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致密油藏压裂液制备应用研究

发布时间：2022-01-20T03:27:18.652Z来源：《防护工程》2021年30期作者：白玉1王刚1代刚1

[导读]压裂增产机理即水力压裂裂缝增长过程通过压裂改造，使许多复杂区块的地质储量得以升级和动用[1-2]，尤其在油田开发中，压裂

工艺，特别是压裂液的制备工艺日益重要。

延长油田股份有限公司质量监督中心

摘要：致密砂岩油藏受本身物性特征限制，其经济开发主要依赖于大规模体积压裂改造工艺技术。致密砂岩开发生产要求压裂液须具

有低伤害、较高的返排能力和防膨能力的特点。以延长油田X区块为例，通过开展不同压裂液类型、润湿性、温度、界面张力的渗吸室内实

验，研究不同影响因素下致密储层渗吸作用，最终制备得到了低分子量,低粘（基液粘度小于10.2mPa?s），压后能够有效破胶、易返排的连

续混配多羟基醇压裂液体系。通过对该体系多性能等评价,证明该压裂液抗剪切能力较强、破胶水化彻底、无残渣、滤失低、表界面张力

低、能防止黏土膨胀、对简化返排液处理工序，一定程度上可避免储层伤害。通过多组井场试验对照表明，应用该压裂液体系增产效果显

著，够满足致密油藏压裂施工对压裂液性能的要求。研究成果对致密油藏的压裂液制备工艺设计具有一定指导意义。

关键词：致密油藏；清洁压裂液；低伤害；交联剂；破胶剂

Keywords：Tightreservoir;Cleanfracturingfluid;Lowinjury;Crosslinkingagent;Breaker

引言

压裂增产机理即水力压裂裂缝增长过程通过压裂改造，使许多复杂区块的地质储量得以升级和动用[1-2]，尤其在油田开发中，压裂工

艺，特别是压裂液的制备工艺日益重要。理想的压裂液是在满足压裂造缝和携砂能力的同时，要求压裂液实现快速彻底破胶，降低对储层

的伤害，减少储层污染。在20世纪90年代后期，新一代的压裂液体系被开发成功，在一定程度上，成为常规植物胶水基压裂液体系的换代

产品[3]。目前常规的低分子醇基压裂液体系有一定的局限性：低碳醇使用浓度高；用量大，价格贵；易挥发、易燃，施工时安全和环保要

求高。致密油田开发角度，需开发一种以醇类化合物为增稠剂的水基压裂液体系，即能够具有醇基压裂液低分子、易返排的优点，又可提

高压裂液施工的安全、环保性能。

目前业内对致密储层间发生的渗吸作用影响因素的研究不够深入，已有的研究成果不足以支撑延长致密油藏的高效开发方案的设计工

作。

1.压裂液体系研究及制备

在压裂施工中，压裂液的主要作用是造缝和携砂。压裂液与地层岩石和油藏流体要配伍并且对支撑剂渗透率伤害最小。一般来说，压

裂液体系主要包括：水基压裂液、清洁压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液以及相应的交联剂、破胶剂和添加剂[4]。目前，延长油田应用的

压裂液以羟丙基瓜尔胶（HPG）为主，其水不溶物含量在6.5～8%，国外羟丙基瓜尔胶（HPG）水不溶物含量在2～4%。支撑剂包括石英砂

和陶粒，主要采用陶粒支撑剂。

1.1压裂液体系性能

压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要[5]。成功的压裂

作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还要能够迅速破胶；作业后能够迅速返排；能够很好地控制液体滤失；泵送期间摩阻较低；

同时还要体系经济可行。

表1-1多羟基醇压裂液体系配方组成

为提高压裂液耐温性能和交联强度，本次研究所用交联剂采用双组分交联体系。前人研究发现，多羟基醇体系PH改变是造成返胶的根

本原因[6]，同样本次研究采用具有一定释酸能力的新型破胶剂。最终该体系具体的配方如表１所示。参照《ＳＹ－Ｔ５１０７－１９９５

水基压裂液性能评价方法》对多羟基醇压裂液体系开展了室内评价实验。实验结果表明，该体系具有良好的耐温能力，具较好热抗剪切性

能。体系亲水性方面表现出溶解快、易回收的特点，控制带电基团与疏水链间的缔合强度实现低摩阻和可携砂的功能。

1.2数值软件模拟

本次研究利用石油工业界的先进压裂软件工具FracproPT模拟X区块生产过程中，不同参数下的裂缝扩展情况（如图1-1），完成了理论

在应用中的投影。并且，采用压裂软件对三种压裂液类型进行裂缝剖面模拟。结果表明体系的增粘效果更好，在一定的剪切速率下，能够

更加稳定的保持粘度。

图1-1连续混配多羟基醇压裂体系单井数值软件拟合图

2.压裂液返排回收处理再利用

理想的压裂液是在满足压裂造缝和携砂能力的同时，要求压裂液实现快速彻底破胶，降低对