低浓度瓜胶压裂液在延长油田的应用

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２０１５ 年 ４ 月
绿 色 科 技
第４期
内衬采用厚度为２５ｍｍ 的陶瓷，能适应集中冲刷产 生的磨损问题，使得整套系统使用寿命大大提高 。
５ 结 语
虽然控制流道系统的初始投资可能高于传统溜槽 的费用，但通过减少 运 行 费 用 和 维 修 费 用 ，可 快 速 获 得 投资回报。通过对穿过输送转运槽的物料流的控制 ，其 中存在的问题，如皮带损坏、皮带和转运槽的末端磨 损 、 转运槽堵塞、溢出、灰尘、燃烧以及物料块状保持率下 降 等已大大减少。在输煤系统中控制流道系统已越来越 被业主认可和肯定。
后冻胶携砂性能相比 ，具有明显的优势 。
３．２．２ 破 胶 效 果 由于破胶剂的活性与温度密切相关 ，其活性临界温
度为４９℃，当低于临界温度时 反 应 的 速 度 相 当 缓 慢 ，需 要在反应过程中加入催化剂。故本次过硫酸铵破胶过
程 中 ，添 加 了 引 发 剂 。 破 胶 结 果 见 表 ４。
了 综 合 评 价 ，为 该 体 系 在 延 长 油 田 应 用 提 供 理 论 参 考 。
关 键 词 ：低 渗 透 ；残 渣 ；交 联 剂
中 图 分 类 号 ：ＴＥ３５７．１２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７４－９９４４（２０１５）０４－０２９０－０３
１ 引 言
表 ４ 低 浓 度 瓜 胶 压 裂 液 过 硫 酸 铵 破 胶 性 能
序号
破胶剂 加 量／％
破胶温度 ／℃
破胶时间 ／ｍｉｎ
残液粘度 ／ｍＰａ·ｓ
１
５
２５
７０
＜５
通过表４可知，低浓度瓜胶压裂液可用传统过硫 酸
铵 破 胶 ，当过硫酸铵加量 为 ０．０４％ 时，破 胶 时 间 为 ７０ｍｉｎ，
属于最佳破胶时间，其破胶残液粘度小于５ｍＰａ·ｓ。
液，清洁压裂液的 滤 失 量 ，并 计 算 结 果。 实 验 测 得 结 果
见 表 ６。
表 ６ 压 裂 液 滤 失 系 数
压裂液
滤失系数 １０－４ ｍ／ｍｉｎ０．５
０．２５％ 瓜 胶 压 裂 液
７．３６
低浓度瓜胶压裂液
７．３５
清洁压裂液
７．５２
由表６数据说明，低浓度瓜胶压裂液体系滤失 系 数 不高，能够达到压裂液的携砂要求 。
率较高，基 本 无 吐 砂 现 象。 通 过 投 产 后 １ 个 月 产 量 统
计，其产油量明显高于同时期作业新井 。作业井组产 量
如 表 ７。
表 ７ 甘 谷 驿 采 油 厂 低 浓 度 瓜 胶 压 裂 井 生 产 情 况
井号 作业时间 平均日产液／ｍ３ 平均日产油／ｔ 累计产油／ｔ
９２０１－２ ６月２３日
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程 武 刚 ，等 ：低 浓 度 瓜 胶 压 裂 液 在 延 长 油 田 的 应 用
工程与技术
图１ ４０℃ＹＣ 交联剂冻胶流变
３．２ 低 浓 度 瓜 胶 压 裂 液 性 能 检 测
３．２．１ 静 态 沉 降 速 度 （携 砂 性 能 ） 在室内一般选用静态流体检测支撑剂的沉降速度，
可以表达出液体的携砂性能 ，见表３。
１．８２
０．７９
２３．８５
９２０１－４ ６月２３日
２．５１
１．１７
３５．１４
９２０１－５ ６月２３日
２．４３
１．１６
３４．８０
５ 结 论
（１）经过 室 内 试 验，优 选 ０．１５ 瓜 胶 ＋０．１％ＹＣ 交 联剂＋０．１％ＫＣｌ＋０．５％ 助 排 剂 ＋０．３５％ 引 发 剂 作 为 最终的低浓度瓜胶压裂液体系 ，该体系形成的冻胶具 有 较好的耐剪切性能 。经室内试验检测 ，该低浓度瓜胶 压 裂液 体 系 耐 剪 切、携 砂 性 能 强、破 胶 迅 速。 残 渣 含 量 １５４ｍｇ／Ｌ，滤失系数７．３６，符合水基压裂液评价标准 。
２ 材 料 与 方 法
２．１ 实 验 材 料 羟丙基 瓜 胶，延 长 油 田 甘 谷 驿 采 油 厂；ＸＲ－３ 改 性
瓜胶，北 京 旭 日 昌 盛 科 技 有 限 公 司；ＸＴ－１２ 改 性 瓜 胶； 硼砂，延长油田甘 谷 驿 采 油 厂 ；ＹＣ 交 联 剂，北 京 旭 日 昌 盛科技有限公司 ；ＸＴ－９ 交 联 剂，新 乡 玄 泰 实 业 有 限 公 司；助排剂ＪＺ－１，北京希涛化 学 制 品 公 司；ＸＲ 引 发 剂， 延长油田甘谷驿采油 厂 ；ＫＣｌ，延 长 油 田 甘 谷 驿 采 油 厂 ； 过硫酸铵，延长油田甘谷驿采油厂 ；石英砂，延长油田 甘 谷驿采油厂；配液用水为自来水 。
３ 结 果 与 分 析
随着低渗油田的开发 ，过去不被注意的压裂液残渣 问题，得到学者的广泛关注 ，在渗透率越低的油田 ，残 渣 问 题 越 严 重 。 ［１］ 但 是 瓜 尔 胶 作 为 一 种 纯 天 然 的 高 分 子 ， 自 身 的 物 理 、化 学 特 性 决 定 瓜 尔 胶 压 裂 液 难 以 完 全 改 善 残渣的不利局面 。就 当 下 而 言，从 瓜 尔 胶 的 综 合 性 能、 市场价格等各方面进行了比较全方位的考虑 ，瓜尔胶在 较 长 时 间 内 还 仍 将 占 据 着 市 场 上 的 主 导 地 位 。 ［２～４］ 然 而为了应对未来更加严酷的油气层环境 ，需要储备足够 的技术指导和工艺支持。破胶残液中的残渣主要来源 于瓜胶体系中的水 不 溶 性 物 质 ，减 少 瓜 胶 用 量，可 以 从 源头上减少残渣的引入 ，对体系的残渣含量起到决定性 的作用。
２０１５ 年 ４ 月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒｅｅｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
第４期
低浓度瓜胶压裂液在延长油田的应用
程武刚，李 婵
（延长油田股份有限公司甘谷驿采油厂，陕西 延安 ７１６０００）
摘要：指出了随着低渗油田的开发，过去不被注意的压裂液 残 渣 问 题，引 起 学 者 的 广 泛 关 注，在 渗 透 率 越 低
的油田，残 渣 问 题 越 严 重。通 过 室 内 试 验，对 多 组 稠 化 剂、交 联 剂 种 类 和 加 量 进 行 优 化 ，确 定 了 交 联 体 系 破
胶残液中，残渣含量仅为原体系的１／３。同时，对该 体 系 的 耐 温 耐 剪 切 性 能、携 砂 性 能、静 态 滤 失 性 能 进 行
通过对比稠化剂 和 交 联 剂 的 性 能 ，优 选 ０．１５ 瓜 胶 ＋０．１％ ＹＣ 交 联 剂 ＋０．１％ ＫＣｌ＋０．５％ 助 排 剂 ＋ ０．３５％引发剂作为最终的低浓度瓜胶压裂液体系 。
收 稿 日 期 ：２０１５－０３－０５ 作 者 简 介 ：程 武 刚 （１９８３— ），男 ，湖 北 孝 感 人 ，硕 士 ，主 要 从 事 采 油 工 程 及 压 裂 工 艺 方 面 的 工 作 。
主要仪器：ＲＳ６０００流变仪，德国 Ｈａａｋｅ公司；吴茵混 调器，美国 Ｂａｒｏｉｄ公司；品 氏 毛 细 管 黏 度 计，上 海 羽 通 仪 器仪表厂；ｐＨ１９７０ｉ便携 式 ｐＨ 测 量 计，广 州 市 毅 佰 科 学 仪 器 有 限 公 司 ；恒 温 水 浴 锅 ；离 心 机 ；静 态 滤 失 仪 。 ２．２ 实 验 方 法
４５
－
较 差 ，不 能 调 挂
９
２５
冻胶较好
１５
５５
冻胶较好
通过表２可知，ＹＣ 交联剂 ０．１％ 用 量 下，可 使 瓜 胶 ２５ｓ成胶调挂。为了检测 ＹＣ 交联剂形成的冻胶耐温 耐 剪切性能，利用 ＲＳ６０００流变仪进行了４０℃ 下 耐 温 耐 剪 切 检 测 ，结 果 见 图 １。
由流变图 可 知，该 体 系 耐 温 耐 剪 切 性 能 较 好 。 延 长油田东部地区 油 层 埋 藏 较 浅 ，一 般 不 超 过 １０００ｍ，故 该体系属于延长油田东部地层最适宜体系。
４ 现 场 应 用
自２０１４年５月，改 性 瓜 胶 压 裂 液 体 系 在 延 长 油 田
甘谷驿采油厂进行了现场先导性实验。甘谷驿采油厂
井组为低渗透储层低温井 。在应用过程中，实践了改 性
瓜胶压裂液低温 体 系 ，共 作 业 １７ 口 井。 其 中 有 ３ 口 井
属于新井作业。作业 过 程 中，体 系 携 砂 性 能 优 良，返 排
首先对压裂液的各种添加剂（稠化剂、交联剂、助 排 剂、破胶剂）进行加量优化，确定低浓度瓜胶压裂液体 系 配方，参照中国石油天然气行业标准 ＳＹ／Ｔ ５１０７－２００５ 《水基压裂液性能评价方法》的要求对压裂液进行交 联 、 耐温耐剪切、破胶、配伍性等性能评价 。
３．１ 低 浓 度 瓜 胶 压 裂 液 配 方 优 化
０．１５％瓜胶 ＋０．１％ＫＣｌ＋０．５％ 助 排 剂 ＋０．３５％ 引 发
剂，按照交联剂设计 用 量 分 别 添 加 三 种 交 联 剂 ，观 察 交
联 性 能 ，结 果 见 表 ２。
表 ２ 交 联 性 能 检 测
交联剂类型
硼砂 ＹＣ ＸＴ－９
交联剂 用 量／％
０．１ ０．１ ０．１
变 稠 时 间／ ｍＰａ·ｓ 挑挂时间／ｓ 冻胶性能
３．１．１ 稠 化 剂 的 优 选
三种稠化 剂 羟 丙 基 瓜 胶 、ＸＴ－１２ 改 性 瓜 胶 和 ＸＲ
－３ 改 性 瓜 胶 增 稠 剂 增 黏 特 性 如 表 １ 所 示 。
表 １ 三 种 聚 合 物 稠 化 剂 的 酸 溶 时 间 及 增 稠 能 力
稠化剂 用量／％ 基液黏度／ｍＰａ·ｓ ２ｈ后黏度保持率／％
（２）通过现场试验结果可 知 ，低 浓 度 瓜 胶 压 裂 井 生 产状况较好，产量 高 于 同 时 期 作 业 井。 分 析 原 因，主 要 为稠化剂用量少 ，从 源 头 上 减 少 了 残 渣 的 引 入 ，从 而 降 低了压裂液对地层的伤害 ，更大程度地保留了裂缝的 导 流能力。