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大庆石油学院学报第３Ｏ卷第１期２００６年２月

ＪＯｕＲＮＡＬＯＦＤＡＱＩＮＧＰＥＴＲＯＬＥＵＭＩＮＳＴＩＴＵＴＥＶ０Ｉ．３ＯＮｏ．１Ｆｅｂ．２００６

大庆深层致密气藏高温压裂液的研制与应用

韩松，张浩，张风娟，冯程滨。，张永平

（１．大庆石油学院石油工程学院，黑龙江大庆１６３３１８｝２．大庆油田有限责任公司采油工程研究院．黑龙江大庆

１６３４５３）

摘要：针对深层致密气藏储层埋藏深、岩性复杂且微裂缝发育、压裂施工规模大的特点，研制了深层致密气藏压裂

液体系（ＣＨＴＧ），改变了传统压裂液受热、剪切快速降解的特点，研究了该压裂液体系性能．室内评价及现场应用表明：

ＣＨＴＧ压裂液在１７０℃高温环境中性能稳定，在１５０℃条件下，压裂液抗剪切可达到４．０ｈ。同时可根据需要控制压裂液

的流变性，降低压裂液摩阻，并当排量为７ｍ／ｍｉｎ时。ＣＨＴＧ压裂液的摩阻是清水的ｌ６。７｝采用的降滤剂能显著降低

双重介质下的压裂液滤失，压裂后表皮因数为一５．９２，２口井压后无阻流量超过１００×１０ｍ。／ｄ，其增产效果显著．

关键词：深层致密气藏，压裂液｝耐温耐剪切性能；破胶性；滤失性｝压裂施工

中圈分类号：ＴＥ３５７．１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００—１８９１（２００６）０１—００３４—０５

在深层致密气藏压裂中，压裂液性能是决定施工成败的关键因素之一，ＬＡＧＲ０ＮＥｃｃ报道了高温

压裂液在１２１～１３５℃条件下的剪切稳定性和热稳定性研究实验情况ｕ］，ｗＥｌＪＥＲｓＬ介绍了近年来日本

Ｍｉｎａｍｉ—Ｎａｇａｏｋａ气田（储层埋深为３８１０．０～４８７６．８ｍ，储层厚度为７９２．５ｍ）压裂液应用情况口］．

１９９０年日本在该气田尝试了２次水力压裂（ＫｉｔａＡｓａｈｉｈａｒａ＃１和１ｗａｎｏｈａｒａ＃１井），由于支撑剂充填问

题而告失败．２００２年日本再次进行压裂改造，施工采用锆（Ｚｒ）交联羧甲基羟丙基胍胶（ＣＭＨＰＧ）压裂液，

在１６２℃条件下进行了室内评价，施工取得成功．从国内外改造经验上看，寻找在超高温和长时间工作环

境下保持稳定的压裂液仍然是深层改造的主要难题．近年来，在大庆徐家围子、升平、丰乐等地区发现了

可观的天然气资源，但深部气藏储层埋藏深，岩石致密，自然产能低，只有通过压裂改造才能获得工业气

流．由于其地质条件、地质结构复杂，压裂难度大，这已成为增产改造的世界级难题．尤其是目前国内现

有的压裂液不能满足深层高温环境和长时间、大规模施工的需要，并且不适应深层岩性特殊、天然裂缝发

育等复杂的地质条件，因此，研制高温压裂液成为深层增产改造的关键技术．大庆深部致密气层主要为深

层的白垩系下统泉头组一、二段、登娄库组、营城组、沙河子组、侏罗系上统火石岭组及盆地基底，埋藏深度

为３０００￣４５００ｍ，岩性复杂，有致密砂岩、砂砾岩、火山岩和基岩风化壳和浅变质岩等，储层中存在着大

量的微裂缝、孑Ｌ洞，岩石坚硬．这些特点给大庆压裂液研究带来难题：一是储层温度高，压裂施工时间长，

压裂液在储层高温环境中长时间经受过度剪切，难以保持持续的造缝和悬砂能力；二是储气层埋藏深，压

裂施工排量大，压裂液沿程摩阻难以控制，如不能降低施工摩阻，将影响顺利施工；三是深层发育有极为丰

富的多裂缝，压裂液大量滤失将导致缝内局部砂质量分数过高而产生桥堵．笔者针对深层改造的复杂性，

研制了深层致密气藏压裂液（以下简称ＣＨＴＧ压裂液）．

１实验

１．１材料与仪器

仪器包括ＲＶ一３Ｏ流变仪（德国Ｈａａｋｅ公司生产），ＶＴ５５０旋转黏度计（美国Ｈａａｋｅ公司生产），吴茵

混调器（美国Ｂａｒｏｉｄ公司生产），高温高压滤失仪（美国Ｆａｎｎ公司生产）．药品包括羟丙基胍胶（ＨＰＧ），东

收稿日期：２００５—１１—１８；审稿人：王铁军ｔ编辑：关开澄

基金项目；黑龙江省科技攻关项目（黑２Ｏ０４—９５２）

作者简介：韩松（