奈曼壓裂液配方與支撐劑優(yōu)選技術(shù)研究

秦闖

摘 要：根據(jù)奈曼油田的儲層特點，確定以新井壓裂投產(chǎn)、老井調(diào)層壓裂、老井重復(fù)壓裂為主要手段進行開發(fā)，所以壓裂液、支撐劑既要滿足油藏特點和工藝技術(shù)要求， 又要最大限度地減少壓裂液對支撐裂縫導(dǎo)流能力的影響。本文介紹了壓裂液配方優(yōu)化技術(shù)，即壓裂液配方要求、壓裂液在適應(yīng)溫度方面的選擇、壓裂液配伍性、支撐劑選擇等優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：壓裂液；支撐劑；優(yōu)選技術(shù)

中圖分類號： TE3 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-163-2

1 油藏特征

奈曼凹陷位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市奈曼旗境內(nèi)，是遼河外圍開魯盆地西南側(cè)的一個次級負向構(gòu)造單元，勘探面積800km2，在九佛堂組均見到良好的油氣顯示。九佛堂組上段孔隙度主要分布在7%～23%之間，平均14%；滲透率主要分布在50×10-3μm2以下，平均12.2×10-3μm2；九下段儲層孔隙度平均9.6%；滲透率10.6×10-3μm2，屬于低孔特低滲儲層。為了保持低滲油田產(chǎn)量的穩(wěn)定，提高滲透率，改善導(dǎo)流能力，壓裂成為奈曼油井主要增產(chǎn)措施，此項措施已被廣泛應(yīng)用于油田現(xiàn)場，取得了滿意的效果，許多學(xué)者和油田工作人員為了使這項技術(shù)更加完善，仍在進行不斷地探索和研究。

2 壓裂液優(yōu)選

2.1 壓裂液配方性能要求

針對奈曼油田油藏埋藏分布特點和改造工藝要求，結(jié)合地層巖石礦物的敏感性實驗，實現(xiàn)了配方稠化劑及添加劑優(yōu)選和整體性能優(yōu)化。該區(qū)塊對液體體系性能要求如下：

a該油區(qū)儲層埋藏跨度大，1300-2400m，井溫由50-90℃，涵蓋了低溫、中溫和高溫三個體系。因此，要求壓裂液攜砂性能好，且具有良好的破膠返排性能。

b該儲層屬于低孔低滲儲層，孔隙喉道小，毛管阻力高；要求壓裂液具有好的助排性能，快速返排。

c儲層粘土礦物總含量高，水敏性較強，要求優(yōu)選優(yōu)質(zhì)的防膨劑或粘土穩(wěn)定劑，防止粘土膨脹與微粒運移，最大限度地降低壓裂液對儲層的傷害。

d該儲層低孔低滲，要求壓裂液具有最大限度的低傷害特性，選用優(yōu)質(zhì)稠化劑，盡可能降低壓裂液不溶物殘渣而帶來的傷害。

e壓裂液具有低濾失特性，提高壓裂液效率，控制濾失量確保壓裂施工成功。

f壓裂液具有較低的摩阻。要求壓裂液具有適宜的延遲交聯(lián)時間，以保證盡可能低的施工泵壓和適當(dāng)?shù)氖┕づ帕俊?/p>

g要求壓裂液的添加劑之間、與地層流體和巖石的配伍性好。

2.2 壓裂液體系研究

壓裂液體系通過不斷的完善改進，形成了適應(yīng)奈曼油區(qū)壓裂改造需求的低、中、高溫壓裂液體系，隨著配液方式的改進，配液過程質(zhì)量控制的加強，能夠較好滿足現(xiàn)場施工和儲層改造需求。

a低溫壓裂液體系配方：0.40-0.44%HPG+0.20-0.25%FR-CL/LH-Ⅸ+0.03-0.10%HCHO+0.02-0.05%CO-DFO/LY-1+0.05-0.08%Na2CO3+0.02-0.03%WPJ- I

①交聯(lián)時間：t=32s″（基液PH值：8.0-9.0）

②粘度：40-55mPa·s

③耐溫性：60℃剪切80min后粘度52 mPa·s

④針對低溫儲層不利破膠的情況，破膠劑優(yōu)選低溫破膠活化劑+常規(guī)過硫酸銨的雙元破膠劑體系

⑤破膠性能：試驗溫度55℃

b常規(guī)（中溫）壓裂液體系配方：0.44-0.47%HPG+0.20-25%FR-CL/LH-Ⅸ+0.03-0.10%HCHO+0.02-0.05%%CO-DFO/LY-1+0.08-0.10%Na2CO3+0.06%FR-HTCR/LH-I+0.015%WPJ-I

①交聯(lián)時間：t=37s″（基液pH值：8.5-9.5 ）

②粘度：55-65mPa·s

③耐溫乃剪切性能：85℃剪切60min后粘度50.2 mPa·s

④破膠性能：試驗溫度75℃

c高溫壓裂液體系

配方：0.47-0.50%HPG+0.20-0.25%FR-CL/LH-Ⅸ+0.03-0.10%HCHO+0.02-0.05%%CO-DFO/LY-1+0.10-0.12% Na2CO3+0.2%FR-HTCR/LH-I

①交聯(lián)時間：t= 37s″（基液pH值：9.0-10.5 ）

②粘度：65-75mPa·s

③耐溫乃剪切性能：110℃剪切122min后粘度74 mPa·s

④破膠性能：試驗溫度100℃

2.3 壓裂液的配伍性檢驗

配伍性檢驗配方0.25%FR-CL/LH-Ⅸ+0.1%HCHO+0.05%CO-DFO/LY-1+ 0.2%FR-HTCR/LH-I+0.03%WPJ- I

用量筒量取500ml地層水放入1000ml燒杯里，先加入0.5mlHCHO，用玻璃棒攪拌均勻，無沉淀、無絮凝現(xiàn)象；再加入1.25mlFR-CL/LH-Ⅸ，用玻璃棒攪拌均勻，無沉淀，無絮凝現(xiàn)象；再加入0.25mlCO-DFO/LY-1，用玻璃棒攪拌均勻，溶液由無色變?yōu)闇\白色，無沉淀、無絮凝現(xiàn)象；再加入1ml FR-HTCR/LH-I，用玻璃棒攪拌均勻，溶液呈淺紅棕色，無沉淀、無絮凝現(xiàn)象；最后加入0.15gWPJ- I，用玻璃棒攪拌均勻，無沉淀、無絮凝現(xiàn)象。由上說明此體系配伍性能良好。

3 支撐劑的評價與優(yōu)選

從壓裂后生產(chǎn)周期的統(tǒng)計對比看，平均生產(chǎn)周期石英砂為435.86d，陶粒為平均生產(chǎn)周期276.7d，石英砂生產(chǎn)周期長于陶粒的主要原因是奈曼油田先期開發(fā)主要針對九上段，多采用石英砂，從兩種支撐劑的平均周期來看，均能較好滿足奈曼油區(qū)儲層的改造需求。

閉合壓力與支撐劑選擇分析如下：

圖1為油層中深與壓裂停泵壓力的關(guān)系，由曲線回歸可以看到，在1200m至2100m左右停泵壓力雖有變化，但趨勢較為平緩，在2100m后，隨儲層深度增加，停泵壓力上升趨勢顯著，停泵壓力在一定程度上反映了儲層閉合應(yīng)力和地應(yīng)力狀況，可以初步認(rèn)為2100m左右是奈曼油田地應(yīng)力變化的結(jié)點，可為支撐劑的選擇提供依據(jù)?？紤]裂縫嵌入及長期導(dǎo)流影響，將2000m作為支撐劑選擇的分界點是較為合適的，儲層深度小于2000m的采用蘭州石英砂，超過2000m的采用中密陶粒。

4 結(jié)論

①針對壓裂開發(fā)和區(qū)塊整體壓裂要求壓裂液和支撐劑在低成本投入下，既能滿足油藏特點和工藝技術(shù)要求，又能最大限度地減少壓裂液對支撐裂縫導(dǎo)流能力的影響的要求，提出了壓裂液與支撐劑的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。②壓裂液優(yōu)化設(shè)計技術(shù)至少應(yīng)包括壓裂液及其添加劑優(yōu)選，壓裂對溫度適應(yīng)優(yōu)化、壓裂液變組分配方配伍性能優(yōu)化等不可缺少的內(nèi)容。③根據(jù)室內(nèi)實驗結(jié)果，選擇適應(yīng)奈曼儲層溫度、破膠溫度適合、配伍性良好的壓裂液，根據(jù)地層深度、閉合壓力選擇支撐劑。

參 考 文 獻

[1] 溫慶志，張士誠，李林地.低滲透油藏支撐裂縫長期導(dǎo)流能力實驗研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（2）：97-99.

[2] 溫慶志，王強.影響支撐劑長期導(dǎo)流能力的因素分析與探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2003（29）：101-104.

[3] 吉德利.水力壓裂技術(shù)新發(fā)展[M].石油工業(yè)出版社.