高52井區(qū)是長(zhǎng)慶油田第一個(gè)規(guī)模開(kāi)發(fā)的長(zhǎng),。區(qū) 塊，2008年底隨著向邊部滾動(dòng)建產(chǎn)，在該區(qū)南部出 現(xiàn)了一批低產(chǎn)低效井，嚴(yán)重影響了高52井區(qū)長(zhǎng),。的 整體開(kāi)發(fā)效益。2009年從加強(qiáng)低產(chǎn)區(qū)儲(chǔ)層認(rèn)識(shí)人手， 針對(duì)儲(chǔ)層物性變差，開(kāi)展了提高穿透比試驗(yàn);針對(duì)儲(chǔ) 層濁沸石含量高，中等偏強(qiáng)堿敏的特點(diǎn)，研發(fā)了適用 于堿敏儲(chǔ)層的新型羧甲基壓裂液。通過(guò)攻關(guān)試驗(yàn)，改 造效果顯著提高:2009年高52井區(qū)南部改造90余口 井，與2008年南部區(qū)相比，投產(chǎn)前三個(gè)月平均單井日 增油0.8 t。

1羧甲基酸性壓裂液體系研發(fā)背景

普通胍膠壓裂液都是以有機(jī)硼、鋯、鈦等為有機(jī)交 聯(lián)劑，在堿性條件下交聯(lián)的液體體系，能夠滿足不同地 層的壓裂施工要求，但對(duì)于在堿性條件下交聯(lián)，PH值 高（英9),在壓裂施工過(guò)程中不能快速破膠返排，在地 層易殘留高分子物質(zhì)，對(duì)地層孔喉和微裂縫造成持久 的傷害,導(dǎo)致儲(chǔ)層滲流能力嚴(yán)重下降等問(wèn)題。因此，開(kāi) 發(fā)一種能在酸性條件下交聯(lián)的凍膠壓裂液體系，避免 常規(guī)胍膠壓裂液的以上不足，從而更加有效地改造儲(chǔ) 層特別是堿敏地層，有著十分重要的意義。

針對(duì)安塞油田高52井區(qū)由于濁沸石含量高 (6.5 %)，中等偏強(qiáng)堿敏的特點(diǎn)，在壓裂施工過(guò)程中壓 裂液及其破膠液對(duì)儲(chǔ)層傷害就顯得極為重要，采用羧 甲基胍膠作為增稠劑并研發(fā)了相應(yīng)的交聯(lián)劑，可在壓 裂工程中始終保持中性環(huán)境（常規(guī)胍膠壓裂液在堿性 條件下交聯(lián))，避免儲(chǔ)層堿敏礦物可能造成的潛在傷害 且有利于提高壓裂液體系的粘土防膨性能，有利于降 低入地液量增加后造成的儲(chǔ)層傷害。

表1離52井區(qū)儲(chǔ)層巖礦組合表

碎屑含量/%填隙物/%

石英類(lèi)長(zhǎng)石類(lèi)巖屑類(lèi)其它高嶺石鐵方解石綠泥石水云母濁沸石硅質(zhì)小計(jì)

高52*10,224.245.718.72.31.80.56.51.09.2

高31長(zhǎng)HV20.459.85.33.01.43.96.411.6

高32長(zhǎng)1CV20.856.58.32.02.04.85.010.8

高 18-23長(zhǎng)1CV28.844.59.92.64.21.96.81.314.2

平均23.551.610.52.51.73.71.26.21.213.9

 

2羧甲基酸性壓裂液介紹

2.1羧甲基酸性壓裂液體系原理

胍膠原粉是提煉天然豆科植物胍爾豆的內(nèi)胚乳制 成的，它的主要化學(xué)成分為半乳甘露聚糖，分子為1:2, 平均相對(duì)分子質(zhì)量為25x10s，平均聚合度約900個(gè)|1】。 在聚糖分子中，主鏈?zhǔn)怯?, 4甙鍵連接的甘露糖，側(cè)鏈 是1，6甙鍵連接的半乳糖。當(dāng)胍膠以固態(tài)形式懸浮在 醇溶液中時(shí)，側(cè)鏈3、5位置上的羥基在催化劑的作用 下發(fā)生脫質(zhì)子化反應(yīng)，再進(jìn)一步通過(guò)環(huán)氧丙烷的醚化 作用，形成新的產(chǎn)物一一輕丙基胍膠。經(jīng)過(guò)改性后，由 于在聚糖和某些水不溶性物質(zhì)上引人了新的化學(xué)基 團(tuán)，使相對(duì)分子質(zhì)量較大的聚合物結(jié)晶度發(fā)生改變，從 而使產(chǎn)品水合能力增強(qiáng)，殘?jiān)拷档?M。

根據(jù)羥丙基胍膠的改性原理，在胍膠的分子結(jié)構(gòu) 中引人親水基團(tuán)竣甲基基團(tuán)，大大提高了親水性，增 加分子的分支程度，使其水溶速度加快，并以其良好 的性能優(yōu)于其他含半乳甘露聚糖植物膠衍生物，最終 合成固體粉末型改性胍膠。其干粉顆粒細(xì)小,呈白色 至淡黃色。

2.2羧甲基酸性壓裂液性能

稠化劑和交聯(lián)劑是壓裂液的關(guān)鍵，要解決酸性交 聯(lián)就得從稠化劑和交聯(lián)劑入手。通過(guò)對(duì)多種稠化劑和 交聯(lián)劑進(jìn)行研究，最終篩選出CJ2-12稠化劑和JL-12 交聯(lián)劑，該稠化劑在pH值為2.0~5.0的范圍內(nèi)都能與 JL-12交聯(lián)劑交聯(lián)形成穩(wěn)定的凍膠。

2.2.1溶解性和增黏能力低的粉末用量可以明顯減 少殘?jiān)暮?，但要達(dá)到壓裂液的黏度要求，就需要增 稠劑具有很好的溶解性和增黏能力。CJ2-12固體粉末 可用自來(lái)水配制成液體狀的壓裂液基液。配制好的基液 是呈半透明米黃色的黏稠狀溶液,放置初期有增黏的現(xiàn) 象，放置一定時(shí)間后黏度穩(wěn)定，基液在配制好40 min 后，黏度基本不變，達(dá)到溶解的平衡狀態(tài),比一般的羥丙 基胍膠溶解時(shí)間縮短了近一半，且CJ2-12用量少。這 個(gè)黏度的基液加入相應(yīng)的交聯(lián)劑后，能達(dá)到較好的交 聯(lián)效果,這充分證明它有很好的溶解和增黏能力。

2.2.2流變性流變性是考察液體的黏度受剪切作用 的影響程度。壓裂液不管是通過(guò)井筒、炮眼還是在地層 中推進(jìn)，都會(huì)受到很大的剪切作用，所以抗剪切性能是 考察壓裂液性能好壞的首要參數(shù)，而這個(gè)性能主要靠 基液良好的抗剪切性能。

由圖2可以看出，0.35 % CJ2-6硼砂交聯(lián)壓裂液 體系的pH值在7.5~8.0,剪切2h后，粘度保持在 50 mPa.S以上，可滿足施工要求。

2.2.3破膠性在保證壓裂液具有良好流變性能的同 時(shí)，要求壓裂液快速?gòu)氐灼颇z，減少壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的損 害。根據(jù)壓裂時(shí)裂縫溫度場(chǎng)的變化，優(yōu)化破膠剖面是保 證壓裂施工成功的關(guān)鍵。由于過(guò)硫酸銨破膠體系在現(xiàn) 場(chǎng)施工應(yīng)用中已經(jīng)取得了較好的效果，所以沿用該破 膠體系。針對(duì)不同的井深，通過(guò)調(diào)整水化劑的加量，壓 裂液形成的凍膠可完全破膠水化，滿足不同規(guī)模的壓 裂施工要求。破膠時(shí)間可根據(jù)施工要求對(duì)破膠劑用量 進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。殘?jiān)績(jī)H為2 %，比一般的羥丙基 胍膠低70 %~80 %。

3羧甲基酸性壓裂液體系現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

安塞油田高52井區(qū)長(zhǎng),。儲(chǔ)層填隙物以濁沸石和綠 泥石為主，濁沸石含量高(6.5 %)，敏感性較強(qiáng),保持壓 裂液為中性，開(kāi)展羧甲基壓裂液試驗(yàn)，避免儲(chǔ)層傷害。

3.1儲(chǔ)層分布及特點(diǎn)

2009年5月起，采用確定并優(yōu)化的壓裂液體系配 方，在高52井區(qū)南部長(zhǎng)儲(chǔ)層選取油層相對(duì)穩(wěn)定的邊 井進(jìn)行羧甲基酸性壓裂液試驗(yàn)，試驗(yàn)井的油層參數(shù)(見(jiàn) 表2)。

表2試驗(yàn)并油層參數(shù)表

井號(hào)層位厚度

/m時(shí)差 電阻率

/(p-s/m)油飽

!%視孔

(%解釋結(jié)果

高 31-26長(zhǎng)》12.8223.4268.654.0311.96油層

高 33-24長(zhǎng)》10,2216.1949.739.618.31差油層

高 32-25長(zhǎng)》5.0221.8839.047.649.98差油層

高 35-22長(zhǎng)》14.4216.6392.761.109.59油層

* 32-23長(zhǎng)》11.3229.0647.550.1811.16油水同層

高 33-20長(zhǎng)*011.7221.0254.346.049.91油水同層

高 34-23長(zhǎng)》10.6217.5862.8056.010.90差油層

高 32-19長(zhǎng)•〇18.0220.3157.2156.210.49油層

高 36-21長(zhǎng)》18.7219.1455.1048,5410.20油水同層

高 31-22長(zhǎng)》11.2217.5289.8962.5115.08油層

高 31-20長(zhǎng)M153218.3282.4156.459.73油層

高 32-21長(zhǎng)1011.8215.3269.9850.2410.06油水同層

3.2施工情況

12 口井均按設(shè)計(jì)施工，圓滿完成了加砂，施工成 功率100 %;羧甲基酸性壓裂液體系交聯(lián)穩(wěn)定，施工壓 力平穩(wěn)，砂比達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明針對(duì)安塞油52井 區(qū)的地層特點(diǎn)確定并優(yōu)化的壓裂液體系配方完全可以 滿足現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工的要求和不同的施工規(guī)模。

3.3改造效果

目前有12 口試驗(yàn)井投產(chǎn)滿一個(gè)月以上，效果 較好，單井較對(duì)比井增〇.4~1.0t/d。對(duì)比羧甲基酸

性壓裂液體系施工井和常規(guī)胍膠壓裂液體系施工 井中油層物性和加砂量相近井的改造效果可知，油 層物性、射孔段油層厚度相近的井，在加砂量相同 或相近的情況下，羧甲基酸性壓裂液體系改造后的 日產(chǎn)油比普通胍膠壓裂液體系高，日產(chǎn)水低，改造 效果顯著。

表3離52井區(qū)羧甲基酸性壓裂液試驗(yàn)試排數(shù)據(jù)表

電性數(shù)據(jù)壓裂參教試排產(chǎn)量

井別井號(hào)層位厚度電阻率孔咪度滲透率油飽砂量砂比排量曰產(chǎn)油日產(chǎn)水

/m/(ft-m)/%/mD/%/m3/%/(m3/min)/(m3/d)/(m3/d)

高 31-26長(zhǎng) 10,212.868.5611.960.6650.762525.01.815.120.00

高 33-24長(zhǎng)10】210.249.738.310.0444.684035.12.016.560.00

高 32-25長(zhǎng) 10,25.039.009.980.0949.823535.02.014.820.00

高 35-22長(zhǎng)HV14.492.669.590.2158.494535.42.441.160.00

高 32-23長(zhǎng) 10,211.347.5311.163.1650.183535.02.021.420.00

試高 33-20長(zhǎng)11.754.309.910.6149.394035.12.218.970.00

驗(yàn)高 34-23長(zhǎng) 10,210.662.8010.900.6757.104035.12.439.451.29

丼高 32-19長(zhǎng) 10,218.057.2110.490.4254.284035.42.017.490.00

高 36-21長(zhǎng) 10,218755.1010.200.4646.443535.42.063.450.00

高 31-22長(zhǎng)10丨211.289.8915.080.3162.6!4035.42.020.972.73

高 31-20長(zhǎng)KV15.382.419.731.4755.234035.42.021.930.00

高 32-21長(zhǎng)1CV11.869.9810.060.7149.523535.02.021.180.00

平均1212.661.1010.610.7352.3837.534.42.126.040.34

高 33-19長(zhǎng) 10,224.552.1810.700.3539.222030.31.615.906.81

對(duì)

比

井高 31-25長(zhǎng) 10,212.168.6610.311.3247.812535.21.814.190.00

高 35-23長(zhǎng)1(V12.181.8410.840.4760.993535.41.814.672.32

高 31-21長(zhǎng) 10,214.598.8610.300.5456.072535.21.824.420.00

高 33-21長(zhǎng)10丨210.751.549.510.1051.293035.11.822.080.00

乎均5.073.968.810.40.549.227.034.21.818.31.8

 

3.4改造效果原因分析

采用竣甲基酸性壓裂液體系對(duì)高52井區(qū)儲(chǔ)層進(jìn) 行改造，效果顯示產(chǎn)油量提高，產(chǎn)水量下降，改造收益 明顯，主要有下面幾個(gè)原因：

(1)高52區(qū)儲(chǔ)層填隙物以濁沸石和綠泥石為主, 濁沸石含量高(6.5 %)，地層敏感性較強(qiáng)，羧甲基酸性 壓裂液避免了儲(chǔ)層堿敏礦物可能造成的潛在傷害。

(2)羧甲基酸性壓裂液濃度較低，可以減少進(jìn)人油 氣層的固相含量，壓裂液更易破膠和返排，可有效降低 壓裂液對(duì)油氣層造成的傷害。

(3)羧甲基酸性壓裂液體系可使儲(chǔ)層保持較低的 pH值環(huán)境,從而有效的防止粘土的分散運(yùn)移堵塞巖石 的孔隙喉道。

(4)羧甲基胍膠可在中性和弱酸性環(huán)境交聯(lián)，破膠 后殘?jiān)康?、防膨性能好，有利于降低人地液量增?后造成的儲(chǔ)層傷害。

4結(jié)論

(1)開(kāi)發(fā)了新型的羧甲基胍膠壓裂液體系，具有很 好的耐剪切性能、低殘?jiān)?、低傷害、防膨性能好等特點(diǎn), 是一種值得推廣的壓裂液體系。

(2)安塞油田高52井區(qū)的羧甲基壓裂液的成功應(yīng) 用，分證明了羧甲基壓裂液該壓裂液體系完全可以滿 足該區(qū)塊井的壓裂施工要求。

(3)該體系的成功應(yīng)用對(duì)堿敏儲(chǔ)層的壓裂改造提 供了新技術(shù)、方法和新思路，對(duì)今后的壓裂工藝技術(shù)的 發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。