压裂液延迟交联与快速破胶技术

车航崔会杰邱兵姚俊兰

（华北石油管理局井下作业公司，河北任丘）

摘要针对压裂液伤害地层的问题，通过对压裂液延迟变联与快速破胶技术的研究试验，研制出了时间延退交联剂和温度延迟交联荆．确定了压裂液在不同温度和不同时闻内破胶时需要破胶荆的用量。结果表明，压裂液麦联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。为减少压裂藏对地层的伤害。破胶剂加量应根据施工时问与裂缝中压裂液温度情况．使压裂藏的破肢时间与施工时间相一致，既能保证压裂液的造缝与携砂能力．又能使压裂液在施工结束后快速破胶、水化返排。现场应用表明．压裂液具有摩阻低、杭剪切性能好、造缝与携砂能力强．对地层伤害小的优点，满足了现场施工的需要，提高了油井（特别是深井）压裂施工的成功率．在华北冀中对井深３４００～３６００ｍ的油井压裂施工９口．平均砂比为２９．３％．成功率为１００“。

关键词：压裂液延迟交联快速破胶防止地层损害

压裂施工过程中，一般压裂液交联进行得很快，瞬间形成冻胶，使压裂液的摩阻升高，冻胶在压裂管柱中受到高速剪切而变稀，造缝与携砂能力变差；如果压裂液交联进行得很慢，进入地层后仍未交联．也会造成脱砂，使施工失败。因此，只有压裂液的交联时间与压裂液流经压裂管柱的时间一致，才能使压裂液性能最佳。为了减小压裂液对地层的伤害，一般采用强制裂缝闭合技术，要求在压裂液中加入破胶荆，使压裂液在压裂施工结束后快速破胶化水返排。破胶剂的加量要适当，过低时，压裂液破胶不彻底，造成地层伤害，放喷时会将过多的砂子带出地层；过高时，压裂液粘度下降幅度大，不利于造缝与携砂，易造成压裂施工失败。所以，研究压裂液的延迟交联与快速破胶技术较重要。

压裂液延迟交联技术

硼砂溶于水时，发生水解生成硼酸与ＮａＯＨ，使溶液呈弱碱性。生成的硼酸与瓜胶分子中的甘露糖邻位顺式羟基络台，将瓜胶分子彼此连接起来，形成网状结构，将水包在里面，形成粘弹性很高的冻胶。?２４?钻井液与完井液?２００３年弟２０卷第４期因该反应速率很快，产生了两点不利影响：①摩阻升高。一般压裂液原胶液粘度为６０～１００ｍＰａ?ｓ，交联后冻胶粘度大于１０００ｍＰａ?ｓ。②剪切变稀。由于冻胶不抗剪切，在压裂管柱中受到高速剪切而变稀，使造缝与携砂能力变差。现场施工压裂液的粘度变化情况见表ｌ。由表ｌ看出，冻胶的初始粘度为１５６０ｍＰａ?ｓ，在油管中受到高速剪切后粘度下降为２５ｍＰａ?ｓ；在地层中受到低速剪切可保持较高的粘度，粘度为７８６ｍＰａ?ｓ，剪切１ｈ后粘度为１２１ｍＰａ?ｓ。因此，应避免压裂液在压裂管柱中交联。但压裂液交联进行得很慢，进入地层后仍未交联，也会造成脱砂，施工失败。压裂液交联的最佳时间是压裂液刚进入地层的那一刻。

裹ｌ在现场施工条件下压裂液的粘度变化情况时间苎竺温度粘度时间塞篓温度牯度ｍｉｎ速率℃ｍＰａ．ｓｍｉｎ

～’

℃ｍＰａ?ｓ初始ｏ６０１５６０２０８０１１０４７８２ｌＯＯＯ７０Ｚ５３０８０１１０２３１

５１０００９０２５４０８０１１０１４８１０８０ｌＯＯ７８６６０８０１１０１２ｌ延迟生成冻胶速率的方法有３种，一是用聚合物将硼砂包裹，形成固体干颗粒，减缓硼砂的溶解速率，来延迟冻胶形成时间；二是提高溶胶液的ｐＨ值，抑制硼砂的水解，来延迟冻胶形成时问；三是在硼酸溶液中加入一种络台剂（如甘油），使之先与硼酸形成络合物，将硼酸掩蔽起来，延缓硼酸与瓜胶的反应时间。室内试验研制出了时间延迟交联剂和温度延迟交联剂。

１．时间延迟交联剂

不同交联剂与羟丙基瓜胶的交联时间见表ｚ。由表２可知，硼砂与羟丙基瓜胶交联很快，瞬间形成冻胶；有机硼ＹＪＢ与羟丙基瓜胶的交联时间可延长

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