目前，長慶油氣田儲層改造所使用的壓裂液體 系以羥丙基瓜爾膠壓裂液體系為主，為保證壓裂液 體系性能和壓裂施工的順利實(shí)施，油井壓裂液體系 中羥丙基瓜爾膠使用量為〇。 35% ~ 0.40%，氣井壓裂 液體系中羥丙基瓜爾膠使用量為0.50% ~ 0.55%,稠 化劑用量大，高的稠化劑用量也使得壓裂液體系破 膠殘?jiān)枯^高，油氣井壓裂液體系一般分別在 300mg/L 和 450mg/L 以上。

　　

　　2011年以來，在印度公司實(shí)行全球壟斷供應(yīng)、歐 美市場需求強(qiáng)勁的情況下，胍膠片的價(jià)格開始直線 飆升，羥丙基瓜爾膠的價(jià)格也隨之上漲，中石油物資 采購招投標(biāo)會議最新確定的羥丙基瓜爾膠(一級品) 供應(yīng)價(jià)格從2011年平均定價(jià)27694元/噸上漲至目 前的175820元/噸。

　　

　　隨著長慶氣田的開發(fā)，低滲透及超低滲透氣田 的開發(fā)成為長慶氣田增產(chǎn)的亮點(diǎn)。但這些氣田孔隙 度小，滲透率基本屬于低滲-致密儲層，必須經(jīng)過 壓裂等改造措施提高單井產(chǎn)能，具有低傷害、高液體 經(jīng)濟(jì)效益等性能的水基壓裂液體系更適合長慶低滲透儲層改造。

　　

　　因此，研究開發(fā)一種適用于長慶氣田儲層改造的 超低濃度壓裂液，在不降低壓裂液性能的前提下，將 稠化劑濃度降低到0.31%~0.33%，既降低儲層改造 成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又降低了壓裂液對 儲層的傷害，提高增產(chǎn)改造效果，適應(yīng)油田未來的發(fā) 展方向，具有較好的應(yīng)用潛力。

　　

　　第二部分超低濃度瓜爾膠壓裂液體系開發(fā)1、交聯(lián)劑調(diào)研了解國內(nèi)外交聯(lián)劑相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀，確定了高 效交聯(lián)劑合成工藝和工業(yè)化生產(chǎn)的研究思路和研究 方法，制定了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方案，以硼酸鹽、有機(jī)配位體， 助劑在一定條件下反應(yīng)生成高效交聯(lián)劑JL-9。以該 髙效交聯(lián)劑形成的壓裂液具有較好的抗溫、抗剪切 能力，體系具有易破膠、易返排、對支撐裂縫導(dǎo)流能 力損害低等優(yōu)點(diǎn)。

　　

　　2、助排煙作者簡介：杜彪（1975.07-)，男，工作單位：西安長慶化工集團(tuán)，西安石油大學(xué)畢業(yè)，石油工程師，所長。

　　

　　為促進(jìn)壓裂液返排，減少其對油氣層的水鎖損 害，研究開發(fā)了 CF-5F氣井助排劑，與體系配伍性，能達(dá)到降低壓裂返排液表面張力的要求。

　　

　　3，粘土穩(wěn)定劑砂巖油氣層中一般都含有粘土礦物，砂巖油氣層 粘土含量較高，水敏性較快，遇水后水化膨脹和分散 運(yùn)移，堵塞油氣層，降低油氣層的滲透率。為防止油 氣層中粘土礦物的水化膨脹和分散運(yùn)移，研究開發(fā) 出了與體系配伍的COP-3粘土穩(wěn)定劑。

　　

　　4、耐溫增強(qiáng)劑研究開發(fā)了 TJ-1交聯(lián)增強(qiáng)劑，能提高體系的交 聯(lián)效果和壓裂液性能。

　　

　　5、起泡劑長慶油田屬于三低油氣藏，地層沒有足夠的動 力，為了給地層提供一定的動力，使壓裂液破膠后易 從地層中返起出來，往往會在壓裂液中加人起泡劑， 優(yōu)選了井下助劑公司生產(chǎn)的起泡劑YFP-2作為體系 的起泡劑。

　　

　　6、殺菌劑微生物的種類很多，分布極廣，繁殖生長速度很 快，具有較強(qiáng)的合成和分解能力，能引起植物溶膠液 變質(zhì)。優(yōu)選了井下助劑公司生產(chǎn)的殺菌劑CJSJ-3, 以保持壓裂液基液的穩(wěn)定性和防止地層內(nèi)細(xì)菌的生 長。

　　

　　在上述研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)形成了氣井超低濃度 瓜爾膠壓裂液體系，配方如下：基液：0.31%~0.33%CJ2-6羥丙基瓜爾膠 +0? 50%CF-5F 助排劑 +0? 50%COP-3 粘土穩(wěn)定 劑 +0.50%YFP-2 起泡劑+0? 10%CJSJ-3 殺菌劑 +0.30%TJ-1耐溫增強(qiáng)劑交聯(lián)劑：50%JL-9交聯(lián)劑交聯(lián)比：100:0.3~100:0.6,室內(nèi)最佳交聯(lián)比 100:0.4,現(xiàn)場最佳交聯(lián)比根據(jù)實(shí)際情況確定。

　　

　　第三部分超低濃度瓜爾膠壓裂液體系性能 評價(jià)1、基液基本性徒按照《水基壓裂液性能評價(jià)方法》配制壓裂液基 液，在30X：水浴中放置4小時(shí)后，測得壓裂液基液性 能見表1。

　　

　　表1壓裂液基液基本性能壓裂液基液配方密度(g/mL)pH值粘度(mPa-s)

　　

　　0.3l%CJ2-6+添加劑l.OOl9.5左右24.00.33%CI2-6+添加劑I 0029.5左右27.02.對S性雎將稠化劑濃度為〇。 31°/。、0.33%的基液分別和交 聯(lián)劑幾—9按照100:0.4交聯(lián)后，采用BROOKFIELD 公司PVS高溫高壓流變儀評價(jià)其耐溫性能，結(jié)果見 圖1和圖2。

　　

　　由圖1和圖2可以看出，0.31%CJ2-6+添加劑 體系壓裂液的耐溫能力達(dá)到107C，0.33%CJ2-6+ 添加劑體系壓裂液的耐溫能力達(dá)到120X：。

　　

　　3.耐溫對剪切性能將基液和交聯(lián)劑JL-9按照100:0.4交聯(lián)后，采 用BROOKFIELD公司PVS高溫髙壓流變儀評價(jià)其 在90TC下的耐溫耐剪切性能，結(jié)果見圖3~圖4。

　　

　　表8蘇里格巖心傷害實(shí)驗(yàn)結(jié)果弁樣品編號居位氣測滲遇率孔隊(duì)滲透率傷害平均傷號/xl〇?細(xì) 2度，％傷窖前傷害后率丨，0害/%1-19/50-1盒80.5235.980.242019320.25蘇M 9/50-2盒80 5345 850.2180 18116 97XX3-40/57-1山10.5727.230.2420.19818183-40/57-2山10.6937.140.1770.15517.24表7中數(shù)據(jù)顯示，該體系破膠后的破膠液具有高 的防膨率。

　　

　　9.巖心滲進(jìn)年損害率選取蘇XX井的巖心進(jìn)行壓裂液傳害實(shí)驗(yàn)，測得 傷害結(jié)果見表8。

　　

　　表79(TC下完全破膠后破膠液表面張力壓裂液體系破膠液防膨率，％O.M%CO添加劑壓裂液體系53.430.33%CJ2-6+添加劑壓裂液體系5585表4稠化劑濃度為0.33%的壓裂液90°C下的靜態(tài)破膠數(shù)據(jù)時(shí)間90X：時(shí)不同APS加S下破膠液粘度/mPa-s/min0.006%0.008%0.01%3011.724.613.17609.58//905.26//表中破膠數(shù)據(jù)表明，壓裂液形成的凍膠可完全表3稠化劑濃度為0.31 %的壓裂液90‘C下的靜態(tài)破膠數(shù)據(jù)時(shí)間不同APS加童下破膠液粘庋/mPa-s/min0.005%0.006%0.008%306.614.942.83604.26//從圖3~圖4可以看出，9〇iC、170s-1剪切60min 后，壓裂液的粘度分別大于140mPa ? s和155mPa ? s，說明該體系在90X：下有良好的抗溫、抗剪切性能。

　　

　　4.靜態(tài)濾失性徒按SY/T5107-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓裂液靜態(tài)濾失 測定方法，采用高溫高壓濾失儀對壓裂液90X：下的 濾失性能進(jìn)行了測定，結(jié)果見表2。

　　

　　表2壓裂液的濾失性能壓裂液體系初濾失置(mVm2)濃失系數(shù))

　　

　　0.31%CJ2*6^ 添加劑0.0387.860.33%CJ2+添加劑0.0347.335 .破腚性板在基液中加入不同量的破膠劑APS，與交聯(lián)劑 按照100:0.4交聯(lián)后，評價(jià)壓裂液在90TC下的破膠 性能，不同破膠劑加量下破膠液的粘度見表3和表4。 破膠水化，針對不同的井深，通過調(diào)整水化劑的加 量，可滿足不同規(guī)模的壓裂施工要求。

　　

　　6、破肢殘?jiān)鼘毫岩夯汉徒宦?lián)劑按照100:0.4交聯(lián)后在 90X：下的破膠完全破膠，測得0.31%CJ2-6+添加劑 壓裂液體系和〇。 33%CJ2-6+添加劑壓裂液體系破膠 殘?jiān)姳?。

　　

　　表59(TC下完全破膠后的破膠殘?jiān)鼔毫岩后w系破膠殘?jiān)?，mg/L0,31%CJ2>6+添加劑壓裂液體系282.20.33%CJM+添加劑壓裂液體系336.17、破腚液表面張力將壓裂液完全破膠，測得上層清液表面張力見表6。

　　

　　表69〇°c下完全破膠后破膠液表面張力壓裂液體系破膠液表面張力，mN/ra0.31 %CJ2?6+添加劑壓裂液體系25.850.33%CJ2-6+添加劑壓裂液體系26.48表6中數(shù)據(jù)表明體系能滿足壓裂后返排的要求。 8,破肢液防鱒親力將壓裂液基液和交聯(lián)劑按100:0.4交聯(lián)后完全破 膠，測得上層清液防膨率見表7。

　　

　　并號居位砂屢(■)律量(■?/■in)砂比(%)<UPa)工壓（MPa)停SOPa)無明逋量(l〇V/d)

　　

　　蘇車57-xx金845.62.923.352.453.8-39.51910.2612山118. a2.420.255.252.8-40. S\馬五43\2. 0-2. 8\62.432.9-45.0273.9116馬五5\1.9-3. 1\58.339.1-50. 733m53-xx倉828.72.225.33837-48.627.814.8676山140.72.425.24240.4-49. 523.3馬五41\2. 8-1. 5\6730.3-57.0214蘇東17-xx盒334.62.626.342.660.7-42 1\5.0605金8T35.62.42259.155.2-40. 921山1225.5ZA26.345.555.3-41. 718山2130.52.625.45540.9-48.3\山22辦永34-wcM420 52.420.3SO57.7-43.328.3B. 189金712 52.416 85743 8-37.8\倉715.52.420.8不明靂40.0-31 2\盒820.52.421.742.544.6-34.318.5山130.72.625.158.952.1-46.3\蘇東08-xx倉850.72.824.247.940.2-S7.414.73.8099山221.62.221.337.335.4-44.218.1蘇東M-3CX金<26.62.225.2不明麗4S-382S.85. n?

　　

　　食820.62.225.1動46.9-3922.7山125.62.2-Z425.248.7S3.2-46. 4\從表中數(shù)據(jù)可以明顯的看出，該壓裂液體系對儲 層具有較低的傷害率，表現(xiàn)出良好的儲層適應(yīng)性。

　　

　　第四部分超低濃度壓裂液體系應(yīng)用研究2011年4月開始在長慶氣田使用超低濃度瓜爾 膠壓裂液體系，至2011年底，在長慶氣田應(yīng)用了 50 口直井，3 口水平井，施工過程中交聯(lián)好，壓裂時(shí)攜 砂良好，施工壓力平穩(wěn)，均順利完成施工。部分施工 井的施工參數(shù)和無阻流量見表9。

　　

　　在長慶油田公司第五采氣廠采用超低濃度瓜爾膠 壓裂液施工的46 口試驗(yàn)井最髙無阻流量為18.0512 <104〇13/(1，平均無阻流量為6.3688 父1041113/(1，采 用常規(guī)瓜爾膠壓裂液施工的92 口對比井平均無阻流 量為4.5885 ><1〇^13/<1。

　　

　　表9部分施工井的施工參數(shù)和無阻流量第五部分結(jié)論1、研究開發(fā)形成了氣井超低濃度瓜爾膠壓裂液 體系，將氣井儲層改造所用壓裂液體系中的羥丙基 瓜爾膠用量從〇。 50% -0.55%降低到0.31%~ 0? 33%， 降低38% ~ 40%，降低壓裂液成本，2、體研究開發(fā)的氣井超低濃度瓜爾膠壓裂液體 系具有較好的抗溫、抗剪切能力，易破膠返排，破膠 殘?jiān)陀?50mg/L (氣井常規(guī)體系450mg/L以上)， 對儲層巖心傷害率低。

　　

　　3、2011年在長慶氣田采用超低濃度瓜爾膠壓 裂液體系施工了 50 口直井，3 口水平井，施工過程?？薪宦?lián)好，壓裂時(shí)攜砂良好，施工壓力平穩(wěn)，均順 利完成施工。長慶油田公司第五采氣廠46 口試驗(yàn) 井平均無阻流量為6.3688 乂1〇41113/(1，釆用常規(guī) 瓜爾膠壓裂液施工的92 口對比井平均無阻流量為 4.5885 x lOtiVd，增產(chǎn)效果較好。