乳液締合(he)型清(qing)潔壓裂液(ye)
一、産品(pin)簡(jian)介
與常規(gui)的(de)水基壓(ya)裂液(ye)體系(xi)不同(tong)，清潔壓裂液主(zhu)要由粘彈(dan)性表(biao)面活性劑(ji) （ves ）和其(qi)他添(tian)加(jia)劑(ji)構成(cheng) （所以(yi)通常也被(bei)稱爲粘彈(dan)性表(biao)面活性劑壓(ya)裂(lie)液體系，或簡稱爲 ves 壓裂(lie)液(ye)體系(xi)）， 屬于新一代壓裂液。由于清潔(jie)壓裂液易(yi)破膠(jiao)、無殘渣、返排性(xing)更好，同時(shi)流變(bian)性能(neng)及攜砂能 力易調控，其在(zai)壓裂施工中更(geng)易在目(mu)的油氣(qi)層造成更理想的裂(lie)縫長度，保持壓裂後較高(gao)的裂 縫(feng)導(dao)流能(neng)力，既(ji)可以(yi)提高油氣井(jing)的(de)采收率，又能降低對(dui)儲層的傷害，從(cong)而受(shou)到國内(nei)外(wai)石油界(jie) 的廣泛(fan)關注(zhu)，并(bing)在現場(chang)得到(dao)了一定的應(ying)用。但 ves 壓裂液(ye)也存(cun)在(zai)成本高(gao)、不耐高溫(wen)、在幹(gan)井 或(huo)油(you)井破膠難等不足，因此(ci)未能在高(gao)溫複(fu)雜井得到進一(yi)步推(tui)廣應(ying)用。
爲了保持(chi) ves 體(ti)系的(de)速溶、易破膠等(deng)優點(dian)，并(bing)克(ke)服其(qi)上述不(bu)足，我**同(tong)相關(guan)科研(yan)單位合作(zuo)，自(zi)主研制出了(le)乳(ru)液締合型清潔壓裂液(ye)。該壓裂液(ye)無需(xu)交聯(lian)劑及其他(ta)添加劑，隻需要直接利用高分(fen)子鏈(lian)間的締合(he)形成網絡結構來達(da)到(dao)增(zeng)粘、耐(nai)溫等目标；也不(bu)需要在現場配(pei)置大型的溶解(jie)裝置，隻需(xu)要将(jiang)乳液在線(xian)稀釋(shi)，然後(hou)直接泵入(ru)地下(xia)即可。室内實驗(yan)和現(xian)場應(ying)用均表明(ming)： 乳液(ye)締合(he)型清(qing)潔壓(ya)裂液具(ju)有(you)良好的抗(kang)高(gao)溫、抗鹽、抗剪切性(xing)能，适用溫(wen)度範圍廣，破膠後無(wu)任何(he)殘渣(zha)，對地層無(wu)傷害，較胍爾膠(jiao)和粘彈(dan)性(xing)表面(mian)活性(xing)劑壓裂液(ye)體系(xi)在應用方便性及成本方(fang) 面具(ju)有較大的(de)優勢，是胍(gua)爾膠和 ves 壓(ya)裂(lie)液體系(xi)的優良替(ti)代産(chan)品，适(shi)用于油氣井的(de)常規壓裂 及頁(ye)岩(yan)氣、頁岩(yan)油等非常規水(shui)平井(jing)的大規模(mo)壓裂。
二、性能特(te)點
1、施(shi)工工藝簡(jian)單
乳液締(di)合型(xing)壓裂液無(wu)需(xu)交(jiao)聯，溶(rong)解迅(xun)速，可采用(yong)現場(chang)污水及地(di)表水配制，改變了(le)胍爾膠(jiao)和 ves 體系(xi) “先(xian)配液(ye)、再施(shi)工”的傳統(tong)作業方式，實現(xian)了真(zhen)正(zheng)意義上(shang)的實時混配，方(fang)便施工 的同時(shi)，也降(jiang)低了壓裂液成本。
2、耐高溫(wen)性能(neng)強
乳液締(di)合(he)型壓裂液可(ke)用于(yu) 150℃～230 ℃地層(ceng)溫度(du) （見表(biao) 1）。
3、低濾(lü)失性(xing)
壓裂液(ye)的濾失(shi)性是(shi)影響壓裂(lie)液造(zao)縫能力的(de)重要(yao)因(yin)素(su)，利用(yong)濾失儀在(zai)實驗室條(tiao)件下(xia)，對乳(ru)液締(di)合壓裂液(ye)與常規瓜(gua)膠壓(ya)裂液濾失(shi)性能(neng)對比 （表 2 ）。
通(tong)過實(shi)驗對比，乳(ru)液态締合(he)型壓裂液的靜态濾失性(xing)能與(yu)常用的改(gai)性瓜(gua)膠壓(ya)裂液(ye)相當，說(shuo)明其濾(lü)失較低。
4、破膠徹(che)底，無殘渣
壓裂(lie)液殘(can)渣往往(wang)是造成地層(ceng)和支(zhi)掉劑導流能力(li)傷害的(de)主要原(yuan)因。乳液締合型(xing)壓裂液(ye)的破膠(jiao)液粒子直徑最大10μm，未觀(guan)察(cha)到不(bu)溶物質，說明其(qi)是(shi) “清(qing)潔”的(de)，且在(zai)破膠後有乳液(ye)壓裂液(ye)的特點(dian)。
5、低地層傷(shang)害
一般認(ren)爲(wei)，壓裂液(ye)對地層(ceng)的(de)傷害包括壓裂液濾(lü)液對基(ji)岩(yan)的傷害和破膠液裂縫的(de)傷害(hai)，但主(zhu)要取決于濾液(ye)殘渣的多(duo)少(shao)。盡(jin)管瓜爾膠(jiao)的改(gai)性産品如 hpg 、cmhpg 的水(shui)不溶(rong)物比瓜爾(er)膠(jiao)原粉低(di)，但引(yin)起導流能力傷(shang)害的(de)程度(du)與瓜(gua)爾膠接近。瓜爾(er)膠聚合物大分(fen)子在水中(zhong)不易(yi)分散， 在現(xian)場配(pei)制過程中，加入(ru)速度過快(kuai)時易(yi)形成 “魚眼”，影響(xiang)壓裂液(ye)的(de)整體(ti)性能(neng)，壓裂液凍(dong)膠破膠後(hou)産生(sheng)的殘渣(zha)不易從(cong)裂縫(feng)中(zhong)排(pai)出，使(shi)裂縫(feng)的導流能(neng)力降低，并對地(di)層造(zao)成永久的(de)傷害。
通(tong)過(guo)對比發現，對于在 0.1—0.2md 的(de)滲透率(lü)下，締合(he)型壓裂破(po)膠(jiao)液(ye)的傷害率爲 78%和(he)43%，而瓜膠(jiao)要相同滲透(tou)率下分别(bie)爲(wei) 86%和(he) 44% ，說明締合(he)型壓裂液有着(zhe)比瓜膠壓(ya)裂液(ye)傷害 率(lü)低的優勢。
6、摩阻低、懸砂(sha)性好
乳液(ye)締合(he)型壓(ya)裂液施(shi)工(gong)壓力較常(chang)用壓裂液低 10～20mpa ，壓力波(bo)動較(jiao)小。
三(san)、應用(yong)案例—鹽 227 “井(jing)工廠(chang)”
1、鹽 227 “井工廠”簡介
鹽 227沙四段(duan)砂礫(li)岩油藏(cang)含油面積 1.4
km2
，地(di)質(zhi)儲量 324×
10
4
t ，是(shi)勝利油(you)田第一(yi)個按(an)照 “井工廠(chang)”标準模式建設(she)的區塊，采用一(yi)台 9 井、集中鑽井(jing)、集中壓(ya)裂，通過(guo)多專(zhuan)業、多部 門的一體化(hua)設計(ji)和施工，實現科學、高效和安全運行(hang)。通過(guo)多輪次一(yi)體(ti)化(hua)優化(hua)，該區(qu)塊建成 後(hou)可動用(yong)儲(chu)量 262 萬噸，建成産(chan)能 3 萬(wan)噸。
2、“井工廠”壓裂(lie)簡介
鹽 227 塊于 2013 年(nian) 8 月 30 日(ri)開工，10 月 2 日(ri)完成4 個(ge)井(jing)組 8 井(jing)次、79 級(ji)泵送、87 段壓(ya)裂施工。共用壓(ya)裂液 41930
m3
，支撐劑(ji) 2874.72
m3
。最(zui)高砂(sha)比 50%，單段最(zui)高加砂量(liang)達 100
m3
， 整(zheng)體壓裂井數段數之(zhi)多，規模之(zhi)空前，在勝利油(you)田曆史上史無(wu)前例(li)。
目(mu)前(qian)鹽227 塊 8 口井原油産量(liang) 160~200
m3
/d ，達到井(jing)工廠設(she)計産(chan)能。
3、乳液締合壓(ya)裂液應用(yong)
鹽 227 塊(kuai) 8 口(kou)井集中(zhong)壓裂，是國(guo)内規(gui)模(mo)最大的一次(ci)壓裂。創中石化乃至國内入井(jing)液量(liang)最(zui)高、加砂規模(mo)最(zui)大、改造(zao)段數(shu)最(zui)多和施(shi)工時(shi)間最長等(deng)多項施(shi)工紀錄(lu)。乳液締合型壓(ya)裂液的性(xing) 能、混(hun)配(pei)流程和實時(shi)配制(zhi)經受(shou)住(zhu)現(xian)場複雜條(tiao)件的(de)嚴苛檢(jian)驗，直接促成(cheng)本次大型壓(ya)裂一(yi)舉成功(gong)。
1）實時混配性(xing)能(neng)，确保(bao) “井工廠”連(lian)續壓(ya)裂的順利(li)實施
目(mu)前(qian)油田(tian)采用的(de)各種壓(ya)裂液體(ti)系，因需(xu)事前配制、專車(che)運送，難(nan)以(yi)滿足(zu)深井(jing)、超大(da)規模(mo)壓裂施工的要(yao)求。過(guo)去直井單(dan)井壓裂，壓(ya)裂液(ye)用量(liang)超過 500 立方米的并不多見(jian)，而在(zai)鹽 227 的非常(chang)規水平井，一口井的壓裂液用量就(jiu)在(zai) 5000 立(li)方米左右(you)，8 口井就是(shi)4 萬(wan)立方米，對于先配液(ye)、後(hou)施(shi)工(gong)的瓜爾(er)膠(jiao)，是無法滿足(zu) “井工廠(chang)”壓裂模(mo)式的要(yao)求。
乳(ru)液締合型(xing)壓裂液無需交(jiao)聯，采用地表水及污(wu)水(shui)配(pei)制，在(zai)鹽 227 塊(kuai) “井工(gong)廠”連(lian)續壓裂 施(shi)工中(zhong)，混配用水全部(bu)取自周邊水庫，改變了之(zhi)前 “先(xian)配液、再施工”的(de)傳統作(zuo)業方式(shi)，實現了真(zhen)正(zheng)意義上的實時混(hun)配。
2 ）采(cai)用地(di)表水(shui)配制(zhi)，降低施工(gong)成本(ben)
相對于傳(chuan)統瓜爾膠壓裂(lie)液必須(xu)采(cai)用清(qing)水配制，乳液締(di)合壓裂液可采用地(di)表水配制(zhi)，極大減少施工車輛(liang)及(ji)設(she)施、設(she)備使用的同時也減(jian)少了清水的消耗(hao)。
乳(ru)液締(di)合型壓裂液體(ti)系的成功應用，滿足了(le) “井工廠(chang)”壓裂(lie)新模(mo)式，形(xing)成了緻密砂礫(li)岩 儲層(ceng)水(shui)平井分段壓裂系列(lie)技術(shu)，爲難(nan)動用(yong)儲量(liang)的有效開(kai)發提供(gong)了技術(shu)支撐(cheng)，拓(tuo)展(zhan)了技術攻(gong)關思(si)路，奠(dian)定了非(fei)常規效益開發的基礎(chu)。
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