低浓度瓜胶压裂液技术研究及应用.pdf

8 巾国油田化学品 专刊‘ 低浓度瓜胶压裂液技术研究及应用 徐敏杰‘胥云 雀明月 管保山 杨艳丽 刘萍 蒋廷学 杨振周 (中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化中心，河北廊坊065007) 摘要：压裂液伤害机理表明，影响裂缝导流能力的因素有很多，但未完全破胶的残胶和残 渣是降低压裂效果的主要因素。本文介绍了低浓度瓜胶压裂液体系的组成、性能评价结果和使 用方法，阐述了含有疏水基团接枝改性的瓜胶的分子结构和有机锆交联剂的交联机理，阐述了 低浓度瓜胶压裂液低伤害的本质就是所用的瓜胶分子量小和进入地层的瓜胶总量少。开发的低 0 浓度瓜胶压裂液的适用地层温度范围从常温到2 0℃，可以代替普通的瓜胶压裂液，用于对支 撑裂缝伤害要求低的低渗、特低渗储层的压裂改造。文中还给出了2个应用实例。 关键词：低浓度 瓜胶 压裂液 残胶 残渣 低伤害 导流能力 有机锆交联剂 近年来，致密低渗、特低渗储层及深层火山岩 经过最近20年的发展，开发了一系列的压裂液 储层的增产和求产技术对压裂技术提出越来越严格 体系(-’2)。例如，粘弹性表面活性剂压裂液，但它 的要求。压裂液是压裂改造的重要组成部分和关键 的粘度太低，不能在裂缝壁面形成阻挡层，以至大 环节，其性能优劣决定压裂施工的顺利与否和效果 量的液体滤失到地层，限制了这种压裂液的应用范 好坏，对于易受伤害的储层和深层高温储层，这种 围。普通的瓜胶压裂液中瓜胶的使用浓度高，粘度 影响更为突出。耐高温、低伤害、低成本是压裂液 大，在裂缝壁面易形成滤饼，但不易破胶，耐温能 发展的主要方向。早期的压裂液是油基的，经过不 力尚需进一步提高。把表面活性剂压裂液的低伤害 断的改进，现以水基压裂液为主。近几年来，人们 性和聚合物基压裂液的低滤失性结合起来，则是新 把开发压裂液的研究重点转移到如何提高压裂液的 一代压裂液技术的发展方向。我们成功开发的使用 耐温性和如何降低裂缝中浓缩胶伤害、保持高裂缝 含有疏水基团改性的瓜胶压裂液体系，则可以满足 导流能力。 这种新型压裂液的技术要求。与普通羟丙基瓜胶压 作者简介：徐敏杰，男，1965年出生。1987年毕业于华中科技大学应用化学系，获理学学士学位，1990年毕业于华中 科技大学研究生院，获工学硕士学位，现从事压裂酸化材料技术研究与开发。通信地址：河北省廊坊市万庄 专影 徐敏杰，等：低浓度瓜胶压裂液技术研究及应用 9 裂液相比，这种新一代瓜胶压裂液体系中瓜胶的使 用浓度可以减少使用20％一50％，但可以在裂缝壁面 上形成有效滤饼，降低压裂液的滤失，同时又容易 破胶，减少浓缩胶对裂缝的伤害。这种低浓度使用 的瓜胶已经形成了系列应用配方，适用温度从常温 到200C的高温，特别适用于对浓缩胶和压裂液残渣 图1 瓜胶的分子结构式 伤害敏感储层的压裂改造和深层高温储层的压裂改 造。 本研究使用的瓜胶其分子上已经引入了一定分 子结构的的亲油基团，改性之后的瓜胶性能类似于 1低浓度瓜胶压裂液的组成 表面活性剂。引入的亲油基团不能太亲油，其数量还 压裂液中有许多添加剂，主要有两个功能。一个 要保证改性之后的瓜胶在水中的溶解性。相比于瓜 是强化裂缝生成和携带支撑剂，另一个功能就是降 低压裂液对地层的伤害。稠化剂、交联剂，温度稳定 亲油基改性之后的瓜胶在水中的叠加浓度C}大大降 低。这意味着可以在比普通瓜胶浓度低得多的使用 剂、pH控制剂和降滤失剂属于前者。粘土稳定剂、 浓度下，实现瓜胶的交联。与普通瓜胶相比，新一代 破胶剂、杀菌剂、表面活性剂等属于后者。低浓度瓜