乳液(ye)締合型(xíng)清潔壓(ya)裂液
一(yī)、産品簡(jian)介
與常(cháng)規的水(shuǐ)基壓裂(lie)液體系(xi)不同，清(qing)潔壓裂(lie)液主要(yào)由粘彈(dàn)性表面(miàn)活性劑(ji) （VES ）和其他(ta)添加劑(jì)構成 （所(suo)以通常(cháng)也被稱(cheng)爲粘彈(dan)性表面(miàn)活性劑(jì)壓裂液(ye)體系，或(huò)簡稱爲(wei) VES 壓裂液(yè)體系）， 屬(shǔ)于新一(yī)代壓裂(liè)液。由于(yu)清潔壓(yā)裂液易(yi)破膠、無(wu)殘渣、返(fǎn)排性更(gèng)好，同時(shi)流變性(xing)能及攜(xié)砂能 力(li)易調控(kòng)，其在壓(ya)裂施工(gong)中更易(yi)在目的(de)油氣層(céng)造成更(geng)理想的(de)裂縫長(zhang)度，保持(chi)壓裂後(hou)較高的(de)裂 縫導(dǎo)流能力(lì)，既可以(yi)提高油(yóu)氣井的(de)采收率(lü)，又能降(jiàng)低對儲(chǔ)層的傷(shang)害，從而(er)受到國(guó)内外石(shi)油界 的(de)廣泛關(guān)注，并在(zài)現場得(de)到了一(yi)定的應(ying)用。但 VES 壓(yā)裂液也(yě)存在成(cheng)本高、不(bú)耐高溫(wen)、在幹井(jing) 或油井(jǐng)破膠難(nán)等不足(zu)，因此未(wei)能在高(gāo)溫複雜(zá)井得到(dào)進一步(bu)推廣應(ying)用。
爲了(le)保持 VES 體(tǐ)系的速(sù)溶、易破(pò)膠等優(you)點，并克(kè)服其上(shàng)述不足(zu)，我**同相(xiang)關科研(yan)單位合(he)作，自主(zhǔ)研制出(chū)了乳液(ye)締合型(xing)清潔壓(ya)裂液。該(gāi)壓裂液(yè)無需交(jiao)聯劑及(jí)其他添(tiān)加劑，隻(zhī)需要直(zhi)接利用(yong)高分子(zi)鏈間的(de)締合形(xíng)成網絡(luò)結構來(lái)達到增(zeng)粘、耐溫(wēn)等目标(biāo)；也不需(xū)要在現(xiàn)場配置(zhi)大型的(de)溶解裝(zhuāng)置，隻需(xu)要将乳(rǔ)液在線(xiàn)稀釋，然(ran)後直接(jiē)泵入地(di)下即可(ke)。室内實(shí)驗和現(xian)場應用(yong)均表明(ming)： 乳液締(di)合型清(qīng)潔壓裂(liè)液具有(yǒu)良好的(de)抗高溫(wēn)、抗鹽、抗(kang)剪切性(xìng)能，适用(yong)溫度範(fàn)圍廣，破(po)膠後無(wú)任何殘(cán)渣，對地(di)層無傷(shāng)害，較胍(guā)爾膠和(hé)粘彈性(xìng)表面活(huo)性劑壓(ya)裂液體(tǐ)系在應(yīng)用方便(bian)性及成(chéng)本方 面(miàn)具有較(jiao)大的優(yōu)勢，是胍(guā)爾膠和(hé) VES 壓裂液(ye)體系的(de)優良替(ti)代産品(pǐn)，适用于(yú)油氣井(jing)的常規(guī)壓裂 及(ji)頁岩氣(qì)、頁岩油(you)等非常(cháng)規水平(ping)井的大(dà)規模壓(yā)裂。
二、性(xing)能特點(dian)
1、施工工(gong)藝簡單(dān)
乳液締(di)合型壓(ya)裂液無(wú)需交聯(lian)，溶解迅(xun)速，可采(cǎi)用現場(chǎng)污水及(ji)地表水(shui)配制，改(gai)變了胍(gua)爾膠和(he) VES 體系 “先(xiān)配液、再(zài)施工”的(de)傳統作(zuò)業方式(shi)，實現了(le)真正意(yì)義上的(de)實時混(hun)配，方便(biàn)施工 的(de)同時，也(yě)降低了(le)壓裂液(ye)成本。
2、耐(nai)高溫性(xìng)能強
乳(ru)液締合(hé)型壓裂(lie)液可用(yong)于 150℃～230 ℃地層(céng)溫度 （見(jian)表 1）。
3、低濾(lǜ)失性
壓(yā)裂液的(de)濾失性(xìng)是影響(xiang)壓裂液(yè)造縫能(néng)力的重(zhong)要因素(su)，利用濾(lü)失儀在(zài)實驗室(shi)條件下(xia)，對乳液(ye)締合壓(yā)裂液與(yu)常規瓜(guā)膠壓裂(lie)液濾失(shī)性能對(dui)比 （表 2 ）。
通(tong)過實驗(yan)對比，乳(ru)液态締(di)合型壓(ya)裂液的(de)靜态濾(lü)失性能(neng)與常用(yòng)的改性(xing)瓜膠壓(yā)裂液相(xiàng)當，說明(míng)其濾失(shī)較低。
4、破(po)膠徹底(dǐ)，無殘渣(zhā)
壓裂液(yè)殘渣往(wǎng)往是造(zao)成地層(céng)和支掉(diao)劑導流(liú)能力傷(shang)害的主(zhǔ)要原因(yīn)。乳液締(dì)合型壓(yā)裂液的(de)破膠液(yè)粒子直(zhí)徑最大(da)10μm，未觀察(chá)到不溶(róng)物質，說(shuo)明其是(shi) “清潔”的(de)，且在破(po)膠後有(you)乳液壓(yā)裂液的(de)特點。
5、低(di)地層傷(shang)害
一般(bān)認爲，壓(yā)裂液對(duì)地層的(de)傷害包(bao)括壓裂(liè)液濾液(ye)對基岩(yán)的傷害(hai)和破膠(jiao)液裂縫(féng)的傷害(hài)，但主要(yào)取決于(yú)濾液殘(can)渣的多(duo)少。盡管(guan)瓜爾膠(jiao)的改性(xìng)産品如(ru) HPG 、CMHPG 的水不(bú)溶物比(bi)瓜爾膠(jiao)原粉低(dī)，但引起(qi)導流能(neng)力傷害(hài)的程度(dù)與瓜爾(ěr)膠接近(jìn)。瓜爾膠(jiāo)聚合物(wu)大分子(zi)在水中(zhōng)不易分(fèn)散， 在現(xiàn)場配制(zhi)過程中(zhong)，加入速(su)度過快(kuài)時易形(xíng)成 “魚眼(yǎn)”，影響壓(yā)裂液的(de)整體性(xìng)能，壓裂(liè)液凍膠(jiāo)破膠後(hou)産生的(de)殘渣不(bu)易從裂(lie)縫中排(pai)出，使裂(lie)縫的導(dao)流能力(lì)降低，并(bing)對地層(ceng)造成永(yǒng)久的傷(shāng)害。
通過(guò)對比發(fā)現，對于(yú)在 0.1—0.2md 的滲(shèn)透率下(xià)，締合型(xíng)壓裂破(pò)膠液的(de)傷害率(lǜ)爲 78%和43%，而(ér)瓜膠要(yào)相同滲(shen)透率下(xià)分别爲(wèi) 86%和 44% ，說明(ming)締合型(xíng)壓裂液(yè)有着比(bǐ)瓜膠壓(ya)裂液傷(shāng)害 率低(di)的優勢(shì)。
6、摩阻低(dī)、懸砂性(xìng)好
乳液(ye)締合型(xíng)壓裂液(yè)施工壓(yā)力較常(chang)用壓裂(liè)液低 10～20MPa ，壓(yā)力波動(dòng)較小。
三(san)、應用案(àn)例—鹽 227 “井(jing)工廠”
1、鹽(yan) 227 “井工廠(chǎng)”簡介
鹽(yan) 227沙四段(duan)砂礫岩(yán)油藏含(hán)油面積(ji) 1.4
km2
，地質儲(chu)量 324×
10
4
t ，是勝(shèng)利油田(tian)第一個(ge)按照 “井(jǐng)工廠”标(biao)準模式(shi)建設的(de)區塊，采(cǎi)用一台(tai) 9 井、集中(zhong)鑽井、集(ji)中壓裂(liè)，通過多(duō)專業、多(duō)部 門的(de)一體化(huà)設計和(hé)施工，實(shi)現科學(xué)、高效和(hé)安全運(yun)行。通過(guò)多輪次(cì)一體化(huà)優化，該(gāi)區塊建(jian)成 後可(ke)動用儲(chǔ)量 262 萬噸(dun)，建成産(chǎn)能 3 萬噸(dūn)。
2、“井工廠(chǎng)”壓裂簡(jiǎn)介
鹽 227 塊(kuài)于 2013 年 8 月(yue) 30 日開工(gōng)，10 月 2 日完(wán)成4 個井(jing)組 8 井次(cì)、79 級泵送(sòng)、87 段壓裂(lie)施工。共(gong)用壓裂(liè)液 41930
m3
，支撐(cheng)劑 2874.72
m3
。最高(gāo)砂比 50%，單(dan)段最高(gao)加砂量(liang)達 100
m3
， 整體(tǐ)壓裂井(jǐng)數段數(shù)之多，規(guī)模之空(kong)前，在勝(sheng)利油田(tian)曆史上(shang)史無前(qian)例。
目前(qián)鹽227 塊 8 口(kou)井原油(you)産量 160~200
m3
/d ，達(da)到井工(gong)廠設計(ji)産能。
3、乳(rǔ)液締合(he)壓裂液(yè)應用
鹽(yan) 227 塊 8 口井(jǐng)集中壓(ya)裂，是國(guo)内規模(mó)最大的(de)一次壓(yā)裂。創中(zhong)石化乃(nai)至國内(nèi)入井液(yè)量最高(gāo)、加砂規(guī)模最大(da)、改造段(duàn)數最多(duo)和施工(gong)時間最(zuì)長等多(duo)項施工(gōng)紀錄。乳(ru)液締合(he)型壓裂(lie)液的性(xìng) 能、混配(pei)流程和(hé)實時配(pèi)制經受(shòu)住現場(chang)複雜條(tiao)件的嚴(yan)苛檢驗(yan)，直接促(cu)成本次(ci)大型壓(yā)裂一舉(jǔ)成功。
1）實(shi)時混配(pèi)性能，确(què)保 “井工(gōng)廠”連續(xu)壓裂的(de)順利實(shi)施
目前(qian)油田采(cǎi)用的各(ge)種壓裂(liè)液體系(xì)，因需事(shì)前配制(zhi)、專車運(yùn)送，難以(yǐ)滿足深(shēn)井、超大(dà)規模壓(yā)裂施工(gōng)的要求(qiú)。過去直(zhí)井單井(jing)壓裂，壓(ya)裂液用(yong)量超過(guò) 500 立方米(mi)的并不(bú)多見，而(er)在鹽 227 的(de)非常規(guī)水平井(jǐng)，一口井(jing)的壓裂(lie)液用量(liàng)就在 5000 立(li)方米左(zuǒ)右，8 口井(jing)就是4 萬(wan)立方米(mǐ)，對于先(xiān)配液、後(hou)施工的(de)瓜爾膠(jiao)，是無法(fa)滿足 “井(jing)工廠”壓(ya)裂模式(shì)的要求(qiu)。
乳液締(di)合型壓(ya)裂液無(wú)需交聯(lian)，采用地(di)表水及(jí)污水配(pèi)制，在鹽(yán) 227 塊 “井工(gong)廠”連續(xù)壓裂 施(shi)工中，混(hùn)配用水(shui)全部取(qu)自周邊(biān)水庫，改(gǎi)變了之(zhī)前 “先配(pèi)液、再施(shī)工”的傳(chuan)統作業(ye)方式，實(shi)現了真(zhēn)正意義(yi)上的實(shí)時混配(pèi)。
2 ）采用地(dì)表水配(pèi)制，降低(dī)施工成(chéng)本
相對(dui)于傳統(tǒng)瓜爾膠(jiao)壓裂液(ye)必須采(cǎi)用清水(shui)配制，乳(ru)液締合(hé)壓裂液(yè)可采用(yong)地表水(shuǐ)配制，極(jí)大減少(shǎo)施工車(chē)輛及設(shè)施、設備(bèi)使用的(de)同時也(yě)減少了(le)清水的(de)消耗。
乳(ru)液締合(hé)型壓裂(lie)液體系(xì)的成功(gong)應用，滿(mǎn)足了 “井(jǐng)工廠”壓(yā)裂新模(mó)式，形成(cheng)了緻密(mi)砂礫岩(yan) 儲層水(shuǐ)平井分(fèn)段壓裂(liè)系列技(jì)術，爲難(nan)動用儲(chǔ)量的有(yǒu)效開發(fā)提供了(le)技術支(zhi)撐，拓展(zhǎn)了技術(shù)攻關思(si)路，奠定(dìng)了非常(chang)規效益(yi)開發的(de)基礎。
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