高家沟压裂作业破胶剂的评价与优化

赵 怡

高家沟压裂作业破胶剂的评价与优化

赵 怡

（延安职业技术学院， 陕西 延安 716000）

根据高家沟区块油藏特点以及目前压裂作业中遇到的破胶问题，本文以常用的化学破胶剂过硫酸铵为参比，对供应商提供的三种生物酶破胶剂从破胶时间、表面张力、残渣含量和岩心渗透率伤害率这四个方面进行评价。在这四个评价指标中，由于岩心渗透率伤害率对压裂效果的影响最为显著，所以给予着重考虑，同时结合其他三个评价指标，最终选择生物酶-2作为高家沟压裂液的破胶剂。

压裂液；生物酶；破胶剂

青平川采油厂高家沟区块属于埋藏浅、压力低、物性差的低渗透岩性油藏，其主力产油层是延长组的长2油层。长期以来，高家沟区块主要依靠水力压裂进行采油，在实施压裂作业时，压裂液的流变性能、抗剪切性能、悬砂性能均能较好的满足现场施工要求，但是高家沟区块由于井浅、地层温度低的原因，目前使用频率较高的化学破胶剂过硫酸铵存在破胶程度不彻底的问题，同时过硫酸铵也会造成化学污染对压裂施工效果产生不利影响。为了提高高家沟压裂作业的施工效果，本文以常用的化学破胶剂过硫酸铵作为参比，对三种生物酶破胶剂进行评价，优选出适合高家沟水基压裂作业的破胶剂。

1 实验部分

1.1 药品及仪器

药品：瓜胶、四硼酸钠、过硫酸铵、生物酶-1、生物酶-2、生物酶-3;

仪器：水浴锅、表面张力仪、离心机、高温高压失水仪、岩心驱替装置、乌氏粘度计。

1.2 破胶时间的评价

1.2.1 实验方法

分别将三种生物酶破胶剂加入装有压裂液的烧杯中，生物酶浓度为10 mg/L，将烧杯用保鲜膜包住，水浴锅温度调节为高家沟压裂作业的施工温度25 ℃，前2 h每隔30 min用干净的玻璃棒轻轻的挑挂体系，两小时后每隔10 min轻轻挑挂体系，一旦发现体系不可挑挂，立刻测试该体系黏度，直到体系黏度变到不大于5 mPa·s，立即记录达到该状态所需要的时间。这段时间则被认为是该破胶剂所需要的破胶时间。

1.2.2 实验结果

为满足压裂施工的效果，结合高家沟压裂施工现场环境要求，表1中的4种破胶剂均可以满足施工要求。生物酶破胶剂的停留时间相对较短，可以减轻压裂液滞留对地层的伤害。它们的排序是：生物酶-3>生物酶-2>生物酶-1>过硫酸铵(“>”在这里是优于的意思，下同)。

表1 破胶时间

1.3 表面张力的评价

1.3.1 实验方法

首先预热表面张力仪，然后向50 mL烧杯中加入20~25 mL破胶液，将烧杯放在表面张力仪的托盘中间位置，调零，待铂金片深入破胶液中稳定后读数。

1.3.2 实验结果

石油行业标准SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》中对表面张力大小的的要求是不大于28 mN·m-1。表2中四种破胶剂均可以满足压裂液对表面张力的要求，当然这四种破胶剂均满足表面张力的要求也和压裂液配方中添加的表面活性剂密不可分。其中生物酶-1=生物酶-2>生物酶-3>过硫酸铵。

表2 表面张力

1.4 残渣含量的评价

1.4.1 实验方法

将完全破胶后的残液多次均匀的注入离心管，将离心机转速调节为3 600 r·min-1，离心时间为30 min。离心完成后，取出离心管，将上层清液倒掉，把管底的残渣取出，放置于80 ℃烘箱中30 h，离心管从烘箱取出后先放入干燥器中冷却至室温，然后称量并记录，结果见表3。

表3 残渣量

1.4.2 实验结果

《压裂液通用技术条件》中对残渣含量的规定是不超过600 mg·L-1的指标要求，这四种破胶剂中生物酶-1、生物酶-2、生物酶-3均可以满足《压裂液通用技术条件》的要求，它们的排序是：生物酶-2>生物酶-3>生物酶-1>过硫酸铵。

1.5 岩心伤害率

1.5.1 实验方法

取高家沟地层岩心，先将岩心用标准盐水饱和，然后把饱和的岩心装入岩心流动实验仪中准备好实验。首先向岩心中正向挤入经过处理的精制煤油，测岩心的初始渗透率，然后反向挤入压裂液滤失液，并使其在岩心中停留一定时间，再正向挤精制煤油，测其经过压裂滤失液伤害以后的岩心渗透率，然后计算得到岩心渗透率伤害率结果见表4。

表4 岩心渗透率伤害率

1.5.2 实验结果

《压裂液通用技术条件》对岩心渗透率伤害率的要求《压裂液通用技术条件》是不大于30%，从表4中的可见生物酶-1和生物酶-2这两种破胶剂满足要求。它们的排序是：生物酶-2>生物酶-1 >生物酶-3>过硫酸铵。

2 结果与讨论

通过对这三种生物酶的评价，破胶时间是生物酶-2>生物酶-1>生物酶-3>过硫酸铵，表面张力是生物酶-1=生物酶-2>生物酶-3>过硫酸铵，残渣含量是生物酶-2>生物酶-3>生物酶-1>过硫酸铵，岩心伤害率生物酶-2>生物酶-1>过硫酸铵>生物酶-3>过硫酸铵。在这评价的四个项目中，由于岩心伤害率会对压裂效果的影响最显著给予着重考虑[1-3]，同时结合其他三个评价指标最终选择生物酶-2作为高家沟压裂液的破胶剂。生物酶-2和过硫酸铵室内试验结果显示生物酶-2破胶剂不但破胶效果好，而且节约成本，可以考虑进行现场使用。

［1］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.

［2］卢拥军.压裂液对储层的损害及其保护技术[J]. 钻井液与完井液，1995，12 (5): 36-40.

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

Evaluation and Optimization of Gel Breakers for Fracturing Operation of Gaojiagou Reservoir

（Yan’an Vocational & Technical College, Shaanxi Yan’an 716000, China）

Based on the characteristics of Gaojiagou reservoir and the problems of gel breaking in fracturing operation at present, a common gel breaker(ammonium persulfate) was taken as the reference to evaluate the three enzyme breakers from four aspects including gel breaking time, surface tension, residue content and core permeability damage rate. Among the four indicators, special consideration was given to the core permeability damage rate for its obvious influencing effect to fracturing operation, and bio-enzyme-2 was finally preferred as the gel breaker for Gaojiagou reservoir.

fracturing fluid; bio-enzyme; gel breaker

TE 357

A

1004-0935（2017）03-0297-02

2017-02-08

赵怡（1987-），女，助教，硕士，陕西省西安市，2012 年毕业于西安石油大学应用化学专业，研究方向：从事压裂液破胶剂的筛选。