1压裂液性质描述
压裂液是水力压裂改造油气层过程中的工作液, 起着传递压力、形成和延伸裂缝、携带支撑剂的作用[1,2,3]。目前国内外主要的压裂液有以下几种:
(1) 羟丙基胍胶压裂液:分散介质为水, 添加羟丙基胍胶粉剂和助剂混合制成高粘度胶体。在现场应用过程中, 与有机硼交联液混合交联, 可形成一种网状结构, 有很强的携砂能力, 能将支撑剂携带进入裂缝带。在一段时间后, 网状结构会随着地温、压力以及过硫酸铵作用而被破坏, 结果是支撑剂留在裂缝内, 其余胶液上返地面, 对油气层起到改造目的。
(2) 清洁压裂液分散介质为盐水, 与表面活性剂和助剂混配成具有一定粘弹性的胶束, 在现场应用过程中, 盐水与表面活性剂发生反向离子作用, 形成一种细长胶束聚集体。当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度, 胶束聚集体从球状变为杆状或蠕虫状, 类似的胶束微胞会聚集对液体流动起到阻挡作用, 携砂能力极强, 依托网状结构粘弹性液体将支撑剂带入裂缝。作用一段时间后, 螺旋形分子结构会随着地温、压力以及地层水变化而分子分解, 破胶液上返地面, 而聚集体散落悬浮, 支撑剂在地层裂缝中残留起到改造油气层的作用。
(3) 新型泡沫压裂液:自生热体系与常规胍胶压裂液混合, 会发生放热化学反应, 温度随之升高, 压裂液会发生破胶, 同时生产气体和泡沫结构, 泡沫结构对压裂液的滤失有一定阻碍作用, 该类压裂液稳泡性能差、析水早且大、腐蚀性强。针对于低温、低压 (常压) 、滤失大、敏感储层具有良好的油气层改造作用。
(4) 新型弱酸性压裂液:残渣含量少, 仅为2%左右, 比一般的HPG压裂液残渣含量为8%低70%~80%, 对地层伤害小, 易于破胶返排, 耐温性能好, 同时具有剪切可恢复性。。此外, 该压裂液交联是在弱酸性条件下交联, 可避免碱敏对储层的永久性伤害。
(5) 纤维压裂液:1该类基液具有高稳定性、交联慢、强悬砂能力、耐剪切性;2纤维压裂液可有效降低表面张力、无破胶影响, 同时促进压裂液上返;3当闭合压力<20MPa时, 纤维压裂液对支撑剂的导流性能无影响;当闭合压力>20 MPa, 破坏了支撑剂的导流性能。
(6) 新型压裂液由稠化主剂GRF-1H、稠化辅剂GRF-2 和复合破胶剂组成, 配方简单。
该类溶液具有良好性能:高增黏特性、抗温性、抗盐性、抗剪切性、静动屈服值、黏弹性等。即能满足压裂施工要求, 同时携带能力较强, 极低的摩阻、采用有机物加溶和水稀释以及氧化多种机理, 保证了不同地层条件下的破胶性能, 且破胶后无残渣。
(7) VES清洁压裂液增稠性能主要来自表面活性剂分子, 该类分子溶解到水中后, 可形成高分子线团结构, 使得混合液具有高粘度, 可作为压裂液使用。例如中原油田、鄂尔多斯气田, 在使用VES-SL清洁压裂液后, 最应用结果表明:该类压裂液具有较强的携砂能力, 上返速率高, 并且对油气层伤害小, 能很好起到压裂增产的效果。
(8) 醇基压裂液:有效降低水相滞留伤害, 补充地层能量, 具有返排能力强、低伤害等特点, 能有效改善裂缝导流能力, 提高压裂效果。研制开发的醇基压裂液在185℃, 170s-1 剪切速率下剪切1h, 粘度为113m Pa·s;加入胶囊破胶剂后, 在90℃条件下, 4h可完全破胶化水, 岩心伤害率低。
(9) 超高温压裂液体系:超高温改性胍胶, 压裂液中的成胶剂具备起增稠、携砂和降滤失等特点, 直接决定着压裂液压裂效果。基于此, 超高温压裂液体系研发能起到良好效果, 具备耐高温、延迟交联等特性, 延迟时间4~8min, 190℃温度下, 剪切2h黏度高于70m Pa·s, 能够满足压裂液较长时间注入。异常高温 (185℃) 、超深 (近5000m) 条件下, 该类型压裂液也能较好地对油气层进行改造。
2压裂设计思路
(1) 排量:一般井设计排量2.0~2.5m3/min。
(2) 前置液百分比:15~20%。
(3) 砂比:砂比范围20~40%。为了减少对底层的伤害, 今年在扶余地区还采用清水压裂技术, 此技术砂比不超过11%
(4) 加砂强度:以往加砂强度在0.7~1.0m3/min, 今年加砂强度有所提高, 在0.8~1.2m3/min。
(5) 替置液:一般井等量替置, 特殊需要防砂井适量提高替置液液量, 今年在一些出砂比较严重的井, 还尾追树脂砂或核桃壳, 有效抑制了压后吐砂的现象。
3压裂液优化设计
在实验油田油藏认识的基础上, 合理选择压裂液, 压裂液应该具备造宽缝、输砂、高纵向支撑剖面、较高压裂效率、低温破交等特点, 该类压裂液同时应该具有易返排、低残渣、低成本等特点。
在了解油藏特点和选取压裂液要求的基础上, 合理优化选择低温、低伤害冻胶压裂液体系。该压裂液配方:1适用低温地层30~40℃的压裂液;2基液:羟丙基胍胶0.3%+破乳剂0.2%+助排剂0.2%+防硼剂2%。3交联液:硼砂1.0%+纯碱0.6+破胶剂0.3%+0.4%激活剂。交联比:20:1。
根据国内惯用的行业标准SY/T5107—1997《水基压裂液性能评价方法》, 对上述配方的压裂液体系进行综合性能评价, 结果见表1。
同时, 随着油藏温度场的变化, 压裂液尾追破胶剂, 采取契形均匀加入方式, 每10m3压裂液追加5kg破交剂, 能达到良好的效果。
4结语
主要对西北地区某油田进行了重复压裂, 并就应用结果进行了效果分析和经济评价。进行重复压裂的区块与去年相比, 产量都有所增加, 达到了年初的预期指标, 预计创效700万元以上。因此, 优化出的低温、低伤害冻胶压裂液体系实施效果好, 可为该类型油田提供技术支持。
摘要：压裂液作为改造油气层渗流能力的工作液, 主要从压裂液类型、压裂液设计思路、压裂液优化选择等角度出发, 优选出低温、低伤害冻胶压裂液体系, 由于高压重新建立了井筒与储层及高孔隙压力区之间良好的渗流通道, 形成了高的导流能力, 可以使产能很低的油气井恢复原始产率, 甚至更高, 从而提高采收率。
关键词：油田,压裂液,优选,应用
参考文献
[1] GIL I R, SMITH M B.Super height growth—strange sur-face pressures and refrac potential[R].SPE 106083, 2007.
[2] 叶芳春, 等.重复压裂技术综述, 钻采工艺, 1997, 20 (6) :25-28.
[3] 胡永全, 等.重复压裂技术研究, 天然气工业, 2004, 24 (3) :113-116.