利用壓裂酸化技術(shù)改造地層是提高油氣井單井 產(chǎn)量的有效手段。在石油天然氣壓裂增產(chǎn)施工作業(yè) 中，產(chǎn)生了大量返排液體，對(duì)環(huán)境造成一定危害。壓 裂液一次性使用造成的水資源浪費(fèi)以及后期廢水處 理，均給企業(yè)帶來(lái)巨大的成本壓力。因此，長(zhǎng)慶石油 勘探局研制開(kāi)發(fā)了新型低分子環(huán)保型壓裂液技術(shù)。

　　

　　1壓裂在長(zhǎng)慶油田產(chǎn)能建設(shè)中的重要作用壓裂是指在井筒中形成高壓迫使地層形成裂縫 的技術(shù)。通常是應(yīng)用水力傳壓原理，從地面泵入攜帶 支撐劑的高壓工作液，使地層形成并保持裂縫，其結(jié) 果相當(dāng)于擴(kuò)大了井筒半徑，增加了泄流面積，降低了 滲流阻力，從而能大幅度提高油、氣井產(chǎn)量，提高采 油速度，縮短開(kāi)采周期，降低采油成本。因此，在油 田勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中得到普遍應(yīng)用。

　　

　　長(zhǎng)慶石油勘探局國(guó)內(nèi)主要工作區(qū)域在鄂爾多斯 盆地及周邊地區(qū)。鄂爾多斯盆地的地質(zhì)特點(diǎn)是“三低 一高”（低產(chǎn)、低壓、低滲透率，髙含硫)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 長(zhǎng)慶油田目前在延長(zhǎng)組己探明石油地質(zhì)儲(chǔ)量中，滲透 率大于10毫達(dá)西的占14. 2%, 3?10毫達(dá)西的占3.8%， 1?3毫達(dá)西的占59.2%, 0. 5?1毫達(dá)西的占13. 4%, 0.3?0.5毫達(dá)西的占9. 2%，0.1?0.3毫達(dá)西的占 0. 2%。而滲透率凡小于3毫達(dá)西的屬特低滲透地層。 由此看來(lái)，長(zhǎng)慶油田絕大部分是特低滲透層。若長(zhǎng)慶 油田要有效地提高單井產(chǎn)量，必須在生產(chǎn)中經(jīng)常性地 進(jìn)行壓裂改造。因此，長(zhǎng)期以來(lái)壓裂技術(shù)在長(zhǎng)慶油田 油氣生產(chǎn)中起著重要地位。

　　

　　2原有壓裂液的缺陷壓裂液的主要作用是將地面設(shè)備的能量傳遞到 油層巖石上，形成裂縫，把支撐劑輸送到裂縫中。一 般較好的壓裂液應(yīng)具備濾失小、攜砂能力強(qiáng)、摩阻低、 穩(wěn)定性好、配伍性好、低殘?jiān)?、易返排等性能。隨著 石油工業(yè)的發(fā)展，壓裂施工的規(guī)模越來(lái)越大，壓裂液 用量也隨之增加。所以壓裂液還應(yīng)具備貨源廣、成本 低、配制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，以滿(mǎn)足大型壓裂和新井壓裂施 工的需要。

　　

　　目前國(guó)內(nèi)油田壓裂施工基本上采用的是高分子 壓裂液體技術(shù)，即水基聚合物壓裂液所應(yīng)用的瓜爾膠 及其衍生物。由于它低廉的費(fèi)用和較好的流變控制特 性，在壓裂工藝中已應(yīng)用了許多年，這種壓裂液具有抗剪切性好、熱穩(wěn)定性好、水不 溶物和破膠殘?jiān)枯^低、控制濾失能力強(qiáng)等諸多優(yōu) 點(diǎn)。然而，和其他眾多的水基壓裂液一樣，羥丙基瓜 爾膠(HPGF)仍具有一定的不足：難以滿(mǎn)足施工規(guī)模及 快速破膠返排的要求；壓裂液在地層易殘留高分子， 對(duì)地層孔喉和微裂縫會(huì)造成持久的傷害：在壓裂增產(chǎn) 施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量返排壓裂殘液，對(duì)環(huán)境造成很 大影響。且這種壓裂液破膠后的返排液是不可再利用 的，一次性使用和后期處理導(dǎo)致浪費(fèi)嚴(yán)重，排放會(huì)污 染環(huán)境，處理費(fèi)用大，許多企業(yè)難以承受。因此，市 場(chǎng)急需新型低分子環(huán)保型壓裂液。

　　

　　3低分子環(huán)保型壓裂液的優(yōu)點(diǎn)徐非凡，1992年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院安全工程專(zhuān)業(yè)，工程師，現(xiàn)任長(zhǎng)慶石油勘探局質(zhì)量安全環(huán)保處副處長(zhǎng)，主管環(huán)保工作?通訊地址：陜西省西安市長(zhǎng) 慶石油勘探局質(zhì)量安全環(huán)保處，710021低分子環(huán)保型壓裂液在環(huán)境保護(hù)方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：?是一種以低分子聚合物為稠化劑的壓裂液。低分 子增稠劑是一種分子量比傳統(tǒng)羥丙基瓜爾膠（HPGF) 要小25?30倍的低分子增稠劑，因此和傳統(tǒng)壓裂液 達(dá)到相同的增稠效果時(shí)，所使用的低分子壓裂液的質(zhì) 量只是傳統(tǒng)增稠劑的1/30?1/25,大大節(jié)約了化學(xué) 劑的使用量，從源頭上減少了污染物的產(chǎn)生，節(jié)約了 生產(chǎn)成本和污染防治成本。

　　

　　?具有較好的耐溫抗剪切能力。同一溫度下壓裂液 可保持恒定的黏度而不下降；壓裂液可避免在泵送過(guò) 程中持續(xù)降黏；不需象傳統(tǒng)瓜爾膠壓裂液體系那樣需 持續(xù)添加稠化劑，使該壓裂液體系中的化學(xué)物配制比 例保持穩(wěn)定，為其能循環(huán)利用創(chuàng)造了有利的條件。 ?低分子環(huán)保壓裂液（LMF)采用屏蔽交聯(lián)技術(shù)和聚 合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞與恢復(fù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)體系的破膠與交 聯(lián)可逆，施工中不需要氧化破膠劑就可以實(shí)現(xiàn)破膠返 排，并能有效降低對(duì)裂縫導(dǎo)流能力的傷害。破膠后液體 中增稠劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)不受破壞。因此，對(duì)壓裂液的返排 液進(jìn)行回收后循環(huán)使用。其效果不受重復(fù)利用次數(shù)的影 響；回收利用壓裂返排液，降低了廢液處理成本。

　　

　　4環(huán)保型壓裂液的開(kāi)發(fā)應(yīng)用及效益分析4.1國(guó)外、2003年，哈利伯頓公司發(fā)明了一種稱(chēng)為哈里伯 頓微束聚合物（HMP)體系的壓裂液，在美國(guó)得?？怂_ 斯油田的壓裂改造中取得成功。這種新型壓裂液無(wú)需 使用破膠劑，因而在泵送過(guò)程中避免了常規(guī)壓裂液中 破膠劑對(duì)壓裂液的持續(xù)降黏，具有非常穩(wěn)定的流變性 能。壓裂之后，依靠地層的固有酸堿環(huán)境，使壓裂液 體系降解至短分子鏈，可以清潔支撐裂縫，并可回收 再利用。

　　

　　1.2國(guó)內(nèi)從2003年開(kāi)始，長(zhǎng)慶油田在國(guó)內(nèi)率先進(jìn)行低分 子環(huán)保型壓裂液體系的研究開(kāi)發(fā)，并取得成功。打破 了傳統(tǒng)高分子壓裂液一統(tǒng)天下的局面，使得壓裂液技 術(shù)向環(huán)保、節(jié)約、降低施工成本的方向發(fā)展。

　　

　　該壓裂液體系突破了 4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在低分子增 稠劑的開(kāi)發(fā)、低分子的交聯(lián)技術(shù)、聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破 壞與恢復(fù)技術(shù)、返排液的回收再利用技術(shù)方面，取得 重要的創(chuàng)新和實(shí)質(zhì)性的突破。LMF結(jié)合了常規(guī)HPGF 及清潔壓裂液兩者的優(yōu)點(diǎn)，既保持了低的殘?jiān)?，又保持了聚合物壓裂液體系的優(yōu)點(diǎn)，它不僅成本低而且在 現(xiàn)場(chǎng)容易操作，在降低傷害裂縫導(dǎo)流能力的同時(shí)，保 證了良好的濾失控制性能。壓裂液在裂縫壁面易被破 壞，避免了對(duì)地層孔喉和微裂縫造成持久傷害。

　　

　　3.3效益分析由于壓裂液的返排液可以循環(huán)使用，節(jié)約了用水 及化學(xué)添加劑，減少了廢液的排放和處理費(fèi)用，獲得 了可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　

　　2005年，長(zhǎng)慶油田井下技術(shù)作業(yè)處在西峰油田 隴東區(qū)塊長(zhǎng)8儲(chǔ)油層6 口井現(xiàn)場(chǎng)，先后進(jìn)行了以下三 個(gè)試驗(yàn)：?壓裂觀(guān)察試驗(yàn)，觀(guān)察壓裂液能否滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的壓裂 施工要求；?返排液回收測(cè)試，對(duì)回收的壓裂液返排液進(jìn)行了 性能測(cè)試；?返排液回收利用試驗(yàn)，對(duì)回收液體的實(shí)際應(yīng)用性 能進(jìn)行W價(jià)。

　　

　　在此基礎(chǔ)上，2006年針對(duì)長(zhǎng)慶油田各區(qū)塊油層 特點(diǎn)確定并優(yōu)化了 LMF壓裂液配方；研制了升降式分 離除砂器，能有效脫氣、消泡、去除回收液中的泥砂 和支撐劑等機(jī)械雜質(zhì)，使用安全方便。2006年共推 廣應(yīng)用37 口井，改造效果顯著，比常規(guī)壓裂液壓裂 的鄰井產(chǎn)量提高20%?70%，單井加砂量最小3 m3, 最大85 m3,單層最大加砂量45 m3,均按施工設(shè)計(jì)圓 ?滿(mǎn)完成了加砂，施工成功率1〇〇%。平均每口井使用 回收液約70m3,壓裂液中返排液占32. 26%,單井最 高達(dá)85. 7%:平均返排液回收率51. 3%;平均每井 節(jié)約用水94m3,節(jié)約用水38.29^單井經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表1單井使用低分子環(huán)保型壓裂液經(jīng)濟(jì)效益分析項(xiàng)目.節(jié)約用水回收壓裂液減少 處理污水合計(jì)體積（m3)9470164單價(jià)（元/ n3)8017060經(jīng)濟(jì)效益（元）752011900984029260表2使用低分子環(huán)保型壓裂液經(jīng)濟(jì)效益及預(yù)測(cè)年份200620072008,200分井?dāng)?shù)（口）3760500.1500經(jīng)濟(jì)效益(萬(wàn)元）108. 26175.5614634389上表1。2007年共試用60 口，2008年計(jì)劃試用500 口，2009年將全面推廣，預(yù)計(jì)達(dá)到1500 口，將產(chǎn)生 的擇濟(jì)效益見(jiàn)上表2。

　　

　　5結(jié)束語(yǔ)通過(guò)改變常規(guī)壓裂液的交聯(lián)和破膠方式，在保證 壓裂施工的前提下，對(duì)返排液還原恢復(fù)使其達(dá)到新鮮 壓裂液的性能，不僅減少了壓裂施工作業(yè)污水的處理 量，還能變廢為寶，減少壓裂液的成本，是一種既環(huán) 保又節(jié)約的技術(shù)創(chuàng)新。在干旱、生態(tài)脆弱的西部地區(qū)， 節(jié)約了寶貴的水資源，減少了環(huán)境污染，符合創(chuàng)建和 諧、節(jié)能社會(huì)的發(fā)展要求。不僅推動(dòng)了長(zhǎng)慶油田壓裂 施工作業(yè)污水處理技術(shù)進(jìn)步，而且為我國(guó)綠色環(huán)保壓 裂液的發(fā)展提供了新的思路。