降低水平井压裂液成本

王永昌

中国石油大庆油田有限责任公司采油工程研究院 （黑龙江 大庆 163453）

水基压裂液是国内外目前使用最广泛的压裂液，其主体是稠化剂，用于提高水溶液黏度、降低液体滤失、悬浮和携带支撑剂[1-3]，在压裂液中占有重要比例。目前国内应用最普遍的稠化剂为胍胶或改姓胍胶，它是一种甘露糖和半乳糖组成的长链聚合物，产自瓜尔豆，其原料主要生长在印度和巴基斯坦，美国西南部也有生产，目前国内原材料生产较少，主要来源依赖进口[4]。

1 水平井压裂费用构成

超长水平井压裂费用构成比例超过10%为压裂液及相关费用、压裂施工费用、支撑剂及相关费用、施工准备费用。其中，压裂液及相关费用占水平井压裂费用的28.8%，是压裂施工费用的重要组成部分（图 1）。

2 压裂液成本构成分析

通过对胍胶压裂液成本构成进行分析，发现水平井压裂液费用构成比例超过20%的项为增稠剂和交联剂，其中增稠剂构成比例为50%（表1、表2）。

高温压裂液的成本高，对施工工艺要求也高，以往水平井压裂施工在不同压裂液泵注阶段压裂液体系缺乏针对性优化，造成了压裂液原材料的浪费，增加了工艺管柱的施工风险。同时水平井压裂施工规模大，配液现场压裂液效率低，废液处理困难，返排污水的后期处理造成压裂施工成本增加。目前返排液回收处理技术现状：返排液作为废液排放处理，没有重复利用，处理成本高的同时造成环境污染和水资源浪费。压裂施工废液处理造成了成本增加。

图1 水平井压裂液费用比例图

表1 历年改性胍胶压裂液成本

表2 胍胶压裂液成本构成

3 压裂液降成本优化

3.1 压裂稠化剂浓度优化、不同泵注阶段压裂液配方优化

不同压裂液泵注阶段压裂液体系需要满足的功能不同，对压裂液成分的要求也不同。压裂液在前置液阶段其主要作用在于造缝，压裂液直接接触高温地层，对耐温性能要求高，在携砂液阶段由于压裂液对地层的冷却效应，造成地层温度下降，随着压裂液的注入，地层温度缓慢回升，最终趋于一个较初始地层温度低的温度，因此在携砂液阶段应用较低温度的压裂液体系即可满足携砂要求（图2）。

图2 150℃高温压裂液不同泵注阶段压裂液温度变化曲线

在保证压裂液耐温耐剪切性的基础上，对压裂液配方进行优化，降低了稠化剂用量。同时通过软件室内模拟发现，在携砂液阶段应用较低温度的压裂液配方既可满足施工需求，可有效降低压裂液成本，实现原材料的节约。因此针对不同温度地层压裂液配方分别优化了稠化剂浓度，同时对不同泵注阶段压裂液配方进行个性优化，在前置液阶段应用与地层温度相近的压裂液体系进行注入，在携砂液阶段应用相对低温的压裂液配方，优化前后浓度见表3，以150℃储层为例，优化后前置液稠化剂浓度降为0.45%，携砂液稠化剂用量降至0.40%，实验结果表明可满足现场施工需要[5]。

表3 压裂液成本优化

3.2 压裂用添加剂成份优化

根据施工条件优化杀菌剂用量，并制定了相应添加原则：春秋冬季及即配即注井不加杀菌剂。如果现场出现突发状况，导致液不能即时应用，可根据实际情况加以调整。

根据储层泥质含量优化粘土稳定剂用量，实现不同区块、井、层的个性化配方。如PP1井压裂施工8段，测井数据显示第二、三段泥质含量高，根据取心评价的岩石配伍性实验结果，确定各段岩石稳定剂的用量分别为：第二、三段1.0%，第一、四～八段0.6%。

3.3 压裂返排液及污水再利用

优化压裂返排液处理方法、流程，优选药剂，应用压裂返排液现场回收再利用技术，分析返排液成分，分离有害物质，形成了利用返排处理液的改性胍胶压裂液配方，实现返排压裂液重复配制及循环利用，降低成本，提高效率（图3）。

4 现场应用

图3 压裂液返排液再利用技术

2014年大庆油田低渗透储层应用压裂液降成本技术开展水平井压裂施工6口井，施工成功率100%，压裂液单方成本降低了23.3%，现场试验共使用压裂液49 786.39m3,节约成本共计220.3万元。

目前大庆油田致密油、深层气主要采用水平井压裂工艺，按照每年约施工10口井,每口井8 000m3压裂液，以单方成本降低75元计算，每年可节约成本600万元，在水平井压裂施工中具有广阔的应用前景。

5 结论与建议

1）通过水平井压裂液降成本优化，大庆外围油田水平井压裂液单方成本降低了23.3%，为低渗透储层水平井大规模增产改造提供技术支持。

2）定期维护、升级压裂液实验仪器，应用压裂液现场快速检测技术，及时回馈数据；根据现场施工情况即时修正压裂液配液表并纳入方案设计；加强施工质量的监督和检查，提高压裂施工人员质量意识，严格按照压裂液施工作业指导书进行现场配液。

3）建议继续开展水平井压裂液降成本技术研究，高携砂能力、环保低伤害的新型低成本压裂液以及压裂返排液再利用技术有待进一步攻关。

[1]王贤君，张明慧，肖丹凤,等.超低浓度压裂液技术在海拉尔油田的应用[J].石油地质与工程,2012,26(6)：111-114,116.

[2]韩松,张浩,张凤娟,等.大庆深层致密气藏高温压裂液的研制与应用[J].大庆石油学院学报,2006,30(1）：34-38.

[3]李颖川.采油工程[M].北京：石油工业出版社,2001：247.

[4]程兴生,卢拥军,管保山,等.中石油压裂液技术现状与未来发展[J].石油钻采工艺，2014,36(1）：1-5.

[5]SY/T 5107-2005.水基压裂液性能评价方法[S].