蘇里格地區(qū)現(xiàn)普遍采用的是輕丙基瓜爾膠壓裂 液體系，該壓裂液體系存在稠化劑水不溶物高、破 膠液殘?jiān)蟮葐栴}。隨著開發(fā)程度的推進(jìn)，蘇里格 地區(qū)壓裂工藝技術(shù)日趨完善，壓裂液也由低成本單 一種類向多元化發(fā)展，近年來在低傷害壓裂液研究 方面更加受到重視。在保證壓裂液耐溫、耐剪切性 能和攜砂性能的前提下，通過降低壓裂液體系中稠 化劑用量、使用水不溶物含量低的新型稠化劑，研 制出一種對(duì)儲(chǔ)層基質(zhì)滲透率和支撐裂縫傷害小的壓 裂液，以最大限度地保護(hù)儲(chǔ)層和提高裂縫導(dǎo)流能力， 達(dá)到改善壓裂效果、提高油田勘探開發(fā)效益的目的。

　　

　　1增稠釗和文聯(lián)剎的逸擇1.1增稠劑優(yōu)選的低傷害改性植物膠是利用植物膠（田箐 膠、香豆膠等）經(jīng)過特殊的分子改性并在植物膠上 引人疏水基團(tuán)合成的，屬于陰離子型瓜爾膠，是一 種高性能的增稠劑，在酸、堿性條件下均能交聯(lián)， 形成具有良好的耐溫和耐剪切性能的凍膠，其性能 與非離子型瓜爾膠有相類似之處。其特點(diǎn)如下。

　　

　　文章編號(hào)：1001-5620 (2013 ) 04-0072-031)相對(duì)分子量小。普通輕丙基瓜爾膠的分子 量分布在100萬?200萬之間，而該低傷害改性植 物膠的分子量在10萬?20萬之間，是普通羥丙基 瓜爾膠的十分之一。

　　

　　2)水不溶物含量低。普通羥丙基瓜爾膠水不 溶物含量在8%左右，而該低傷害改性植物膠的水 不溶物含量小于3%，僅相當(dāng)于普通瓜爾膠的40%， 2者的主要性能指標(biāo)見表1。

　　

　　表1低傷害改性植物膠與普通 羥丙基瓜爾膠主要性能對(duì)比稠化劑含水率/AV!水不溶物/%mPa ? s%低傷害改性植物膠5.41111.62普通羥丙基瓜爾膠7.81148.003)適用溫度范圍廣、稠化劑使用濃度較低， 通常用量在0.2%?0.3%之間。與普通羥丙基瓜爾 膠壓裂液體系相比該低傷害改性植物膠壓裂液的殘 渣只有普通羥丙基瓜爾膠壓裂液體系的1/3?1/4 ; 達(dá)到相同流變黏度的用量可以減少20%?50%,從第一作者簡(jiǎn)介：李偉，助理工程師，2009年畢業(yè)于東北石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。地址：天津大港油田渤海鉆探工程 技術(shù)研究院；郵編 300280 ;電話 18222266246 ; E-mail : liweilink@163.com。

　　

　　第30卷第4期李偉等：低傷害改性植物肢壓裂液體系73> or 32個(gè)層面上減少了壓裂液殘?jiān)暮浚ㄒ姳? )。

　　

　　4)分散性好。低傷害改性植物膠經(jīng)過特殊的 表面處理技術(shù)，使其加人水中后30?60s內(nèi)不增黏， 利于攪拌成均勻的體系，不易形成“魚眼”，能最 大限度地發(fā)揮作用。

　　

　　5)增黏速度快。溶解5 min溶液黏度可達(dá)到 最大的80%以上，10 min達(dá)到最大值?；壕鶆颍?透明性良好。

　　

　　表2不同溫度下低傷害改性植物膠 與普通羥丙基瓜爾膠用置對(duì)比~~~不同溫度（t)下的壓裂液用量/%__90100110120130改性植物膠0.18?0.2 0.25 0.250.25 0.3?0.35 0.45?0.5普通瓜膠0.5 0.55 0.55?0.6 0.55?0.6 0.55?0.6 0.71.2交聯(lián)劑由于低傷害改性植物膠的主鏈上引人特殊的 疏水性基團(tuán)，普通的有機(jī)硼交聯(lián)劑與其交聯(lián)時(shí)形 成的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，易斷裂，這就導(dǎo)致在低傷害 改性植物膠壓裂液體系中使用普通的有機(jī)硼交聯(lián) 不能得到良好的凍膠，壓裂液耐溫耐剪切性能差。 因此采用了新型交聯(lián)劑，并且為雙交聯(lián)體系。2種 交聯(lián)劑同時(shí)注人，不僅能與改性植物膠中改性基團(tuán) 和羥丙基2種交聯(lián)基團(tuán)形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，而且 能交聯(lián)形成牢固的十二面體結(jié)構(gòu)。

　　

　　2性能測(cè)武經(jīng)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選，得到了稠化劑使用濃度低、耐溫 能力強(qiáng)、殘?jiān)偷牡蛡Ω男灾参锬z壓裂液體系， 其配方為：0.25%低傷害改性植物膠+0.2%交聯(lián)劑 A+0.12%交聯(lián)劑B。

　　

　　2.1黏溫性能實(shí)驗(yàn)室用Hakke RS6000流變儀在模擬不同儲(chǔ) 層溫度下以170的剪切速率測(cè)量壓裂液的耐溫耐剪切性能[1_3]，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出， 壓裂液黏度在開始的20 min降低，在隨后的時(shí)間里 黏度幾乎不隨剪切和時(shí)間變化，仍保持較高的黏度 值。說明該壓裂液具有很好的抗剪切和耐溫性能。 2.2破膠性能和殘?jiān)坑捎谔K20、蘇25、蘇76區(qū)塊儲(chǔ)層溫度在90? 110 左右，所以選擇在90丈恒溫條件下進(jìn)行破膠實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。根據(jù)表3數(shù)據(jù)和壓裂施工時(shí) 間來確定破膠劑的用量[4]100 90 80 ^ 70 60 50T ：二/…1x!

　　

　　AV_^：丨 _ ■ \ 1 ,S.B ^000 0 0 00o o o o18 6 4 2o o o o o o o o o o108 6 4 2vymX—ZL .

　　

　　Xz/120 100 〇 80 60 4001836547290//mind) not圖i低傷害改性植物膠壓裂液黏溫曲線表3低傷害改性植物膠壓裂液破膠實(shí)驗(yàn)結(jié)果破膠劑’破膠/AVI殘?jiān)?表面張力/界面張力/minmPa ? si mg/LmN/mmN/m0.01%過硫酸銨451.17512224.20.520.01%膠囊破膠劑60用50 mL黏度不大于5 mPa ? s的破膠液，做殘 猹含量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表4。由表4可以看出，100 1 低傷害改性植物膠壓裂液破膠后的殘?jiān)繛?38 mg/L,只是蘇里格地區(qū)普遍使用的普通羥丙基瓜膠 壓裂液體系的四分之一左右。

　　

　　表4 2種壓裂液殘?jiān)繉?duì)比樣品烘干前總烘干后總殘?jiān)?質(zhì)量/g質(zhì)量/gmg/L0.25%增稠劑（100丈加量)47.459 747.367 01380.3%增稠劑（130丈配方)46.231 546.250 91780.45%增稠劑（150 T配方)37.263 037.274 9209普通羥丙基瓜膠體 系（100 t配方）51.879 151.906 45242.3壓裂液懸砂性能選用蘇里格氣田蘇20區(qū)塊壓裂用陶粒砂，對(duì)該 壓裂液體系與普通經(jīng)丙基瓜膠壓裂液體系進(jìn)行懸砂 性能對(duì)比，2種壓裂液中均加人35%的中密度陶粒， 在攪拌器中以3 000 r/min的速率攪拌，如圖2所示。

　　

　　高溫水浴中，在55 min時(shí)HPG壓裂液體系中 出現(xiàn)了沉砂現(xiàn)象，并且沉砂現(xiàn)象明顯，而低傷害改 性植物膠壓裂液體系的攜砂性能依舊很好；在室溫 下放置3 h后，HPG壓裂液體系出現(xiàn)了一定的沉砂 現(xiàn)象，而低傷害改性植物膠壓裂液體系中砂子的懸 浮程度沒有變化。由此可知，該體系具有很好的懸 砂性能，在施工過程中有利于提高砂比，以形成高 導(dǎo)流能力的滲流通道。

　　

　　高溫水浴中（55 min)室溫條件下（3 h)

　　

　　注：左邊試管為改性植物膠壓裂液體系，右邊試管為普 通瓜膠壓裂液體系。

　　

　　圖5不同條件下2種壓裂液體系懸砂實(shí)驗(yàn)3現(xiàn)場(chǎng)啟用3.1施工參數(shù)該壓裂液體系在蘇76-X井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)施工試 驗(yàn)，該井壓裂層位為盒8下段20、24、25號(hào)層， 氣層中深為3 187.0 m,所在砂體厚度約為25 m, 平均含氣飽和度為55.24%，地質(zhì)分類該井為二類 井，射孔總厚度為7.0 m，設(shè)計(jì)加砂量為52 m3。

　　

　　該井施工過程中排量為4.5?4.6 m3/min，破裂 壓力為32.0 MPa,實(shí)際加砂量為52 m3,最高砂比 為37%,平均砂比為26.9%,加砂階段中最高施工 壓力為32.0 MPa,停泵壓力為17.7 MPa。分析圖3 的施工曲線可知：①施工中油壓曲線平滑，證明液 體性能穩(wěn)定，具有很好的攜砂性能和耐剪切性能； ②在砂濃度最大達(dá)到645 kg/m3時(shí)，施工壓力依舊 平穩(wěn)，平均砂比要比同類井的高出3%?4%,證明 該壓裂液體系具有很好的攜砂性能；③根據(jù)施工中 最高壓力為32 MPa,停泵壓力為17.7 MPa,可計(jì) 算得到液體施工過程中的摩阻為14.3 MPa,其降阻 率為65%以上。

　　

　　120圖3蘇76-X井壓裂施工數(shù)據(jù)圖 3.2效果分析蘇76-X井投產(chǎn)前計(jì)算返排率為64.74%。針型 閩控制逐步調(diào)產(chǎn)，估算靜壓為27.56 MPa,測(cè)流壓為 22.35 MPa,折算無阻流量為 10.152 2 x 1〇4 m3/d，日 配產(chǎn)量為2.0 x 1〇4 mVd，試氣分類該井為一類井，地 質(zhì)分類該井為二類井，由此看出該井壓裂效果明顯。

　　

　　4 結(jié)論及建議1.研制出了低傷害改性植物膠壓裂液體系，突 破了低濃度稠化劑壓裂液耐溫耐剪切差這一技術(shù)難 關(guān)，為瓜膠壓裂液體系開拓了一個(gè)新的發(fā)展方向。

　　

　　2.調(diào)試出了適用于中溫、中高溫低滲透儲(chǔ)層 的一系列壓裂液配方。稠化劑的使用濃度可降低至0.18%,與達(dá)到相同工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的HPG凍膠相比，稠 化劑的用量降低了 20%?50%。