高温清洁压裂液在塔河油田的应用.pdf

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1、东北石油大学学报第38卷第2期2014年4月JOURNALOFNORTHEASTPETROLEUMUNIVERSITYVo1．38No．2Apr．2014高温清洁压裂液在塔河油田的应用孟燕，张士诚。(1．长江大学地球物理与石油资源学院，湖北武汉430100；2．中国石油大学石油工程教育部重点实验室(北京)，北京102249)摘要：清洁压裂液适用于低渗透储层的压裂，但是耐温性能差．针对塔河油田碎屑岩储层渗透率低、温度高的特点，优选高温清洁压裂液主剂，优化高温清洁压裂液配方，开发一种新的高温清洁压裂液体系，通过实验进行性能评价．结果表明：该压裂液体

2、系耐温达到l3O℃，优选配方为D2F—AS11(4．0)+KCI(3．0)+EDTA(0．2)+KOH(0．6)，抗剪切性能好，携砂能力强，与地层水混合后即能破胶，对储层的伤害非常低，现场应用增油效果明显．关键词：高温清洁压裂液；塔河油田；抗剪切性能；优化中图分类号：TE357．12文献标识码：A文章编号：2095—4107(2014)02—0080—060引言塔河油田位于天山南麓、塔克拉玛干沙漠北缘的戈壁荒漠地区，构造位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克库勒凸起西部．塔河油田碎屑岩储层具有渗透率低、物性差、非均匀性极强、油气埋藏深(50o0m左

3、右)、地层温度高(100～13o℃)等特点，储层改造难度非常大]．目前，常用的胍胶压裂液体系在地层中破胶不完全，残留在裂缝中的聚合物严重地降低支撑剂充填层的渗透率，从而降低裂缝的导流能力，导致压裂效果变差¨4]．清洁压裂液体系可以克服胍胶压裂液的缺陷，适用于低渗透油气藏的压裂，对支撑剂导流能力伤害小，能够充分发挥支撑剂的增产潜力．清洁压裂液的施工管柱摩阻只有胍胶压裂液的一半，可以大幅度地降低压裂施工管柱摩阻，发挥设备潜力，保证Jl~,N加砂．目前，国外压裂液体系朝着地层伤害小、环境友好的方向发展，并且不断提高其耐温能力]，已经形成门类齐全、适用

4、于各种地层和环境条件下的压裂液体系．国内对清洁压裂液研究较晚，目前主要应用的压裂液为CTAB和Schlumberger的J508w型表面活性剂．CTAB的耐温性能差，当温度高于60℃时，黏弹性随之大大降低．Schlumberger的JS08w型表面活性剂具有很好的黏弹特性，适用的温度也较高，但是成本特别高．我国自行研制的清洁压裂液(如VES一1、FRC一1、VES一8O等)的使用温度主要在t00℃以下]．根据塔河油田深井高温的特点，提高清洁压裂液的耐温能力，以满足塔河油田的压裂需求，为高效开发塔河油田提供一种高性能低伤害压裂液．1压裂液主剂高温

5、清洁压裂液体系的大部分主剂是表面活性剂_6]，也可以根据压裂施工的需求添加其他类型的主剂，如防膨剂、阻垢剂、pH调整剂等．1．1表面活性剂的优选表面活性剂由性质不同的两部分组成：一部分是由碳氢链组成的非极性集团；另一部分是由亲水基组成的极性集团．因此，表面活性剂分子的结构特征是一种既亲油又亲水的两亲分子．根据表面活性剂极性基团的解离性质，可以把表面活性剂划分为阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型表面活性剂l_7]．考虑储层渗透率伤害小和耐高温因素，优选适合塔河油田地层的表面活性剂类型．收稿日期：2014—02—15；编辑：任志平基金项目：国家科

6、技重大专项(2011ZX05014—006)；国家“973”重点基础研究发展计划项目(2011CB201003)作者简介：孟燕(1983一)，女，硕士研究生，主要从事油田开发方面的研究．·8O·第2期孟燕等：高温清洁压裂液在塔河油田的应用1．1．1低伤害表面活性剂塔河油田砂岩地层岩石表面呈电负性，阳离子型表面活性剂易吸附到砂岩表面，从而改变地层的表面性质，对地层造成伤害，因此阳离子型表面活性剂不适合塔河油田砂岩地层．为了对比其他3种表面活性剂压裂液体系对地层的伤害程度，参照SY5107—2005(水基压裂液性能评价方法标准》，进行两性型、非离子

7、型和阴离子型表面活性剂压裂液体系岩心伤害实验．实验结果表明：两性型表面活性剂压裂液体系的岩心伤害率为16．0，非离子型表面活性剂压裂液体系的岩心伤害率为19．0，阴离子型表面活性剂压裂液体系的岩心伤害率为9．7％．阴离子型表面活性剂压裂液对岩心的伤害率最小，能够解决由压裂液吸附导致的基质伤害问题．因此，优选阴离子型表面活性剂作为高温清洁压裂液的主剂．1．1．2耐高温表面活性剂不同表面活性剂的耐温性能不同．表面活性剂的亲油基团碳原子数增加时，在水介质中的胶束聚集数增加，胶束之间的排斥作用也增加，球形胶束开始变形，合并成为占用空间更小的线状或棒状胶

8、束；棒状胶束进一步合并，变成更长的蠕虫状胶束，形成的胶束越稳定，温黏性也越好．清洁压裂液的耐温性与表面活性剂分子的亲油基团的碳链长度有关．选择18碳油