彭 沖，王曉飛，付卜丹，鄭建剛，李繼彪，劉讓龍

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第十二采油廠，陜西西安 710018）

隨著體積壓裂改造思路的逐漸深入，有效推動(dòng)了致密油氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源壓裂改造措施的不斷發(fā)展[1，2]。非常規(guī)油氣藏體積壓裂改造的思路，對(duì)壓裂改造工作液性能的要求發(fā)生極大改變，由傳統(tǒng)的高黏度交聯(lián)壓裂液體系向低黏度滑溜水體系轉(zhuǎn)變，壓裂液用量極大[3]。由于非常規(guī)儲(chǔ)層的物性很差，因此具有“低成本、低傷害性、綠色環(huán)?！碧攸c(diǎn)的壓裂液體系是未來(lái)壓裂液發(fā)展的重要方向。

郭鋼等[4]在統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)慶油田羅X 區(qū)塊，存地液量與油井一年累計(jì)產(chǎn)量的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，存地液量越大，一年的累計(jì)產(chǎn)量越高，這與傳統(tǒng)的常規(guī)返排率越高產(chǎn)量越高的概念相反，并提出了壓裂液滯留液體自發(fā)滲吸替油的機(jī)理，為提高致密儲(chǔ)層采收率提供了理論指導(dǎo)。肖程釋[5]開展壓裂液提高致密油滲吸采收率研究，提出了壓裂液滲吸作用是裂縫性致密油藏主要的采油機(jī)理，可以提高周期注水采收率。張晴[6]對(duì)鄂爾多斯盆地W 區(qū)致密砂巖油藏壓裂液滲吸機(jī)理開展研究，結(jié)果表明，巖心滲吸效率最高可達(dá)21.4 %，最低可達(dá)14.94 %，并提出了毛管壓力自發(fā)滲吸是壓裂液滯留與吸收的重要因素。

基于以上研究人員的研究，深入研究致密砂巖油藏壓裂液滲吸機(jī)理，對(duì)進(jìn)一步提高油藏原油采收率意義重大。本文通過(guò)室內(nèi)研究，開發(fā)出一種滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液，既能滿足壓裂施工要求，破膠液又能滲吸驅(qū)油，為進(jìn)一步提高低滲透油藏增產(chǎn)改造效果提供新的理論依據(jù)，且該壓裂液體系具有較好的推廣應(yīng)用前景。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液R60（實(shí)驗(yàn)室自制，含量39 %）、壓裂液破膠劑PR60（實(shí)驗(yàn)室自制，含量98 %）、十六烷基三甲基氯化銨CTAB（分析純，含量99 %）、十二烷基硫酸鈉SDS（分析純，含量99 %）、長(zhǎng)慶油田長(zhǎng)8 地層原油、人造巖心（φ2.5 cm×5 cm）。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 PVS 高溫高壓流變儀、DCAT21 表/界面張力測(cè)量?jī)x、TX500C 旋滴界面張力儀、多功能智能巖心驅(qū)替裝置、吸水儀。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液制備 取10 mL 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液制稠化劑加入490 mL 水中，迅速攪拌3 min，靜置2 h，即可得到濃度為2 %的滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液。

1.2.2 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂破膠液制備 向500 mL濃度為2 %的滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液中加入5 mL 壓裂液破膠劑PR60，攪拌均勻并在50 ℃條件下放置1 h，壓裂液黏度即可降低至5 mPa·s 以下，得到滲吸驅(qū)油型清潔壓裂破膠液。

1.2.3 壓裂液評(píng)價(jià) 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液依據(jù)SY/T 6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》中，第4.4 黏彈性表面活性劑壓裂液通用技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行。

1.2.4 滲吸實(shí)驗(yàn)

（1）巖心驅(qū)替法制備飽和原油的巖心。巖心飽和水-原油驅(qū)替-50 ℃條件下老化24 h。

（2）飽和原油的巖心放入吸水儀中，緩慢加入滲吸液體，在50 ℃恒溫箱中靜置，每隔一定時(shí)間記錄析出的原油樣品數(shù)量，待原油量24 h 無(wú)變化后，記錄最終采出程度。

1.2.5 界面張力 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液與原油間的界面張力，按SY/T 5370-2018《表面及界面張力測(cè)定方法》中規(guī)定的方法執(zhí)行。

1.2.6 接觸角測(cè)定 采用圖形法，在室溫條件下，測(cè)定滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液在巖心薄片表面的接觸角。

2 結(jié)果與討論

2.1 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液

2.1.1 壓裂液開發(fā) 采用黏彈性表面活性劑、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)溶劑復(fù)合，形成滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液R60 稠化劑。該稠化劑外觀紅棕色均相液體，密度1.07 mg/cm3，遇水即可交聯(lián)形成壓裂液。壓裂液黏度隨不同稠化劑R60 加量的關(guān)系（見圖1）。

圖1 壓裂液黏度與稠化劑濃度的關(guān)系

當(dāng)稠化劑R60 遇水后，彈性表面活性劑分子與無(wú)機(jī)鹽電解質(zhì)，在水溶液中形成具有一定柔性的柱狀膠束，膠束相互繞形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[7-10]，與高分子聚合物溶液比較類似，可大幅度提高水溶液的黏度，同時(shí)溶液表現(xiàn)出良好的黏彈性，可作為壓裂液使用，完成加砂壓裂施工。

2.1.2 壓裂液性能 參照SY/T 6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》，對(duì)滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液R60 主要性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1.2.1 交聯(lián)性能 按清水+2 %～4 %稠化劑R60 配方，配制方法配制滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液，評(píng)價(jià)壓裂液的交聯(lián)時(shí)間及交聯(lián)后壓裂液狀態(tài)，優(yōu)選出最佳的交聯(lián)比為100：4（見表1）。

從表1 可以看出，稠化劑R60 濃度為4 %以上時(shí)，滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液稠化劑R60 按比例與水混合后，在1 min 內(nèi)即可增黏，壓裂液黏度穩(wěn)定，具有良好的彈性，可以滿足現(xiàn)場(chǎng)在線混配壓裂施工的需求。

圖2 壓裂液耐溫耐剪切性能（50 ℃）

表1 滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液R60 交聯(lián)性能

2.1.2.2 耐溫耐剪切性能 采用PVS 高溫高壓流變儀，評(píng)價(jià)滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 在50 ℃條件下的耐溫耐剪切性能，結(jié)果（見圖2）。

滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 體系在50 ℃下連續(xù)剪切100 min，壓裂液黏度保持在35 mPa·s 以上，顯示出良好的黏彈性能，能夠滿足50 ℃以內(nèi)儲(chǔ)層加砂壓裂改造的需求。

2.1.2.3 破膠性能 參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 體系在50 ℃下的破膠性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并評(píng)價(jià)了壓裂液表/界面張力、殘?jiān)?，評(píng)價(jià)結(jié)果（見表2）。

由表2 可知，該壓裂液在60 min 即可徹底破膠，破膠液黏度＜5 mPa·s，在室溫條件下破膠液界面張力明顯低于常規(guī)胍膠壓裂液體系，且壓裂液無(wú)殘?jiān)?，可以有效降低?chǔ)層傷害，同時(shí)利用破膠液與原油間的低界面張力機(jī)理，實(shí)現(xiàn)滲吸驅(qū)油作用，進(jìn)一步提高壓裂增產(chǎn)改造效果。

2.1.3 滲吸驅(qū)油性能 參照Q/SY 1583-2013《二元復(fù)合驅(qū)用表面活性劑技術(shù)規(guī)范》，對(duì)滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液R60 作為驅(qū)油劑主要性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1.3.1 界面張力性能 采用TX500C 旋滴界面張力儀，評(píng)價(jià)不同濃度的滲吸驅(qū)油型壓裂液R60，在50 ℃條件下與長(zhǎng)8 層原油間的界面張力，結(jié)果（見圖3）。

圖3 壓裂液R60 與原油間界面張力與濃度的關(guān)系

表2 滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 破膠性能

在50 ℃下，隨著滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 濃度的增加，其與長(zhǎng)8 層原油間界面張力呈先降低后增加的趨勢(shì)。當(dāng)壓裂液R60 濃度為0.05 %時(shí)，油水界面張力降低至最低，降低至3.4×10-3mN/m，達(dá)到超低界面張力，能有效提高驅(qū)油效率，大幅度提高原油采收率[11]。

2.1.3.2 潤(rùn)濕性評(píng)價(jià) 在室溫條件下，評(píng)價(jià)不同濃度的滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 在親油巖石表面的接觸角，結(jié)果（見表3）。

表3 蒸餾水及壓裂液R60 在油潤(rùn)濕性表面的接觸角

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 在油濕性表面的接觸角低于蒸餾水的接觸角，機(jī)理在于壓裂液中的表面活性劑物質(zhì)在親油表面吸附，降低了其疏水性能，有利于水進(jìn)入微孔喉道，滲吸驅(qū)替原油，提高滲吸采收率[12]。

表4 靜態(tài)滲吸驅(qū)油實(shí)驗(yàn)巖心參數(shù)

圖4 靜態(tài)滲吸驅(qū)油采收率

2.1.3.3 靜態(tài)滲吸驅(qū)油性能 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)選了0.05 %滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 開展靜態(tài)滲吸驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，并與陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨CTAB、陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉SDS 進(jìn)行了對(duì)比，巖心參數(shù)（見表4），滲吸驅(qū)油結(jié)果（見圖4）。

由靜態(tài)滲吸驅(qū)油實(shí)驗(yàn)可知，在巖心物性參數(shù)相當(dāng)?shù)臈l件下，不同的滲吸驅(qū)油劑體系的滲吸采收率不同。其中滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 滲吸驅(qū)油速率快，最終采收率最高；CTAB 滲吸驅(qū)油速率最慢，最終采收率最低，其主要原因在于表面活性劑遇原油間的低界面張力與改變巖石潤(rùn)濕性相關(guān)[13]，其中滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 顯示出良好的滲吸驅(qū)油效果。

3 結(jié)論

（1）開發(fā)出的滲吸驅(qū)油型壓裂液R60，具有良好的增黏、交聯(lián)、耐溫耐剪切及破膠性能，能夠滿足50 ℃以內(nèi)儲(chǔ)層在線混配加砂壓裂改造的需求。

（2）滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 與長(zhǎng)8 原油間的界面張力可達(dá)到3.4×10-3mN/m，能將親油巖石表面的潤(rùn)濕性向親水方向轉(zhuǎn)變，巖心靜態(tài)滲吸驅(qū)油效率達(dá)到35.64%，顯示出良好的靜態(tài)滲吸驅(qū)油效果。

（3）滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 既能滿足壓裂施工要求，又能滲吸驅(qū)油，進(jìn)一步提高增產(chǎn)改造效果，為進(jìn)一步提高低滲透油藏增產(chǎn)改造效果提供新的理論依據(jù)。