熊俊杰,李 春,张 亮,安 琦,杨生文,李昀昀,王世华
(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300452)
鄂尔多斯盆地某区块致密砂岩气藏为低孔、低渗、低压、低温气藏类型,一般需要实施增产措施才能获得工业气流。压裂是实现其高效开发的最主要技术手段。
某水平井压裂目的层太2段以石英砂岩、岩屑石英砂岩为主,平均孔隙度为8.65%,平均渗透率为0.651 mD,储层压力系数0.9~1.0,温度55℃左右,该类储层存在压裂液破胶难度大、压后返排困难,压裂液对地层伤害大等问题[1-6]。
针对该井储层情况,优选了低伤害胍胶压裂液体系。该体系具有易破胶,易返排、对地层伤害小等优点。通过使用该压裂液,结合连续混配装置,快速、高效地完成了一层7段压裂施工。该井总用液量2 137.32 m3,加砂量174.35 m3。施工过程中,压裂液性能良好,压后1 h返排,破胶情况良好。压后增产效果显著,取得了良好的压裂效果。
配方:0.25%~0.3%胍胶+0.005%杀菌剂+0.2%黏土稳定剂+0.1%助排剂+0.15%碱+0.1%~0.12%交联剂+0.02%低温激活剂+0.012%~0.02%氧化破胶剂+0.05%生物酶破胶剂。
1.2.1 评价方法 参考SY/T 5107-2005《水基压裂液性能评价方法》对压裂液体系进行评价。
1.2.2 评价结果
(1)压裂液耐剪切性能:评价了配方在55℃下的耐剪切性能(见图1)。
图1 55℃下压裂液耐剪切性能
由图1可知,在55℃,170 s-1下,连续剪切2 h,黏度为100 mPa·s以上,说明压裂液具有良好的耐剪切性能,满足压裂施工要求。
(2)压裂液破胶性能:常用的破胶剂有过硫酸铵、过硫酸钾等过硫酸盐。在温度较低时,过硫酸盐分解速度较慢,降低了压裂液的破胶速率,需要加入低温激活剂或生物酶加速压裂液破胶[7-9]。
本配方在压裂液中添加了低温激活剂及生物酶破胶剂,提高了压裂液在低温下破胶性能。压裂液中分别添加不同浓度破胶剂后的破胶性能实验结果(见图2)。
由图2可知,在破胶剂浓度分别为0.012%、0.014%、0.016%、0.018%、0.02%时,压裂液分别在 10 h、6.5 h、4 h、3.5 h、2 h 内实现破胶,破胶液黏度小于 5 mPa·s。
(3)压裂液对岩心基质渗透率损害率:低伤害压裂液使用的胍胶浓度为0.25%~0.3%,胍胶浓度越低,对地层伤害越小[10,11]。为了评价压裂液对岩心基质渗透率的伤害性能,选取储层岩心进行实验。实验结果(见表1)。
图2 55℃不同破胶剂浓度破胶性能
表1 压裂液对岩心基质渗透率损害率
由表1看出,低浓度胍胶压裂液体系对储层三块岩心的岩心基质渗透率损害率为10.40%~17.51%,平均为13.34%,远低于水基压裂液对储层岩心基质渗透率损害率小于30%的通用技术要求,说明其具有低伤害的特点。
该井共配制压裂液2 350 m3,完全使用连续混配装置进行配制。配液排量2.5 m3/min~3.5 m3/min,各添加剂排量按设计要求使用液添泵加入。为了评价连续混配装置配制压裂液性能,配液过程中,在连续混配装置出口进行取样,并放置一定时间,检测压裂液性能(见表2)。
表2 连续混配装置出口压裂液性能检测
从表2看出,连续混配装置出口基液黏度为39 mPa·s,放置一定时间,基液黏度保持不变,即连续混配装置出口黏度为最终黏度,说明连续混配装置满足压裂液连续混配施工要求。
配液过程中,每间隔10 min检测储罐压裂液性能(见表3)。
表3 各储罐压裂液性能检测
从表3看出,各储罐基液黏度为36 mPa·s~39 mPa·s,pH为7,交联性能良好,满足现场施工要求。
本井7段压裂施工总用液量2 137.32 m3,加砂量174.35 m3。施工过程中,压裂液性能良好,施工压力稳定。压后1 h放喷返排,破胶剂黏度小于5 mPa·s,压裂液破胶良好,返排液无砂,返排良好。
一般而言,为应对处理压裂过程中出现的异常情况,压裂液准备液量要比设计液量多10%~20%,这样易造成压裂液的浪费。为了节约压裂液用量,避免资源浪费,同时提高压裂效率,本井采用连续混配压裂施工技术,边配液边施工。按传统配液方式压裂施工,压裂液准备液量比设计液量多20%计算,以本井第7段为例,比较了两种不同配液方式的配液量及配液时间(见表 4)。
由表4可知,使用连续混配压裂施工方法节约压裂液40 m3,压裂液节约率13.0%;节约配液时间62 min,时间节约率50.4%。有效的避免了压裂液的浪费及提高了压裂效率。
表4 不同压裂配液方式下的配液情况
该井压前不产气,预测压后无阻流量15×104m3/d,压后实测无阻流量13.6×104m3/d,压裂增产效果明显,达到预期增产目标。
(1)室内研究表明,该压裂液体系各项性能良好,对储层岩心基质渗透率损害率为13.34%,远低于水基压裂液对储层岩心基质渗透率损害率小于30%的通用技术要求,说明压裂液具有低伤害的特点。
(2)针对储层温度低情况,通过优选低温激活剂和生物酶破胶剂,提高了压裂液破胶性能,实现了压后1 h快速放喷,返排效果良好。
(3)该压裂液通过采用连续混配压裂施工方式,实现即配即用,有效避免了压裂液的浪费,提高了压裂液效率。