深層低滲透油藏低摩阻、耐高溫交聯(lián)體系研制和應(yīng)用

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1、深層低滲透油藏低摩阻、耐高溫交聯(lián)體系研制和應(yīng)用【摘要】本文針對深層低滲透油藏在壓裂改造時(shí)，表現(xiàn)出的施工排量低、施工壓力高、平均砂比低、施工規(guī)模受限等問題開展研究，通過研制低摩阻、耐高溫交聯(lián)劑壓裂液體系，實(shí)現(xiàn)了壓裂液的低摩阻性能、耐溫抗剪切性能、破膠性能及降濾失性能，配套壓裂管柱受力分析及相應(yīng)的壓裂工藝等措施，解決了深層低滲透油藏在前期施工中出現(xiàn)的問題，使現(xiàn)場施工排量提高1.Om3/min,壓力降低lOMPa,提高了單井產(chǎn)能?！娟P(guān)鍵詞】高溫；低摩阻；耐溫抗剪切；破膠；降濾失1.前言深層低滲透油氣藏，地層閉合應(yīng)力高，再加上高施工排量下較高的沿程摩阻，致使地

2、面施工壓力進(jìn)一步升高，增加壓裂設(shè)備負(fù)荷，施工規(guī)模受限。如何在提高施工排量的同時(shí)降低地面施工壓力，成為影響該類油藏進(jìn)行大型壓裂改造的關(guān)鍵。本文通過研制低摩阻、耐高溫壓裂液體系、分析壓裂管柱受力情況及配套相應(yīng)的壓裂工藝等措施，形成一套適合深層低滲透油氣藏的直井長縫大規(guī)模壓裂技術(shù)。2?低摩阻、耐高溫交聯(lián)劑體系研制通過開展交聯(lián)體系的調(diào)研、室內(nèi)研究、性能測試和中試生產(chǎn)工作，研制出適合深層特低滲透油藏特點(diǎn)的新型耐高溫、低摩阻交聯(lián)劑體系HTC-Eo該交聯(lián)劑與HPG形成的壓裂液體系具有良好延遲交聯(lián)性能和耐高溫抗剪切能力，能夠有效的解決常規(guī)交聯(lián)劑普遍存在的交聯(lián)時(shí)間短、耐

3、溫能力差等缺點(diǎn)。1.1低摩阻性能HTC-E乳液交聯(lián)劑體系的延遲交聯(lián)的原理是通過乳化劑將交聯(lián)劑包裹在內(nèi)向液體中，通過延緩交聯(lián)劑的釋放速度，從而達(dá)到延長交聯(lián)時(shí)間，降低摩阻的目的。表1常規(guī)交聯(lián)劑和HTC-E交聯(lián)劑在不同pH下的時(shí)間對比pH值常規(guī)交聯(lián)劑交聯(lián)時(shí)間sHTC-E交聯(lián)時(shí)間s820150935170105017511551751255175交聯(lián)時(shí)間的延長，可以降低壓裂液在井筒內(nèi)由于過早交聯(lián)造成的附加摩阻。從表1中可以看出，與常規(guī)的交聯(lián)劑相比，乳液交聯(lián)劑HTC-E與HPG的交聯(lián)時(shí)間150-175S,是常規(guī)交聯(lián)劑交聯(lián)時(shí)間的3-5倍；從圖1中可以看出，排量4-

4、5.5m3/min時(shí)，常規(guī)的①88.9mm的壓裂油管摩阻降低3-4MPa/1000mo以儲(chǔ)層埋深3700m計(jì)算，該體系可以降低施工摩阻11.1-14.8MPa,施工壓力55.2-58.9MPa,能夠有效確保壓裂施工。2.2耐溫抗剪切性能在剪切速率為170s-l的條件下，連續(xù)升溫至14CTC,并測試壓裂液的表觀粘度。從圖2可以看出，該壓裂液的粘度隨溫度的升高逐漸下降，40min后粘度基本穩(wěn)定，在120min時(shí)的粘度為70.95mPa?s。說明該壓裂液具有較強(qiáng)的耐溫抗剪切性能。圖1HTC-E+HPG壓裂液體系流變曲線2.3破膠性能量取壓裂液基液500mL,

5、在攪拌的條件下，加入過硫酸鐵或EB-1微膠囊破膠劑0.lg,并迅速加入交聯(lián)劑HTC-E攪拌均勻。將交聯(lián)后的壓裂液置于溫度為8CTC的恒溫水浴中。當(dāng)破膠時(shí)間達(dá)4h時(shí)，取出破膠液上層清液，在3(TC時(shí)用六速粘度計(jì)測定破膠液的粘度，以該粘度表征其破膠性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，該壓裂液的破膠液粘度為4.5?7.5mPa?s。表2破膠性能評價(jià)試驗(yàn)破膠劑類型加量％表觀粘度mPa.s過硫酸鐵0.036.0過硫酸鐵0.054.5EB-1微膠囊破膠劑0.036.01.配套工藝技術(shù)此外，通過預(yù)置防水鎖劑降低儲(chǔ)層水鎖概率；通過前置油溶性暫堵劑，提高前置液的造縫效率，減小多裂縫造成

6、的壓裂液濾失，提高壓裂施工成功率。3.1射孔井段優(yōu)化針對直井儲(chǔ)層較厚且較為集中，通過分析儲(chǔ)層與隔層應(yīng)力，模擬不同射孔方式，使裂縫在儲(chǔ)層內(nèi)擴(kuò)展，減小無效改造體積。而對于斜井，且方位角與最大主應(yīng)力方向不一致的井，需要優(yōu)化射孔井段，合理避射，減小起裂產(chǎn)生多裂縫的可能性，降低砂堵風(fēng)險(xiǎn)，以實(shí)現(xiàn)直井長縫大規(guī)模壓裂改造。若工區(qū)目的井井斜角較大，與地層主應(yīng)力方向形成一定夾角時(shí)，全射油層會(huì)增加砂堵風(fēng)險(xiǎn)，可采用避射方式。3.2加砂規(guī)模優(yōu)化根據(jù)工區(qū)油藏要求，該區(qū)塊的有效支撐縫長為200m,通過軟件模擬，在實(shí)現(xiàn)裂縫半長的條件下保證各層之間的均勻改造，同時(shí)防止裂縫縱向過度延伸。

7、通過Gowin全三維壓裂模擬軟件，對該井進(jìn)行了三個(gè)加砂規(guī)模的優(yōu)化。從優(yōu)化的結(jié)果可以看出，當(dāng)加砂量40m3時(shí),裂縫半長162m,不能滿足油藏200m半縫長的要求。當(dāng)加砂量60m3,裂縫半長可以達(dá)到205m；繼續(xù)加大規(guī)模，當(dāng)砂量達(dá)80m3時(shí)，裂縫不在延長，而裂縫縫高突破，向下延伸，因此該井優(yōu)化的加砂量為60m3o1.現(xiàn)場實(shí)施情況直井長縫大規(guī)模改造技術(shù)在勝利油田樁西采油廠樁606塊進(jìn)行應(yīng)用，共5口井，施工成功率100%,有效率100%。與前期采用普通壓裂工藝井相比，壓裂初期單井平均日油35t/d,平均日增油13t/do乳液交聯(lián)劑HTC-E與HPG形成的壓裂液

8、體系表現(xiàn)出良好的降摩阻性能，分別對比兩種壓裂工藝壓裂井的油壓和排量曲線，采用新工藝壓裂井的施工