李莎莎

(中國石化西南油氣分公司，成都 610041)

難動用儲層的特點為低孔、低滲、含水飽和度高、非均質(zhì)性強(qiáng)、氣體流動啟動壓力高、單產(chǎn)產(chǎn)量低等，易造成壓裂液在儲層中形成水化膨脹與運移、儲層孔喉啟動壓力增大，導(dǎo)致儲層水鎖、水敏，壓裂液返排差等難題［1－2］。為促使油氣藏的增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，耐溫性能好、低傷害壓裂液體系成為壓裂技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵［3］。醇基壓裂液利用低分子醇作為互溶劑降低壓裂液水鎖，配制的壓裂液具有低傷害、返排能力強(qiáng)等特點，提高返排液排量，縮短返排時間，減小壓裂液濾失，極大減輕外來液體水鎖對儲層孔喉造成的傷害。探索研究適用于川西地區(qū)致密碎屑巖儲層的醇基壓裂液體系，能進(jìn)一步豐富該地區(qū)儲層改造的壓裂液體系類型，對難動用儲層及低壓氣藏的增儲上產(chǎn)可起到很好的促進(jìn)作用。

根據(jù)優(yōu)選醇的類型來優(yōu)化醇水比例，同時考察助排劑表面張力，優(yōu)選一種與醇水混合溶劑協(xié)同作用好的助排劑，以進(jìn)一步降低水鎖。采用表(界)面張力分析、巖心流動實驗等實驗評價水鎖對儲層的傷害。在所選配方的基礎(chǔ)上，根據(jù)溫度場特征，進(jìn)行壓裂液流變性優(yōu)化，形成滿足儲層改造的醇基壓裂液配方。為了評價改進(jìn)后的壓裂液體系對水鎖傷害的降低程度，采用水鎖傷害率評價水鎖傷害的大小。通過實驗測定外來流體浸泡后的巖心束縛水飽和度與采用地層水浸泡后的束縛水飽和度的增加幅度，可定性的評價外來流體抑制水鎖的能力。

1 實驗

助排劑WD－12、黏土穩(wěn)定劑WD－5、交聯(lián)劑WD－4B和WD－4A，廣漢阜康化工科技開發(fā)有限公司;助排劑HW－16、黏土穩(wěn)定劑HW－10，廣漢宏偉實業(yè)有限公司;助排劑SW－5、黏土穩(wěn)定劑SW－4、羥丙基胍膠－1、交聯(lián)劑SW－4A和SW－4B，南充正達(dá)化工研究所;羥丙基胍膠－2，東營大誠化工有限公司。

K100表面張力儀，德國克魯斯;OFI-150-80型高溫線性頁巖膨脹儀，美國;M5500高溫高壓流變儀，美國。

2 壓裂液添加劑的優(yōu)化

2.1 醇類型及其加量

2.1.1 醇類型

采用模擬壓裂液、5%甲醇和5%乙醇模擬壓裂液，對相同層位的巖心進(jìn)行反向滲析實驗，不同液體24 h飽和巖心，采用巖心流動裝置進(jìn)行氮氣驅(qū)替實驗，直至不出液為止，通過巖心質(zhì)量變化計算束縛水含水飽和度，從而計算水鎖傷害率，結(jié)果見表1。

表1 不同醇類型模擬壓裂液的水鎖傷害率

從表1看出，采用甲醇和乙醇處理過的巖心，水鎖傷害率遠(yuǎn)小于模擬壓裂液，表明醇基壓裂液具有降低水鎖的作用;相同加量下，甲醇處理過巖心的水鎖傷害率小于乙醇，表明甲醇比乙醇具有較好的降低水鎖的作用。因此，選用甲醇配制醇基壓裂液。

2.1.2 甲醇加量

固定其他條件，考察甲醇加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)對壓裂液水鎖傷害率的影響，結(jié)果見表2。當(dāng)甲醇加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為15%時，水鎖傷害率最低，為 10.7%。因此，甲醇加量以 15%為宜。

表2 甲醇加量對壓裂液水鎖傷害率的影響

2.2 助排劑類型及加量

采用WD－12、HW－16、SW－5 3種不同助排劑分別與15%甲醇進(jìn)行復(fù)配，考察助排劑與醇復(fù)配后的表面張力，結(jié)果見表3。在相同加量下，3種助排劑中，與甲醇復(fù)配后降低表面張力性能最好的為WD－12。隨著WD－12加量增加，表面張力下降明顯，加量繼續(xù)增加，表面張力降低不明顯。因此，助排劑WD－12加量以0.5%為宜，滿足返排要求。

表3 不同助排劑及加量下的表面張力

2.3 黏土穩(wěn)定劑類型及加量

采用WD－5、HW－10、SW－4 3種黏土穩(wěn)定劑分別與15%甲醇復(fù)配，在1 500 r/min下使用離心機(jī)離心分離15 min，測定膨潤土在黏土穩(wěn)定劑中膨脹率，結(jié)果見表4。3種黏土穩(wěn)定劑中，WD-5的膨脹率大大低于其他黏土穩(wěn)定劑，防膨效果最好。隨著WD－5加量增加，膨脹率下降明顯，加量繼續(xù)增加，膨脹率降低不明顯。因此，選擇WD－5黏土穩(wěn)定劑，加量以0.5%為宜，滿足防膨要求。

表4 不同黏土穩(wěn)定劑及加量下的膨脹率

2.4 稠化劑體系

采用川西地區(qū)常用的2種羥丙基胍膠作為備選稠化劑，采用不同配液方法對0.4%羥丙基胍膠在甲醇溶液中溶解性進(jìn)行考察。方法一，先將醇和水充分混合，再將瓜膠溶于甲醇水溶液中;方法二，充分考慮羥丙基瓜膠在水中具有良好的溶解性，因此，先將羥丙基胍膠溶于水中，充分增黏后，再按比例將甲醇溶于羥丙基胍膠溶液中。結(jié)果見表5。采用方法一，2種瓜膠均不能充分溶解;采用方法二，羥丙基胍膠－2放置后分層，配伍性差，但羥丙基胍膠－1能充分溶解在醇水溶液中，且增黏性能好。因此，實驗選用羥丙基胍膠－1，加量以0.4%為宜。

表5 不同溶解方法對羥丙基胍膠溶解性的影響

2.5 交聯(lián)劑

采用15%甲醇溶液和0.4%羥丙基胍膠－1配制壓裂液，加入0.4%交聯(lián)劑 m(WD－4B)∶m(WD－4A)=10∶3和交聯(lián)劑 m(SW －4A)∶m(SW－4B)=10∶3，用玻璃棒攪伴至凝膠后，挑掛觀察凝膠黏彈性。結(jié)果表明，2種交聯(lián)劑均具有很好的交聯(lián)性能，凝膠黏彈性好。結(jié)合實際，選擇常用的交聯(lián)劑m(WD－4B)∶m(WD－4A)=10∶3，加量以 0.4%為宜。

3 醇基壓裂液性能評價

綜上所述，確定醇基壓裂液最佳配方:2.0%氯化鉀+0.4%羥丙基胍膠－1+0.3%WDS－2+0.5%黏土穩(wěn)定劑 WD－5+0.5%助排劑WD－12+0.2% 碳酸鈉 +15.0% 甲醇，交聯(lián)劑m(WD －4B)∶m(WD －4A)=10∶3，加量 0.4%。按最佳配方配制醇基壓裂液，評價其流變性、助排性、防膨性、傷害性。

3.1 流變性

在65℃，170 s－1下，考察醇基壓裂液的流變性，結(jié)果見圖1。該壓裂液在65℃經(jīng)1.5 h剪切后，黏度大于200 mPa·s，可滿足壓裂施工的要求。

圖1 醇基壓裂液流變曲線

3.2 助排性能

分別采用常規(guī)壓裂液和醇基壓裂液配方制備破膠液，常規(guī)壓裂液配方:2.0%氯化鉀+0.4%胍膠 +0.3%WDS－2+0.5%WD －5黏土穩(wěn)定劑 +0.5%WD－12助排劑+0.2%碳酸鈉，破膠液黏度≤5 mPa·s，在35℃下，測定破膠液表面張力，結(jié)果見表6。醇基壓裂液的表面張力低于常規(guī)壓裂液，有利于壓裂液返排。

表6 常規(guī)壓裂液和醇基壓裂液表面張力對比

3.3 防膨性能

在65℃下，采用高溫線性頁巖膨脹儀測定常規(guī)壓裂液和醇基壓裂液的膨脹率，結(jié)果見表7。2 h和24 h膨脹率，醇基壓裂液的防膨效果均優(yōu)于常規(guī)壓裂液。

表7 常規(guī)壓裂液和醇基壓裂液膨脹率對比

3.4 傷害性能

將醇基壓裂液和常規(guī)壓裂液濾液加壓至巖心中停留2 h，進(jìn)行傷害實驗，根據(jù)傷害前后滲透率計算壓裂液對巖心的傷害率，結(jié)果見表8。醇基壓裂液的平均傷害率為18.21%，而常規(guī)壓裂液的為26.55%。

表8 常規(guī)壓裂液和醇基壓裂液的傷害率對比

4 結(jié)論

1)經(jīng)優(yōu)選確定了甲醇加量為15.0%的醇基壓裂液體系:2.0%氯化鉀+0.4%羥丙基胍膠－1+0.3%WDS －2+0.5%WD －5 黏土穩(wěn)定劑 +0.5%WD－12助排劑+0.2%碳酸鈉+15.0%甲醇，交聯(lián)劑 m(WD －4B)∶m(WD －4A)=10∶3，加量0.4%。

2)該醇基壓裂液降低壓裂液的表面張力且傷害率低，可有效降低壓裂液對儲層的水鎖傷害。

3)醇基壓裂液的配制應(yīng)改變羥丙基胍膠的常規(guī)加入順序，先將羥丙基胍膠溶于水中，充分增黏后，再按比例將甲醇溶于羥丙基胍膠溶液中。

4)在其他區(qū)塊或?qū)游贿M(jìn)行水鎖傷害研究，針對性的推廣醇基壓裂液。

［1］尚萬寧，張耀剛，李治，等.氣井儲層水鎖效應(yīng)解除措施應(yīng)用［J］.天然氣工業(yè)，2008，28(5):89 －90.

［2］梁兵，郭建春，陳紅軍，等.低滲氣藏改造過程中水鎖傷害分析及解除［J］.試采技術(shù)，2006，27(1):22 －24.

［3］于永，李愛山，馮紹云，等.醇基壓裂液的研制及應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2010，36(5):9 －11.