滑溜水压裂液研究及在东濮致密储层的应用

滑溜水压裂液研究及在东濮致密储层的

应用

摘要：勘探表明濮卫环凹沙三下、沙四段发育有泥页岩夹薄砂条型致密油，

采用常规压裂增产效果不理想，本文通过优选降阻剂、粘土稳定剂、助排剂，复

配形成低伤害、低摩阻滑溜水压裂液体系，结合直井簇射孔开展复杂缝压裂试验，形成了低排高粘纵向穿层、高排低粘平面扩缝、多尺度支撑的复杂缝压裂技术，

增产效果显著。

关键词：滑溜水；复杂缝；低伤害；降阻率

随着油气资源的不断开发，低渗及超低渗透储层占比越来越大，已成为我国

油气增产的重要领域，是未来油气田可持续发展的重要研究方向[1]。研究发现濮

卫凹陷沙三中下、沙四段储集空间以微裂缝及粒间微孔为主，储层渗透率＜1mD，泊松比0.271～0.287，弹性模量21.26～34.41GPa，岩石力学脆性54.8～94.5%，地应力差异系数0.10～0.18，具备致密油气发育特征。中原油田工程院针对该储

层特征，结合体积压裂“大液量、大排量、低砂比”的施工特点，围绕“低伤害、低摩阻”性能要求，开展了滑溜水压裂液的室内研究，取得了良好的现场试验效果。

一、滑溜水压裂液体系研究

混合水压裂技术主要是针对岩石脆性指数较高、天然裂缝发育的致密储层[2]，采用滑溜水、线性胶和冻胶进行交替注入，既满足复杂缝网的需要，又能改善铺

砂效果。由于滑溜水对支撑剂悬浮性能差，需要靠大排量来减缓支撑剂的沉降，

排量大摩阻就高，降低摩阻是实现复杂缝网改造的关键。本文对滑溜水用降阻剂、助排剂、防膨剂等进行评价优选，复配出一种低摩阻、低伤害的滑溜水压裂液。

1.降阻剂优选

依据NB/T14003.2-2016降阻剂性能指标及测试方法对J-2A、JH、J-2D及SN 共4种乳液降阻剂进行评价。用该区块地层水配制0.15%各降阻剂溶液，观察配伍性，静置120h后J-2A及J-2D无明显分层、絮凝。用烘干法测试固含量，要求≥30%；用离心法测残渣含量，要求残渣≤150mg/L。用降阻率测试仪测试0.1%各降阻剂溶液在11000s-1剪切速率下的降阻率，要求大于70%。测量结果见表1。

表1 降阻剂固含量及残渣含量

项目J-

2A JH J-

2D

SN

固含量（%）33.

99

27.

01

31.

99

28

.0

残渣含量（mg/L）130********

2

降阻率（%）71.

7

64.

1

75.

3

67

.3

残渣含量均满足要求，J-2A及J-2D固含量满足要求且配伍性较好，后者降阻率较高。因此优选出J-2D降阻剂。

2.助排剂筛选

根据Q/SH1025 0860压裂酸化用助排剂技术要求，用K100表界面张力仪测试表、界面张力。配制0.1%助排剂溶液1L，各分两份，一份在25℃下测试；另

一份置于可密封的耐温耐压容器中，恒温150℃干燥箱静置72小时，冷却后再次测试。结果见表2。

表2 表、界面张力数据

温度助排剂类型J

2

Y

1

F

1

F

2

2 5℃

表面张力平均值

（mN/m）

2

1.96

2

4.00

2

2.91

2

4.73

界面张力平均值

（mN/m）

.73

1

.60

.45

.88

1 50℃

高温后表面张力

（mN/m）

2

2.38

2

8.24

2

3.06

3

2.46

高温后界面张力

（mN/m）

1

.06

2

.93

.93

1

.74

可知常温下J2及F1表面、界面张力均较低，J2耐温性能更佳。依据

SY/T5153-2017油藏岩石润湿性测定方法，通过接触角测量仪评价润湿性。分别加0.2%的J2及F1助排剂到两份降阻剂溶液中，测试与岩心片接触角，二者均表现为水润湿，J2亲水性更好。因此优选出J2助排剂。

3.防膨剂优选

参考SY/T5971-2016油气田压裂酸化及注水用粘土稳定剂性能评价方法对4

种黏土防膨剂进行评价。利用防膨管分别测试1g膨润土在40g蒸馏水、煤油及2%防膨剂水溶液中膨胀体积，求得防膨率。分别将测试过膨胀体积的离心管上清液

倒出，加蒸馏水，搅匀静置2h，再次离心15min，转速1500r/min，重复操作2

次读取膨润土体积，与原膨胀体积之差即为耐水洗能力，要求小于0.4ml。测量

结果见表3：

表3 防膨率及耐水洗测试

样品FP FC FA BA 防膨率（%）65.674.182.768.4

0.50.40.30.3

常温耐水洗能力

（ml）

结论：FA及FC防膨率较好，FA及BA耐水洗较好，因此优选出FA防膨剂。

4. 基础配方优化及综合性能评价

通过以上单剂优选，确定1#基础配方：0.1%J-2D降阻剂+ 0.20%J2助排剂+2% FA防膨剂，测试其降阻率。采用控制单一变量法优化得到2-5#配方，测定结果

见表4；

表4 各配方降阻率

优化后配方降阻率（%）