高52井區(qū)是長慶油田第一個規(guī)模開發(fā)的長,。區(qū) 塊，2008年底隨著向邊部滾動建產(chǎn)，在該區(qū)南部出 現(xiàn)了一批低產(chǎn)低效井，嚴重影響了高52井區(qū)長,。的 整體開發(fā)效益。2009年從加強低產(chǎn)區(qū)儲層認識人手， 針對儲層物性變差，開展了提高穿透比試驗;針對儲 層濁沸石含量高，中等偏強堿敏的特點，研發(fā)了適用 于堿敏儲層的新型羧甲基壓裂液。通過攻關(guān)試驗，改 造效果顯著提高:2009年高52井區(qū)南部改造90余口 井，與2008年南部區(qū)相比，投產(chǎn)前三個月平均單井日 增油0.8 t。
1羧甲基酸性壓裂液體系研發(fā)背景
普通胍膠壓裂液都是以有機硼、鋯、鈦等為有機交 聯(lián)劑，在堿性條件下交聯(lián)的液體體系，能夠滿足不同地 層的壓裂施工要求，但對于在堿性條件下交聯(lián)，PH值 高（英9),在壓裂施工過程中不能快速破膠返排，在地 層易殘留高分子物質(zhì)，對地層孔喉和微裂縫造成持久 的傷害,導(dǎo)致儲層滲流能力嚴重下降等問題。因此，開 發(fā)一種能在酸性條件下交聯(lián)的凍膠壓裂液體系，避免 常規(guī)胍膠壓裂液的以上不足，從而更加有效地改造儲 層特別是堿敏地層，有著十分重要的意義。
針對安塞油田高52井區(qū)由于濁沸石含量高 (6.5 %)，中等偏強堿敏的特點，在壓裂施工過程中壓 裂液及其破膠液對儲層傷害就顯得極為重要，采用羧 甲基胍膠作為增稠劑并研發(fā)了相應(yīng)的交聯(lián)劑，可在壓 裂工程中始終保持中性環(huán)境（常規(guī)胍膠壓裂液在堿性 條件下交聯(lián))，避免儲層堿敏礦物可能造成的潛在傷害 且有利于提高壓裂液體系的粘土防膨性能，有利于降 低入地液量增加后造成的儲層傷害。
表1離52井區(qū)儲層巖礦組合表
碎屑含量/%填隙物/%
石英類長石類巖屑類其它高嶺石鐵方解石綠泥石水云母濁沸石硅質(zhì)小計
高52*10,224.245.718.72.31.80.56.51.09.2
高31長HV20.459.85.33.01.43.96.411.6
高32長1CV20.856.58.32.02.04.85.010.8
高 18-23長1CV28.844.59.92.64.21.96.81.314.2
平均23.551.610.52.51.73.71.26.21.213.9
2羧甲基酸性壓裂液介紹
2.1羧甲基酸性壓裂液體系原理
胍膠原粉是提煉天然豆科植物胍爾豆的內(nèi)胚乳制 成的，它的主要化學成分為半乳甘露聚糖，分子為1:2, 平均相對分子質(zhì)量為25x10s，平均聚合度約900個|1】。 在聚糖分子中，主鏈是由1, 4甙鍵連接的甘露糖，側(cè)鏈 是1，6甙鍵連接的半乳糖。當胍膠以固態(tài)形式懸浮在 醇溶液中時，側(cè)鏈3、5位置上的羥基在催化劑的作用 下發(fā)生脫質(zhì)子化反應(yīng)，再進一步通過環(huán)氧丙烷的醚化 作用，形成新的產(chǎn)物一一輕丙基胍膠。經(jīng)過改性后，由 于在聚糖和某些水不溶性物質(zhì)上引人了新的化學基 團，使相對分子質(zhì)量較大的聚合物結(jié)晶度發(fā)生改變，從 而使產(chǎn)品水合能力增強，殘渣含量降低1M。
根據(jù)羥丙基胍膠的改性原理，在胍膠的分子結(jié)構(gòu) 中引人親水基團竣甲基基團，大大提高了親水性，增 加分子的分支程度，使其水溶速度加快，并以其良好 的性能優(yōu)于其他含半乳甘露聚糖植物膠衍生物，最終 合成固體粉末型改性胍膠。其干粉顆粒細小,呈白色 至淡黃色。
2.2羧甲基酸性壓裂液性能
稠化劑和交聯(lián)劑是壓裂液的關(guān)鍵，要解決酸性交 聯(lián)就得從稠化劑和交聯(lián)劑入手。通過對多種稠化劑和 交聯(lián)劑進行研究，最終篩選出CJ2-12稠化劑和JL-12 交聯(lián)劑，該稠化劑在pH值為2.0~5.0的范圍內(nèi)都能與 JL-12交聯(lián)劑交聯(lián)形成穩(wěn)定的凍膠。
2.2.1溶解性和增黏能力低的粉末用量可以明顯減 少殘渣的含量，但要達到壓裂液的黏度要求，就需要增 稠劑具有很好的溶解性和增黏能力。CJ2-12固體粉末 可用自來水配制成液體狀的壓裂液基液。配制好的基液 是呈半透明米黃色的黏稠狀溶液,放置初期有增黏的現(xiàn) 象，放置一定時間后黏度穩(wěn)定，基液在配制好40 min 后，黏度基本不變，達到溶解的平衡狀態(tài),比一般的羥丙 基胍膠溶解時間縮短了近一半，且CJ2-12用量少。這 個黏度的基液加入相應(yīng)的交聯(lián)劑后，能達到較好的交 聯(lián)效果,這充分證明它有很好的溶解和增黏能力。
2.2.2流變性流變性是考察液體的黏度受剪切作用 的影響程度。壓裂液不管是通過井筒、炮眼還是在地層 中推進，都會受到很大的剪切作用，所以抗剪切性能是 考察壓裂液性能好壞的首要參數(shù)，而這個性能主要靠 基液良好的抗剪切性能。
由圖2可以看出，0.35 % CJ2-6硼砂交聯(lián)壓裂液 體系的pH值在7.5~8.0,剪切2h后，粘度保持在 50 mPa.S以上，可滿足施工要求。
2.2.3破膠性在保證壓裂液具有良好流變性能的同 時，要求壓裂液快速徹底破膠，減少壓裂液對儲層的損 害。根據(jù)壓裂時裂縫溫度場的變化，優(yōu)化破膠剖面是保 證壓裂施工成功的關(guān)鍵。由于過硫酸銨破膠體系在現(xiàn) 場施工應(yīng)用中已經(jīng)取得了較好的效果，所以沿用該破 膠體系。針對不同的井深，通過調(diào)整水化劑的加量，壓 裂液形成的凍膠可完全破膠水化，滿足不同規(guī)模的壓 裂施工要求。破膠時間可根據(jù)施工要求對破膠劑用量 進行適當調(diào)整。殘渣含量僅為2 %，比一般的羥丙基 胍膠低70 %~80 %。
3羧甲基酸性壓裂液體系現(xiàn)場應(yīng)用
安塞油田高52井區(qū)長,。儲層填隙物以濁沸石和綠 泥石為主，濁沸石含量高(6.5 %)，敏感性較強,保持壓 裂液為中性，開展羧甲基壓裂液試驗，避免儲層傷害。
3.1儲層分布及特點
2009年5月起，采用確定并優(yōu)化的壓裂液體系配 方，在高52井區(qū)南部長儲層選取油層相對穩(wěn)定的邊 井進行羧甲基酸性壓裂液試驗，試驗井的油層參數(shù)(見 表2)。
表2試驗并油層參數(shù)表
井號層位厚度
/m時差 電阻率
/(p-s/m)油飽
!%視孔
(%解釋結(jié)果
高 31-26長》12.8223.4268.654.0311.96油層
高 33-24長》10,2216.1949.739.618.31差油層
高 32-25長》5.0221.8839.047.649.98差油層
高 35-22長》14.4216.6392.761.109.59油層
* 32-23長》11.3229.0647.550.1811.16油水同層
高 33-20長*011.7221.0254.346.049.91油水同層
高 34-23長》10.6217.5862.8056.010.90差油層
高 32-19長•〇18.0220.3157.2156.210.49油層
高 36-21長》18.7219.1455.1048,5410.20油水同層
高 31-22長》11.2217.5289.8962.5115.08油層
高 31-20長M153218.3282.4156.459.73油層
高 32-21長1011.8215.3269.9850.2410.06油水同層
3.2施工情況
12 口井均按設(shè)計施工，圓滿完成了加砂，施工成 功率100 %;羧甲基酸性壓裂液體系交聯(lián)穩(wěn)定，施工壓 力平穩(wěn)，砂比達到了設(shè)計要求，說明針對安塞油52井 區(qū)的地層特點確定并優(yōu)化的壓裂液體系配方完全可以 滿足現(xiàn)場壓裂施工的要求和不同的施工規(guī)模。
3.3改造效果
目前有12 口試驗井投產(chǎn)滿一個月以上，效果 較好，單井較對比井增〇.4~1.0t/d。對比羧甲基酸
性壓裂液體系施工井和常規(guī)胍膠壓裂液體系施工 井中油層物性和加砂量相近井的改造效果可知，油 層物性、射孔段油層厚度相近的井，在加砂量相同 或相近的情況下，羧甲基酸性壓裂液體系改造后的 日產(chǎn)油比普通胍膠壓裂液體系高，日產(chǎn)水低，改造 效果顯著。
表3離52井區(qū)羧甲基酸性壓裂液試驗試排數(shù)據(jù)表
電性數(shù)據(jù)壓裂參教試排產(chǎn)量
井別井號層位厚度電阻率孔咪度滲透率油飽砂量砂比排量曰產(chǎn)油日產(chǎn)水
/m/(ft-m)/%/mD/%/m3/%/(m3/min)/(m3/d)/(m3/d)
高 31-26長 10,212.868.5611.960.6650.762525.01.815.120.00
高 33-24長10】210.249.738.310.0444.684035.12.016.560.00
高 32-25長 10,25.039.009.980.0949.823535.02.014.820.00
高 35-22長HV14.492.669.590.2158.494535.42.441.160.00
高 32-23長 10,211.347.5311.163.1650.183535.02.021.420.00
試高 33-20長11.754.309.910.6149.394035.12.218.970.00
驗高 34-23長 10,210.662.8010.900.6757.104035.12.439.451.29
丼高 32-19長 10,218.057.2110.490.4254.284035.42.017.490.00
高 36-21長 10,218755.1010.200.4646.443535.42.063.450.00
高 31-22長10丨211.289.8915.080.3162.6!4035.42.020.972.73
高 31-20長KV15.382.419.731.4755.234035.42.021.930.00
高 32-21長1CV11.869.9810.060.7149.523535.02.021.180.00
平均1212.661.1010.610.7352.3837.534.42.126.040.34
高 33-19長 10,224.552.1810.700.3539.222030.31.615.906.81
對
比
井高 31-25長 10,212.168.6610.311.3247.812535.21.814.190.00
高 35-23長1(V12.181.8410.840.4760.993535.41.814.672.32
高 31-21長 10,214.598.8610.300.5456.072535.21.824.420.00
高 33-21長10丨210.751.549.510.1051.293035.11.822.080.00
乎均5.073.968.810.40.549.227.034.21.818.31.8
3.4改造效果原因分析
采用竣甲基酸性壓裂液體系對高52井區(qū)儲層進 行改造，效果顯示產(chǎn)油量提高，產(chǎn)水量下降，改造收益 明顯，主要有下面幾個原因：
(1)高52區(qū)儲層填隙物以濁沸石和綠泥石為主, 濁沸石含量高(6.5 %)，地層敏感性較強，羧甲基酸性 壓裂液避免了儲層堿敏礦物可能造成的潛在傷害。
(2)羧甲基酸性壓裂液濃度較低，可以減少進人油 氣層的固相含量，壓裂液更易破膠和返排，可有效降低 壓裂液對油氣層造成的傷害。
(3)羧甲基酸性壓裂液體系可使儲層保持較低的 pH值環(huán)境,從而有效的防止粘土的分散運移堵塞巖石 的孔隙喉道。
(4)羧甲基胍膠可在中性和弱酸性環(huán)境交聯(lián)，破膠 后殘渣含量低、防膨性能好，有利于降低人地液量增加 后造成的儲層傷害。
4結(jié)論
(1)開發(fā)了新型的羧甲基胍膠壓裂液體系，具有很 好的耐剪切性能、低殘渣、低傷害、防膨性能好等特點, 是一種值得推廣的壓裂液體系。
(2)安塞油田高52井區(qū)的羧甲基壓裂液的成功應(yīng) 用，分證明了羧甲基壓裂液該壓裂液體系完全可以滿 足該區(qū)塊井的壓裂施工要求。
(3)該體系的成功應(yīng)用對堿敏儲層的壓裂改造提 供了新技術(shù)、方法和新思路，對今后的壓裂工藝技術(shù)的 發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。