高效低伤害瓜胶压裂液体系在苏里格的应用

王亚南 陆丽 刘腊梅

（中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司川庆井下科技有限公司，四川 广汉 618300）

高效低伤害瓜胶压裂液体系在苏里格的应用

王亚南 陆丽 刘腊梅

（中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司川庆井下科技有限公司，四川 广汉 618300）

介绍了高效低伤害压裂液体系的组成，对常规压裂液与高效低伤害压裂液的流变性能、压裂液悬砂性能、破胶液性能、压裂液伤害性能进行对比。对实验结果进行了分析，并在苏里格气田进行了现场试验。结果表明，高效低伤害压裂液体系的性能高效，低伤害压裂液体系成胶性能、耐剪切性能、悬砂性能、破胶性能好，伤害低，能够满足目前苏里格气田水力压裂施工工艺和储层要求。

高效压裂液 低伤害 性能评价

0 引言

目前，苏里格气田第三项目部一类储层产能大幅降低，二、三类储层将成为今后开采的主要储层。针对该情况开展了大量的室内外试验评价工作，结合二、三类储层特性，开发出高效低伤害瓜胶压裂液体系，通过改进交联方式和破胶方式，增强起泡助排能力等来提高压裂液工作效率，降低地层伤害，促进储层产能提升。

1 苏里格气田压裂改造难点分析

苏里格气田压裂改造难点：储层物性更差，要求压裂形成较中区更长的人工裂缝，并与井网系统匹配；储层致密，黏土矿物总量较高，对伤害敏感，对外来流体低伤害的特点要求高；储层孔喉半径小、排驱压力大，储层易受压裂液伤害；地层能量有限，压力系数低，压裂液返排难度大；储层薄互层特征明显，纵向应力剖面复杂，有效遮挡条件差，缝高不易控制；多数井通过工具分层压裂，全部层施工结束后统一返排的施工方式，各层压裂液在地层内滞留时间不同［1］。

目前苏里格地区低渗气层应用的压裂液主要为有机金属交联的植物胶压裂液，其中的稠化剂浓度大、水不溶物含量较高（8%～15%），导致残渣含量高，对低孔、低渗气层伤害较大。因此，研制出具有低残渣、对储层的基质渗透率和支撑裂缝伤害小、流变性能好、配伍性好、易返排的压裂液，是苏里格气田压裂液体系研究的重要内容之一［2］。

2 高效低伤害压裂液体系研究思路

2.1 交联剂的研究

通过使用高效交联剂特殊的交联方式。低伤害稠化剂浓度低，用量少，在交联时更利于结构的稳定，交联的效率更高，所形成压裂液耐温抗剪切性能也更好。

2.2 改进破胶方式

引入生物酶及氧化破胶剂的新型复合破胶技术。及时有效地破胶，分子量更低，分子量区间更小；通过持续破胶方式降解稠化剂滤饼，聚合物包膜，从而降低地层伤害。

2.3 增强起泡助排能力

改进后的起泡助排剂不仅可防止残渣碎片絮凝、沉淀，而且表面张力低、接触角大、起泡能力强，使破胶液顺利排出地层，达到清除井底积液的目的，从而降低井底的水锁效应，提高施工效果。

3 高效低伤害压裂液体系的室内评价

通过有针对性的改良之后，形成了新的高效低伤害压裂液体系，在实验室，对该体系的主要性能进行了测试研究。

高效低伤害压裂液体系配方组成：低伤害稠化剂＋KCl＋温度稳定剂＋pH调节剂+杀菌剂＋黏土稳定剂＋助排剂＋高效交联剂。

3.1 基液性能及成胶情况

从体系基液性能及成胶情况（表1）可知，高效低伤害压裂液成胶状态好，表面更平滑，胶体耐挑挂。

表1 体系基液性能及成胶情况表

3.2 流变性能

105 ℃下，剪切速率170 s-1，连续剪切90 min，黏度均在100 mPa·s上（图1，图2）。

图1 常规压裂液流变曲线图

图2 高效低伤害压裂液流变曲线图

结论：高效低伤害压裂液体系具有良好的耐温抗剪切性能，优于现有压裂液体系。

3.3 压裂液悬砂性能

高效低伤害压裂液沉降速度为0.03 cm/h，现有压裂液沉降速度为0.05 cm/h。高效低伤害压裂液比现有压裂液沉砂速度慢，具有良好的悬砂能力。

3.4 破胶液性能

从压裂液破胶液性能对比（表2）可知，高效低伤害压裂液体系破胶液的黏度更低，表面张力也更低，可以提高液体的返排能力、裂缝的导流能力和孔隙区气相渗透率，大大降低水锁伤害。同时，高效低伤害破胶液分子量非常低，残渣少，支撑剂导流能力伤害率也较低，能阻止部分残渣絮凝、沉淀，破胶液顺利排出地层，降低残渣含量，从而降低对油气层的伤害。

表2 压裂液破胶液性能对比表

3.5 压裂液伤害性能

从压裂液伤害性能对比（表3）可知，高效低伤害压裂液体系能降低大分子基团对砂子支撑裂缝及储层伤害。

表3 压裂液伤害性能对比表

4 现场应用井例

4.1 苏5-10-38井的基本情况

苏5-10-38井位于内蒙古自治区乌审旗嘎鲁图镇萨如勒努图克嘎查青克勒敖包，属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造。于2013年3月30日开钻，2013年6月3日完钻，完钻井深3 515 m，完钻层位为马家沟组。射孔完井，人工井底为3 484.36 m，产层为山

1、盒8，井口装置的通径为65 mm，阀门公称压力为70 MPa。

4.2 压裂液体系确定

根据高效低伤害压裂液体系研究结果并结合苏5-10-38井的施工工艺设计要求，以及实验室各项性能测试结果，确定苏5-10-38井压裂液的配方组成如表4所示。

4.3 现场压裂液主要性能参数

压裂液基液主要性能参数如表5所示。

流变性能：105℃下且剪切速率为170 s-1，连续剪切120 min，黏度均在100 mPa·s以上。测试结果满足施工设计要求，在整个压裂施工过程中可以确保施工的安全有效进行。施工过程中，油压稳定。

表4 压裂液配方组成表

表5 压裂液基液主要性能参数表

4.4 返排液性能

该套压裂液体系在2h内完全破胶，破胶液黏度小于5mPa·s，表面张力小于23mN/m。

4.5 压后效果

苏5-10-38井液体返排率在60%以上，净增井口天然气产能近4×104m3/d，取得了良好的增产效果。

5 结论

1）新型高效交联剂、起泡助排剂的使用，结合新型破胶方式，使得高效低伤害压裂液体系在保持现用工作液优点的基础上，更具有低残渣，低岩心伤害率，返排效率高的特点，残渣只有现用压裂液的40%，岩心伤害率小于15%。

2）从室内实验可知，高效低伤害压裂液体系成胶性能、耐剪切性能、悬砂性能、破胶性能好，伤害低，适用于低渗、特低渗产层，具推广前景。

3）苏5-10-38井现场应用表明，高效低伤害压裂液体系携砂和悬砂性能好；施工完后，压裂液迅速返排，返排率高，增产效果显著。

［1］胡子见，白建文，李达，等.苏里格气田东区低伤害压裂技术研究与应用［J］.石油化工应用，2012，31（2）：15-19.

［2］刘有权，唐永帆，王小红，等.CT低伤害水基压裂液的研制及应用［J］.石油与天然气化工，2006，35（5）：401-402.

（编辑：李臻）

鸣谢

中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司

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B

2095-1132（2014）06-0035-03

10.3969/j.issn.2095-1132.2014.06.010

修订回稿日期：2014-11-06

王亚南（1985-），女，工程师，从事油田化学工作。E-mail：494041458@qq.com。