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超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用

發布日期:2015-02-26 14:25:05

超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用

超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用,實現低濃度壓裂液的目標是降低對儲層傷害,以往開發低濃度壓裂液往往局限在 降低壓裂液(例如選擇低水不溶物瓜爾膠或盡可能降低瓜爾膠用量)的水不溶物固相殘渣方 面,并沒有認識到濾餅和未破膠徹底的殘膠對導流能力的傷害才是壓裂液的最主要傷害。本 研究的“超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液”不僅實現了聚合物最低濃度〇. 12% ~〇. 15% 的目標,同時其稠化劑經特殊處理還具有較低分子量和一定的親油性,而使濾餅容易破膠及 最少的形成殘膠。同時,聚合物濃度大為降低的條件下,通過專利交聯劑和其他添加劑的作 用,其黏度標準沒有降低,且黏彈性足以保證整個壓裂液低到3〇 ~ 180T:的系列配方能夠有 很好的流變性能保證攜帶支撐劑,其破膠殘膠傷害亦降到最低。

壓裂液技術是壓裂技術的重要組成,早期的壓裂液是油基的,超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用,經過不斷的改進,現以 水基壓裂液為主。就目前的技術和工業應用狀況看,增產措施對壓裂液性能要求之間的 矛盾并未得到徹底解決,這對矛盾是要求壓裂液既要具有必要的黏彈性攜帶支撐劑,又 要快速破膠減少對儲層特別是支撐裂縫損害。特別是近年來,人們逐漸把關注的重^放 在把壓裂液對儲層的損害降到最低和得到更高的裂縫導流能力上來。影響壓裂裂縫導 流能力的因素有很多,其中未破膠的凍膠濾餅是降低壓裂效果的重要因素之一。
如何把表面活性劑壓裂液的低殘渣、易破膠的特點和植物膠聚合物類壓裂液的低濾 失、低成本、易操作性結合起來,開發一種新型壓裂液體系,則是壓裂液技術的開發方向。 超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液試圖解決這一問題,途徑是使用超低濃度特定植物 膠,可以形成濾餅使壓裂液低濾失,但同時其又能較容易破膠減少殘渣和殘膠傷害。利用 這種超低濃度特定聚合物形成的一系列壓裂液配方,針對不同的儲層需要進行適當調整, 既能達到較少使用聚合物,又能滿足壓裂技術對工作液上的各項要求。’
―、低濃度瓜爾膠壓裂液技術的新進展
1.在國外的應用
BJ公司最早對低濃度瓜爾膠技術進行了研究。無論從瓜爾膠的改性,還是在機理研 究上,都處于領先地位。
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低濃度瓜爾膠衍生物的最早應用的報導是BJ公司,西尤它州Wasatch地層是低孔、 低滲的氣藏。一種使用超低聚合物濃度的新型壓裂液被成功的應用到該地層中。這種 壓裂液的高分子用量范圍是〇• 147% -0.306% ,25PPt的使用溫度范圍可達93 ~121尤。 93丈以下大多數壓裂液使用15PPt(0. 183% )的聚合物。使用金屬交聯劑來強化凝膠黏 度。這種壓裂液非常適合于低孔低滲氣藏,因為黏度被限制在lOOs — 1時,只有400mPa . s以下。有限的黏度使得壓裂產生長而且窄的裂縫,而不是像硼交聯那樣產生短而寬的 裂縫。盡管黏度很低,壓裂液的懸砂性能是理想的,足以輸送較大量的支撐劑。大多數 壓裂施工可以攜帶6 ~8PPG,甚至高達12PPG的支撐劑。新型壓裂液由4個關鍵部分組 成:高分子聚合物、緩沖劑、交聯劑和破膠劑,其他的添加劑隨井況而定。所用的聚合物 是稱為高收率羧甲基瓜爾膠(HY - CMG)。HY - CMG既可以以粉狀形式也可以用于連 續操作用的柴油懸浮液形式。這種低濃度聚合物部分依賴于HY-CMG。這種聚合物既 有高的分子量,分子結構也得到一些改進以得到水解后分子鏈更好的擴張。其機理在 于,聚合物鏈的擴張程度嚴重的受羧甲基基團的影響。這些連接在髙分子鏈上的竣甲基 基團在水解過程中變成陰離子。這種陰離子特性非常重要,導致高分子鏈之間相互排 斥。這種排斥功能引起了分子鏈的擴張。髙分子鏈擴張影響臨界濃度(T。CT就是在溶 液中高分子鏈之間剛剛發生接觸時的濃度。
Halliburtori公司有4套壓裂液體系涉及低濃度使用的瓜爾膠。高溫下使用的 SilverStim(Bmi低溫下使用的 SilverStim®LT。SilverStim®LT 的使用溫度 80 ~180叩。Sil- verStim®的使用溫度為175° ~400°F。第三套壓裂液Delta Frac® Service開發的時間比 較早,是以硼交聯的低濃度使用瓜爾膠壓裂液體系。瓜爾膠用量比常規壓裂液少用 30%。使用的溫度范圍為80 ~200 T。第四套壓裂液就是Sirocco® Service。這套壓裂 液低用量下就可以在髙溫下使用,與鹽也配伍。使用溫度為275 -400。F。它比常規的 CMHPG壓裂液具有更加好的支撐劑輸送能力,但CMHPG的用量更低。
Schlumberger公司也擁有了性能優異的低濃度下使用的瓜爾膠壓裂液體系primeF- RAC。與常規耐高溫聚合物相比,PrimeFRAC壓裂液能夠減少至少35%的聚合物用量。超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用, 裂縫導流能力與滯留在裂縫中的聚合物量有顯著關系,因此導流能力得到了提高。 PrimeFRAC壓裂液中的聚合物用量可低至20mg/1015L。275 °F下,和CMG或者瓜爾膠相 比,得到同樣的流變性少用40%的聚合物。
2.國內的低濃度瓜爾膠壓裂液技術進展及其以往研究誤區
在十五期間,多家單位相繼開展了低濃度下使用的瓜爾膠壓裂技術研究。但這些工 作,大多徘徊在針對常規普通壓裂液進行配方優化上。
如某油田使用國內普通HPG,通過室內試驗確定了有機硼壓裂液體系最低使用濃度 為0.25% ~0. 30% HPG,硼砂壓裂液體系最低使用濃度為0.30% ~0.35% HPG。分別 和有機硼交聯劑和硼砂結合,開發了兩套壓裂液體系。低濃度瓜爾膠壓裂液體系突破了 該油田2000m以上井深施工壓裂液稠化劑濃度不低于0.4%的界線,大大減少了進人油 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油層造成的傷害。
而另一研究院曾經應用了所謂的低聚壓裂液。實際上是用一定分子量低濃度聚合 物,配以少量羥丙基瓜爾膠及各種添加劑交聯而成的。它除了有常規瓜基壓裂液的各種 優良性能之外,還因它的瓜爾膠用量少(僅為原用量的1/7 ~ 1/10),而聚合物又較易溶 解,所以破膠后的殘渣僅為常規配方的1/2左右,減少了壓裂液對油藏的傷害,提高了壓 裂效果。因為所使用的“一定分子量的聚合物”的用量和性質未公開,這種壓裂液的本 質,仍然是髙濃度的聚合物,只不過把瓜爾膠換成了另外一種聚合物。
由上可見,國內的低濃度瓜爾膠并未從根本上來研究低用量聚合物的機理,往往局 限在降低壓裂液(例如選擇低水不溶物瓜爾膠或盡可能降低瓜爾膠用量)的水不溶物固 相殘渣方面,并沒有認識到濾餅和未破膠徹底的殘膠對導流能力的傷害才是壓裂液的最 主要傷害。更沒有從分子結構水平上認識到瓜爾膠低濃度使用的必要條件。實際是對 原有瓜爾膠壓裂液的配方優選和原有壓裂工藝參數的改進,優選后的HPG壓裂液配方在 某種程度上確實降低了瓜爾膠用量,并且對生產產生了積極效果。但往往容易出現過早 脫砂的安全事故和導致地面泵注壓力的顯著增大。此外,這些壓裂液配方的優化和工藝 參數的優化往往在低中溫下進行。
二、超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液及其關鍵添加劑 1•超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液稠化劑
壓裂液中有許多添加劑,主要有2個功能。一個是強化裂縫生成和攜帶支撐劑,另一 個功能就是降低地層傷害。稠化劑、交聯劑、溫度穩定劑、pH控制劑和降濾失劑屬于前 者。破膠劑、殺菌劑、表面活性劑等屬于后者。而超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液 技術中最核心的是其稠化劑和交聯劑技術,與之配套添加劑和形成的液體配方也很關 鍵。壓裂酸化技術服務中心,著重研究了特種改性瓜爾膠的分子結構特點和在水溶液中 的性質以及影響這些性質的可能影響因素,重點開發與羧甲基瓜爾膠相匹配的交聯技 術,成功開發了新型交聯劑的合成與生產技術,形成了從常溫到200^下都可以使用的達 到工業標準的壓裂液技術。
許多聚合物可以作為稠化劑,包括羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維 素。使用最廣泛的是瓜爾膠,瓜爾膠及其衍生物在壓裂液中的使用占有90%。一般來 說,瓜爾膠分子中的甘露糖單元或半乳糖單元理論上有3個羥基可供改性利用。最大的 理論取代度是3。用羥丙基取代瓜爾膠側鏈的羥基,可以使側鏈張開,改變瓜爾膠的溶解 性和其他性能。最近的瓜爾膠衍生物的研究進展就是把適當的親油基團引進到瓜爾膠 分子中,以防止非離子瓜爾膠的自聚集,改性之后的瓜爾膠性能類似于表面活性劑。相 比于天然瓜爾膠和HPG,親油基改性之后的羥丁基瓜爾膠(HBG)流變性上有了明顯提 髙。在改性之后的HBG分子中,隨機分布著1%~2%的C16烷基鏈。由于較小的分子 量和水力學半徑,改性之后的HBG在孔隙中具有低的聚集性,有利于液體的返排和滲透 率的恢復。還有一種改性方向是使用第分子量瓜爾膠,由于其分子量比較低,壓裂液可
以不使用破膠劑,這樣破膠劑對高分子瓜爾膠破膠不徹底形成的殘膠對導流的傷害就可 —236 —
以消除了,但其往往對pH值敏感。
以前國內其他單位所用國產羥丙基瓜爾膠之間,唯一可能的差別是羥丙基瓜爾膠的 等級(水不溶物的多少和含水量)。在本研究中,新的瓜爾膠衍生物被開發出來。本研究 所用的瓜爾膠是親油基改性,不但在分子結構上不一樣,而且分子量也小得多。選擇一 定分子結構的含有親油基團的化合物,通過一定的反應,把化合物接枝到某個取代度的 羧甲基分子上,可以生產出與以往任何HPG性能完全不同的新一代瓜爾膠衍生物FACM 羧甲基瓜爾膠。
2.超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液交聯劑
壓裂液中第2個核心成分就是交聯劑。交聯劑是能通過交聯離子(基團)將溶解于 水中的高分子鏈上的活性基團以化學鏈連接起來形成三維網狀凍膠的化學劑。聚合物 水溶液因交聯作用形成水基交聯凍膠壓裂液。
國內的硼和鋯交聯體系如今使用最為廣泛。與硼不一樣,鋯交聯鍵沒有可逆性。鋯 交聯的壓裂液只在高剪切下發生降解。然而,鋯交聯的HPG壓裂液一般來說具有比硼交 聯壓裂液更好的熱穩定性,但需要大量的凝膠穩定劑來穩定長時間的凝膠強度。鋯基交 聯劑可以是不同的絡合物,例如乳酸鋯、醋酸鋯、三乙醇胺鋯、乙酰丙酮鋯、碳酸鋯,但精 確的交聯模式一直不能確定。水溶液中鋯與瓜爾膠之間的交聯反應存在可能的3種交 聯機理,氫鍵可以發生在非離子瓜爾膠及其衍生物(HPG)的羥基基團和鋯絡合物之間。 氫鍵通常發生在pH值4 ~ 10之間。這種類型的鍵合易被剪切所破壞,但一定時間后又 能恢復。第二種交聯機理是通過共價鍵進行。共價鍵通過PMG或CMHPG離子聚合物 上的羧基基團和交聯劑之間發生鍵合反應形成。第三種交聯機理涉及膠體顆粒與瓜爾 膠之間的相互反應,是一個至今仍困擾技術開發人員的復雜反應過程。
國內能夠尋找到的交聯劑(不管是否含鋯化合物)大多數不能夠有效與新型的羧甲 基瓜爾膠所形成的基液交聯,即使有些交聯劑能夠交聯,也不能夠達到通常壓裂液的技 術標準。超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用,本研究開發的交聯劑FACM-37交聯劑與FACM羧甲基瓜爾膠一起使用,可以 滿足從常溫到200T地層的壓裂工藝要求。
3.超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液其他添加劑
研究開發的超低低濃度瓜爾膠壓裂液所用的添加劑的名稱及功能列于表1。
表1壓裂液體系所用的添加劑
名稱功能用量
FACM壓裂液稠化劑增加水的黏度0. 1% ~ 1. 0%
FACM-37交聯劑使基液黏度增加0. 2% -1.0%
FACM-38防膨劑防止黏土顆粒膨脹0.5% ~2.0%
FACM-40交聯促進劑調節交聯速度0. 5% ~ 1. 0%
交聯延遲劑調節交聯速度0.5% -1.0%
 
名稱功能用量
FACM-39 A溫度穩定劑強化凍膠的耐溫性能0. 5% ?2. 0%
FACM-39 B溫度穩定劑強化凍膠的耐溫性能0. 5% -2. 0%
FACM-41助排劑降低破膠后壓裂液的表面張力0.5% -1.0%
破乳劑防止破膠后壓裂液的乳化0.5% -1.0%
三、超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液性能
為滿足不同地層壓裂的需要,開發了低、中、高溫的超低濃度FACM羧甲基壓裂液體 系,由于低濃度瓜爾膠交聯壓裂液的交聯結構剛性很強,交聯凍膠表現出很強的彈性,通 過改變低濃度稠化劑的使用濃度,適當調節交聯劑和其他添加劑的用量,就可得到低、 中、高溫系列的低濃度壓裂液體系。
1•超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液交聯性能
低濃度壓裂液的交聯時間是可控的,交聯時間從20秒到幾分鐘。
影響交聯時間的主要因素為:稠化劑濃度、交聯劑濃度、pH值及溫度。稠化劑濃度 大,在同樣的條件下有利于交聯,交聯時間會縮短,但變化范圍小。交聯劑濃度也會影響 交聯時間,如果交聯劑濃度太低,交聯速度較慢,黏度增長比預期的慢,交聯時間長。如 果交聯劑濃度過高,交聯速度較快,交聯時間短,凍膠較脆甚至出現脫水現象。所以對一 定濃度的稠化劑,都存在交聯劑的最佳濃度。一旦濃度稠化劑的濃度確定,交聯劑濃度 也是一定的。相對來講pH值對成膠速度和強度的影響較大,調節pH值可控制成膠時間 和強度。為了保證有足夠的交聯時間,可以通過調整交聯促進劑的用量達到,用量大時, 交聯時間短,反之,交聯時間長。對于高溫壓裂液配方還要加人做緩沖溶液,讓交聯時間 變長。交聯時的溫度和使用不同pH值的調節劑都會影響交聯時間。
2•超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液典型流變性能
根據需要形成了針對低、中、高溫超低濃度FACM壓裂液體系,其中,在取得相同的 流變性能條件下,稠化劑的用量和常規壓裂液相比有大幅度的降低,見表2。
表2趄低濃度FACM羧甲基壓裂液與常規壓裂液稠化劑用置對比
溫度J5090130160170180
常規壓裂液稠化劑濃度,%0. 12 -0. 150. 180. 30. 450.5 -0.60.6
FACM羧甲基瓜爾膠濃度0. 28 -0. 350.40. 50. 60.7-0. 90. 8-1.3
超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液配合獨特的交聯劑級數,可實現從5〇<c配方到
180<€配方在相應的溫度下均能夠保持一定的流變穩定性,見圖丨。其黏度值經過相應的 ^ 238 — 
120min時間剪切能夠保持在100 ~200mPa . s以上,可以滿足溫度從30 ~ 180丈的剪切
要求。
3.超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液破膠性能及殘渣含量
在不同的溫度下,使用過硫酸銨或者膠囊過硫酸銨對新型低濃度瓜爾膠壓裂液凍膠 進行破膠實驗。研究采用了 RV20黏度計在剪切條件下測量黏度變化趨勢或者常壓下在 水浴鍋中觀察凍膠的完整性和測量凍膠黏度的方法。研究還測量了不同配方的低濃度 瓜爾膠壓裂液的殘渣含量。結果表現了良好的破膠性能和低殘渣。
實驗結果表明,30尤下,破膠劑的濃度可以提高,甚至高達〇• 15%。而在8〇<^下,凍 膠黏度明顯受破膠劑的濃度影響,因此,這就要求施工過程中,采取錐式加人法時應控制 好破膠劑的加量且應使用膠囊破膠劑來代替裸露的過硫酸銨來減少其對黏度的影響。 實驗還在70尤下,對配方為〇. 18% FACM + 0_ 25%交聯劑+其他添加劑和〇• 001 %破膠 劑的凍膠進行剪切條件下的黏度測量實驗。結果表明,其流變性依然能滿足攜砂要求, 同時還能保持快速破膠。在130T下,破膠所需的過硫酸銨明顯的減少。實驗還對用于 160尤下的凍膠進行破膠實驗評價。
不同配方的低濃度瓜爾膠壓裂液的破膠殘渣的結果可見,殘渣含量為118 ~221 mg/L,這比常規HPG壓裂液的殘渣含量50〇mg/L要小得多。同時也可見,瓜爾膠濃度 高,破膠以后的殘渣含量也高。
4.超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液黏彈性及其支撐劑輸送能力
在80丈下在玻璃量筒中進行了支撐劑的懸浮實驗,考察靜態條件下交聯凍膠對支撐 劑的懸浮能力。實驗采用配方為0.22%FACM+0.3%交聯劑的交聯凍膠。在單顆粒支 撐劑沉降試驗中,支撐劑在80T:下5h不沉降。在砂比為40%的現場用石英砂及陶粒體 (密度為1.62)的凍膠中,支撐劑經過4h不沉降。實驗結果表明:盡管低濃度瓜爾膠壓 裂液凍膠不能用玻璃棒挑掛,但它的懸砂能力依然很好。
超低濃度瓜爾膠壓裂液交聯凍膠在髙溫下表觀黏度高,超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用,而且耐剪切性能好。由于其 具有優異的耐高溫耐剪切性能以及懸砂性能,可以不考慮在現場以往常用的玻璃棒挑掛 性能來監測其懸砂能力,因為其攜砂性能主要是靠其彈性所為。
采用Carri-Med CSL100流變儀,在50^下測量了濃度為〇. 15%FACM不同交聯比 的凍膠的儲能模量C和耗能模量G",實驗數據是在角速度為irad/s下采集的,實驗結果 可知,低濃度交聯壓裂液表現出較強的彈性,儲能模量G'要比耗能模量G"大得多。在 FACM濃度不變的情況下,隨著交聯比的增加,代表彈性的儲能模量G'有明顯的增加,代 表黏性的耗能模量G"變化不大,這表明了凍膠中存在著剛性很強的網絡結構,實際上交 聯凍膠的表觀黏度絕大部分來源于儲能模量的貢獻。
根據文獻,彈性模量和角速度的關系可以表達液體的黏彈性,當進行動態振蕩實驗 時,儲能模量G'和耗能模量G"與角頻率的流變曲線會發生交叉,其交叉發生在低角頻率 下表明其液體性質的彈性大于黏性。低濃度壓裂液的黏彈性實驗表明,隨著角頻率的增 加,儲能模量、耗能模量都增加,角頻率較低時,儲能摸量較小,其交叉發生在低角頻率 下。隨著角頻率的增大,儲能摸量的貢獻越來越大,說明交聯壓裂液的彈性效應增加。
與普通的HPG交聯凍膠的黏彈性能相比,更能說明低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液的獨 特優點。表3是不同濃度的普通瓜爾膠和超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液的黏彈性實驗 結果??梢?,在實驗的任何溫度下,新型超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液凍膠的G' 都遠遠大于G",而HPG凍膠只在較低溫度下有這種性能。隨著溫度升高,新型超低濃度 FACM凍膠的G'緩慢下降,而HPG凍膠的G'則急劇降低,完全喪失了儲能模量的優勢性 能。這就是新型低濃度CMHPG凍膠具有優異懸砂性能和高溫剪切條件下具有高的表觀 黏度的原因。
表3普通瓜爾膠與超低濃度瓜爾膠凍膠的黏彈性能對比
體系25丈60^80尤
G,,PaG〃,PaG',PaG",PaG,,PaGw,Pa
0■ 20% FACM +0. 3% 交聯劑2. 6640.41242.4540.43881. 9870. 4502
0.22% FACM+0.3% 交聯劑2. 8610.43022. 6490. 27862.4360. 3024
0.25% FACM+0.3% 交聯劑3. 2680. 66063. 0890. 39982. 8760.4123
0. 3 % HPG + 0. 04% 碳酸鈉 + 0. 0035 % 硼砂3. 6740.33240. 84070. 42540. 12500. 2212
0• 4% HPG + 0. 04%碳酸鈉 + 0. 0045% 硼砂5. 87401.26901. 37200. 72800. 80520. 3618
5•低濃度瓜爾膠壓裂液的濾失行為
除了凍膠在某一溫度下的耐剪切能力外,使用低濃度瓜爾膠壓裂液最擔心的問題就 是凍膠形成濾餅降低壓裂液進入地層的能力。通常情況下,總認為壓裂液的降濾失能力 直接與壓裂液中的聚合物濃度成正比?;谶@種假設,低濃度瓜爾膠壓裂液的降濾失能 力將降低。而我們的實驗室的結果卻相反。在大多數情況下,低濃度瓜爾膠壓裂液的降 濾失能力可與高濃度瓜爾膠的普通壓裂液的降濾失能力相媲美。低濃度瓜爾膠壓裂液 形成的濾餅盡管顯得薄,但緊密。這可能是由于它在濾餅中能更好的充填。
參照相關的標準進行了降濾失實驗。所使用的凍膠配方就是前面的流變性評價結果好 的凍膠配方。實驗在幾個不同的溫度條件下進行。實驗結果表明,不管是低溫還是高溫條 件下,不管瓜爾膠濃度是〇• 18%還是0. 45%,形成凍膠的濾失系數為9. 72 x 10~
10.7 XKT4m/min1/2,可與普通瓜爾膠凍膠的濾失系數相當。這就消除了對低濃度瓜爾膠 —240 —
壓裂液不能有效提供控制濾失能力的擔憂。
四、超低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂液現場應用
本研究的低濃度瓜爾膠壓裂技術在長慶油田采油七廠得到首次應用。選作試驗的兩 口井分別是袁27 -15井和袁30 -15井。這兩口已經完鉆的井位于陜西省吳起縣白豹 鄉,鄂爾多斯盆地陜北斜坡杏河鼻隆帶。
這兩口井井深分別為2391. 00m和2431. 78m,完鉆層位均為長63層。估算儲層溫 度80^,儲層孔隙壓力M.9MPa,儲層孔隙度9.7% ~ 12.6%,滲透率僅為0.31 ~ 1. 75mD,屬于低孔特低滲儲層,需要采用壓裂技術進行開發。
使用的交聯凍膠配方為:0• 2% FACM +其他添加劑+0.5%破膠劑+0.75%促進劑 + 0.3%交聯劑。破膠劑采用過硫酸銨和膠囊過硫酸銨。
施工主要施工參數:排量2 ~2. 7m3/min,前置液:60_ 9m3,攜砂液186. 6m3,頂替液 7.4«13,平均砂液比28.0%,破裂壓力34厘?3,施工壓力25~33肘?&,停栗壓力13.01^£1, 總加砂量45.0m3,總液量254. 9m3。在袁30-15井壓裂施工中,在砂比33% ~40%時, 施工過程仍能順利進行,表明了低濃度瓜爾膠壓裂液的優異攜砂性能。從袁30 _ 15井 壓后井底壓力計數據分析得到,在2. 3m3/min排量下,摩阻為〇• 26MPa/100m,只約占清 水摩阻14%,可見壓裂液的摩阻極低。袁30 - 15井排液3天后抽深在n50m,超低濃度羧甲基瓜爾膠壓裂液技術研究與應用,日抽36 次,日產油15. 6m3,日產水4. 2m3,含水率:21. 2% ,最終返排率為50. 8%。與周圍鄰井對 比,在返排率和產量上都有不同程度的提高。
五、結論與認識
(1)合成和開發了與經過特定改性的羧甲基瓜爾膠基液髙效匹配的交聯劑、交聯促 進劑、交聯延遲劑、黏土穩定劑、溫度穩定劑等系列添加劑。
(2)形成了從常溫到not;下符合工業標準的超低低濃度FACM羧甲基瓜爾膠壓裂 液系列配方。稠化劑的使用濃度可低至0_ 12% ~ 0.15%,與達到相同工業標準的HPG 凍膠相比,稠化劑的用量可降低20% ~ 50%。
(3)超低濃度FACM羧甲基壓裂液在使用濃度下不管是高溫還是低溫下都可形成有 效的濾餅,具有有效控制壓裂液的濾失的能力。壓裂液濾失系數與普通HPG基液的濾失 系數在同一個數量級。
(4)超低濃度FACM羧甲基壓裂液凍膠可以被過硫酸銨和膠囊過硫酸銨在低濃度下 破膠,破膠后殘渣含量低。
(5)超低濃度FACM羧甲基壓裂液具有較高的黏彈性,儲能模量對表觀黏度的貢獻 遠遠大于耗能模量的貢獻。其凍膠良好的懸砂性能正是來源于凍膠具有高的儲能模量。
(6)現場的成功應用充分說明了低濃度瓜爾膠壓裂液技術的可操作性。應用過程中 得到的經驗和教訓為該技術進一步的推廣提供了有益的借鑒。 
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