2005，6(5)：4-6.

[5]王国录，巨全义.交联型水基冻胶压裂液对砂岩地层的损害[J].油田化学，1986(3)：149-158.

[6]刘新全，易明新，赵金钰，等.黏弹性表面活性剂(VES)压裂液[J].油田化学，2001，18(3)：273-277.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.028

TE357

A

1673-1409(2012)10-N091-02