協(xié)同增效低傷害復(fù)合壓裂液研究.pdf

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1、y2013年2月李海濤等．協(xié)同增效低傷害復(fù)合壓裂液研究協(xié)同增效低傷害復(fù)合壓裂液研究李海濤1，趙修太2，史貞利3(1．中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，東營257叭5；2．中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院，青島266555；3．中國石化勝利油田分公司河口采油廠，東營257015)[摘要]為了克服單一稠化劑在應(yīng)用中的缺陷，將羥丙基瓜爾膠(HPG)與聚丙烯酰胺(PAM)復(fù)合作為稠化劑，氧氯化鋯為交聯(lián)劑，制得復(fù)合壓裂液。對制得的壓裂液耐溫抗剪切性能、濾失性能和巖心傷害性能等進行評價。結(jié)果表明，該壓裂液性能優(yōu)越，濾失

2、系數(shù)低于lO×10“fn／min05，破膠液殘渣含量低于200mg／L，對巖心基質(zhì)傷害率小于10％。說明HPG與PAM復(fù)配具有很好的協(xié)同增黏效果。[關(guān)鍵詞】壓裂液協(xié)同增效低傷害性能評價壓裂液可使油井增產(chǎn)、水井增注，通?？煞譃閯?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O．5％HPG／PAM復(fù)合溶液，油基壓裂液和水基壓裂液，其中水基壓裂液應(yīng)用調(diào)節(jié)溶液pH=4～6，再將預(yù)先配制好的氧氯化鋯較為廣泛。目前水基壓裂液使用較多的稠化劑是交聯(lián)劑溶液加入到復(fù)合溶液中，即可制得具有較天然植物膠類和聚合物類，前者有瓜爾膠、田菁膠高黏度的凍膠。等，后者有聚

3、丙烯酰胺等¨’2。。天然植物膠壓裂2結(jié)果與討論液的抗鹽、抗剪切性均較好，但破膠后殘渣含量較2．1卸PG與PAM相互作用高，對地層滲透率、填砂裂縫的導(dǎo)流能力均有傷將質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0．5％HPG和0．5％PAM害。而聚合物壓裂液雖然破膠后殘渣含量低，但溶液按不同比例混合，用黏度計(轉(zhuǎn)速為12其與地層內(nèi)鹽類配伍性較差日‘5』。這兩種稠化劑min‘1)在20℃下測定混合溶液的黏度，結(jié)果如圖在性能上存在較強的互補性，因此將兩者復(fù)合使1所示。圖l中復(fù)合溶液黏度隨HPG用量變化用具有較大的實際應(yīng)用價值。曲線的計算值是根據(jù)分子問

4、復(fù)合原理，假設(shè)兩種本研究將油田目前常用的兩種稠化劑羥丙基聚合物混合后不發(fā)生相互作用而得出的陽]。瓜爾膠(HPG)和聚丙烯酰胺(PAM)復(fù)合，建立一種復(fù)合型增稠劑體系，以獲得配制使用效果好、對∞●地層傷害低的聚合物復(fù)合壓裂液。對％、、l實驗部分毽德1．1試劑鼷僻羥丙基瓜爾膠(HPG)、聚丙烯酰胺(PAM，相對分子質(zhì)量8x106，水解度4％)，均為工業(yè)品；氧氯化鋯(ZmCl：·8H20)、過氧化氫(H：O：，30％)，圖1I口G用量對復(fù)合體系黏度的影響鹽酸(HCl)，氫氧化鈉(NaoH)，均為分析純。1．2儀器從圖

5、1可以看出，在HPG／(HPG+PAM)質(zhì)DV一ⅢBmol【field黏度計，zNN—D6型六速量比考察范圍內(nèi)，復(fù)合溶液的實際黏度高于按混旋轉(zhuǎn)黏度計，JR型黏度計計量加熱器，電熱恒溫合規(guī)則計算得到的黏度，表明復(fù)合體系中HPG與水浴鍋，GGs42型高溫高壓濾失儀，巖心流動試PAM分子間存在相互作用【7J。隨著復(fù)合體系中驗儀，電子天平，增力電動攪拌器。HPG比例增加，體系黏度先增加后下降，這說明1．3壓裂液凍膠的制備收稿日期：2012一ll一05。先將HPG與PAM分別溶于蒸餾水，配成質(zhì)作者簡介：李海濤，助理工程師

6、，畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)油量分均為0．5％的溶液，然后按1：1比例混合均氣田開發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事提高采收率與采油化學(xué)研究工作。第，一1?4卷_第1?一¨期10AD品VAN熹CEsSiI親NFIEN竺EP二ETR羔OCH。EM三ICA塔Ls不同比例的HPG與PAM復(fù)合，其分子鏈間的相由表l可看出，經(jīng)高剪切后，HPG／PAM壓裂互作用程度不同。當(dāng)HPG／(HPG+PAM)質(zhì)量比液的黏度恢復(fù)性能較好，有利于壓裂液在裂縫中為50％時，復(fù)合體系黏度達到最大，為590低流速下的攜砂。mPa·s。因此，要獲得好的增黏效果

7、，HPG與2．2．3靜態(tài)濾失性能PAM的質(zhì)量比在40：60一60：40為宜。壓裂液的濾失性能直接影響到壓裂施工中壓2．2復(fù)合壓裂液性能評價裂液的造縫能力和裂縫的幾何形狀。有效控制濾將HPG與PAM復(fù)合使用，以期達到優(yōu)勢互失流體進入地層，可減少對地層的傷害，也可提高補，從而獲得性能較好的壓裂液，為此對復(fù)合壓裂壓裂液的使用效率。采用靜態(tài)濾失法，在3．5液的性能進行評價。實驗采用六速旋轉(zhuǎn)黏度計在MPa壓差下，測定了復(fù)合壓裂液在60℃和80℃170s一下測其黏度變化。下的濾失性能，結(jié)果見表2。復(fù)合壓裂液在60℃2．2．

8、1耐溫抗剪切性能和80℃下的濾失系數(shù)分別為6．7x10“n∥min05在地層溫度和裂縫剪切作用下，壓裂液黏度和8．2×10。4m／min05，濾失系數(shù)較低，均低于損失過大，則壓裂液攜砂性能下降且易濾失。因10×10一n∥min0‘5標(biāo)準(zhǔn)，可滿足壓裂施工要求。此，評價壓裂液的耐溫抗剪切性能尤為重要。表2復(fù)合壓裂液濾失性能測定了不同溫度、不同剪切時間下的壓裂液溫度／℃項目黏度，結(jié)果見圖2。