低浓度瓜胶交联剂（HK-8）在延长油田的应用

沈燕宾，成 城，李俊华，王 佳

（1.陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室，陕西西安710054；2.延长油田股份有限公司定边采油厂勘探研究所，陕西榆林718600）

延长油田油藏地质结构复杂，分布广泛，新老油田共存，其储层结构比较平缓，岩土矿物成分比较混杂，储油层物理性能差，油层较密集、压力低，平均渗透率在0.5×10-3～1.44×10-3μm2，平均孔隙度只有10%，低渗透率区块占到总区块的85%，是陆上典型的超低渗透油藏[1]。

目前为止，延长低渗透油田所采用的压裂技术有多种，主要是以羟丙基瓜尔胶为稠化剂的水基压裂。瓜胶体系对油藏伤害的主要因素是残渣、水不溶物以及由体系配伍性不好造成的伤害[2]，对地层伤害率40%~80%，降低瓜胶残渣与不溶物最直接的办法通过改性瓜胶，国内成功的办法是改性成羟丙基瓜胶，但也不能将残渣降到更低，受制成本及技术的限制，实验室研发了一种低浓度瓜胶交联剂HK-8，能够降低瓜胶用量30%以上，保证了体系良好的流变性能和破胶性能的同时，降低了压裂液破胶对地层伤害50%以上。本文主要介绍了低浓度瓜胶交联剂HK-8在延长油田的应用。

1 室内评价试验

1.1 压裂液配方

通过研究开发出一种低浓度瓜胶交联剂（HK-8），通过性能评价，综合压裂液的携砂性能和破胶性能，确定适应延长油田中温地层（井温60~70℃）的超低浓度瓜胶压裂液配方，并对该配方进行性能评价。

由表1可以看出，低浓度瓜胶交联剂压裂液配方将传统的瓜胶浓度0.38%降至0.28%，降低瓜胶浓度26.8%。较常规的配方，低浓度瓜胶压裂液配方不需要添加交联调节剂。

表1 延长油田中温地层常规压裂配方与低浓度瓜胶交联剂（HK-8）压裂液配方对比Tab.1 Comparison of regular fomular and guar gum crosslinking agent

1.2 压裂液流变性能

将0.28%的瓜胶基液添加表1中的相关助剂与低浓度瓜胶交联剂HK-8按照100∶0.3的交联比配制凝胶，使用哈克流变仪模拟延长油田中温储层温度（70℃）、170s-1的剪切速率下测量凝胶的抗温抗剪切性能，结果见图1。

图1 低浓度瓜胶交联剂HK-8 交联压裂液的70℃下的耐剪切性能Fig.1 Shear resistance performance of guar gum crosslinking agent

从图1中可知，低浓度瓜胶交联剂（HK-8）压裂液体系在70℃下，在170s-1剪切60min后，压裂液的粘度保持在100mPa·s以上，说明该体系在70℃下抗剪切性能，流变稳定性好，满足携砂要求，可满足现场压裂施工要求。

1.3 破胶性能

根据表1中配方，按照100∶0.3交联比配制低浓度瓜胶压裂液体系，添加0.02%过硫酸铵在70℃下破胶，测试粘度变化及残渣含量，实验结果见图2。

图2 低浓度瓜胶交联剂（HK-8）交联压裂液粘时曲线Fig.2 Dynamic viscosity curve of guar gum crosslinking agent

破胶性能直接影响着压裂液的返排,是压裂液伤害地层的重要因素。从图2可以看出，在180min时基本破胶，225min时破胶液粘度达到3.2mPa·s-1，破胶残渣为150mg·L-1，各项指标均满足SY/T 6376-2008压裂液通用技术中水基压裂液通用技术指标的要求。常规有机硼交联压裂液体系破胶残渣为225mg·L-1，减少残渣30%以上，更易返排，同时对大大降低了由于破胶残渣对地层的伤害。

1.4 岩芯伤害性能

通过岩芯流动试验，测定常规有机硼压裂液和使用HK-8的低浓度胍胶压裂液的破胶液对岩芯基质渗透率的伤害[3]，试验结果见表2。

表2 压裂液破胶液岩心流动性对比实验Tab.2 Comparison of core flowability

由表2可见，常规有机硼压裂液对岩芯的平均伤害率为34.56%。使用HK-8的低浓度瓜胶压裂液体系对岩芯的平均伤害率为15.765%，满足SY/T 6376-2008压裂液通用技术的要求，同时较常规体系减少伤害54.38%。

2 现场应用

低浓度瓜胶交联剂HK-8目前在延长油田西部部分地区进行了10余井次的现场试验，其特点不仅能够降低瓜胶用量，节约了大量成本，减少了由于瓜胶水不溶物对地层的伤害，同时，其破胶残渣较常规压裂液少，大大降低了地层的伤害，图3、4为HK-8交联剂在定边采油厂现场实验的两口井的施工曲线。

图4 定7141-2 井压裂施工曲线Fig.4 Fracturing curve of well 7141-2

通过现场应用选择定4611A-4井和定7141-2井两口井的施工曲线看来，压裂施工顺利，压力较稳定，携砂性能较好，压裂取得成功。通过排出的液体取样观察，透明无色，破胶良好，施工后排液较彻底，生产正常。

3 结论

（1）使用低浓度瓜胶交联剂HK-8的压裂液，在延长西部中温地层，能够将常规瓜胶浓度0.38%降至0.28%。压裂液破胶残渣为60×10-6左右，较常规体系的降低了70%左右，同时从岩心伤害试验可以看出，使用HK-8的低浓度瓜胶压裂液对地层伤害为15.765%，减少常规体系对地层伤害的40%以上。

（2）通过现场的施工试验可以看出，低浓度瓜胶交联剂HK-8有很好的储层适应性，施工过程中，压力稳定，携砂性能好，返排彻底，试验井生产顺利。

（3）低残渣、低伤害一直是低渗油气藏压裂液发展的主要方向，胍胶改性和降低稠化剂使用浓度长期以来是油田工作者的研究热点[4]。低浓度瓜胶交联剂HK-8目前已经在延长西部地区应用，其对油藏保护有深远意义，有很大的推广价值。

［1］史兴权.鄂尔多斯盆地油气勘探与开发工程技术论文集［M］.北京:石油工业出版社,1999.

［2］庄照锋,赵贤,李荆，等.HPG压裂液水不溶物和残渣来源分析［J］.油田化学,2009，26（2）:139-141.

［3］郑晓军,苏君惠,徐春明，等.水基压裂液对储层伤害性研究［J］.应用化工,2009,38（11）：1623-1628.

［4］姜瑞忠,蒋延学,汪永利，等.水力压裂技术的近期发展及展望［J］.石油钻采工艺,2004,26（4）：52-56.