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1、東北石油大學學報第38卷第2期2014年4月JOURNALOFNORTHEASTPETROLEUMUNIVERSITYVo1．38No．2Apr．2014高溫清潔壓裂液在塔河油田的應(yīng)用孟燕，張士誠。(1．長江大學地球物理與石油資源學院，湖北武漢430100；2．中國石油大學石油工程教育部重點實驗室(北京)，北京102249)摘要：清潔壓裂液適用于低滲透儲層的壓裂，但是耐溫性能差．針對塔河油田碎屑巖儲層滲透率低、溫度高的特點，優(yōu)選高溫清潔壓裂液主劑，優(yōu)化高溫清潔壓裂液配方，開發(fā)一種新的高溫清潔壓裂液體系，通過實驗進行性能評價．結(jié)果表明：該壓裂液體
2、系耐溫達到l3O℃，優(yōu)選配方為D2F—AS11(4．0)+KCI(3．0)+EDTA(0．2)+KOH(0．6)，抗剪切性能好，攜砂能力強，與地層水混合后即能破膠，對儲層的傷害非常低，現(xiàn)場應(yīng)用增油效果明顯．關(guān)鍵詞：高溫清潔壓裂液；塔河油田；抗剪切性能；優(yōu)化中圖分類號：TE357．12文獻標識碼：A文章編號：2095—4107(2014)02—0080—060引言塔河油田位于天山南麓、塔克拉瑪干沙漠北緣的戈壁荒漠地區(qū)，構(gòu)造位于塔里木盆地北部沙雅隆起中段阿克庫勒凸起西部．塔河油田碎屑巖儲層具有滲透率低、物性差、非均勻性極強、油氣埋藏深(50o0m左
3、右)、地層溫度高(100～13o℃)等特點，儲層改造難度非常大]．目前，常用的胍膠壓裂液體系在地層中破膠不完全，殘留在裂縫中的聚合物嚴重地降低支撐劑充填層的滲透率，從而降低裂縫的導流能力，導致壓裂效果變差¨4]．清潔壓裂液體系可以克服胍膠壓裂液的缺陷，適用于低滲透油氣藏的壓裂，對支撐劑導流能力傷害小，能夠充分發(fā)揮支撐劑的增產(chǎn)潛力．清潔壓裂液的施工管柱摩阻只有胍膠壓裂液的一半，可以大幅度地降低壓裂施工管柱摩阻，發(fā)揮設(shè)備潛力，保證Jl~,N加砂．目前，國外壓裂液體系朝著地層傷害小、環(huán)境友好的方向發(fā)展，并且不斷提高其耐溫能力]，已經(jīng)形成門類齊全、適用
4、于各種地層和環(huán)境條件下的壓裂液體系．國內(nèi)對清潔壓裂液研究較晚，目前主要應(yīng)用的壓裂液為CTAB和Schlumberger的J508w型表面活性劑．CTAB的耐溫性能差，當溫度高于60℃時，黏彈性隨之大大降低．Schlumberger的JS08w型表面活性劑具有很好的黏彈特性，適用的溫度也較高，但是成本特別高．我國自行研制的清潔壓裂液(如VES一1、FRC一1、VES一8O等)的使用溫度主要在t00℃以下]．根據(jù)塔河油田深井高溫的特點，提高清潔壓裂液的耐溫能力，以滿足塔河油田的壓裂需求，為高效開發(fā)塔河油田提供一種高性能低傷害壓裂液．1壓裂液主劑高溫
5、清潔壓裂液體系的大部分主劑是表面活性劑_6]，也可以根據(jù)壓裂施工的需求添加其他類型的主劑，如防膨劑、阻垢劑、pH調(diào)整劑等．1．1表面活性劑的優(yōu)選表面活性劑由性質(zhì)不同的兩部分組成：一部分是由碳氫鏈組成的非極性集團；另一部分是由親水基組成的極性集團．因此，表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特征是一種既親油又親水的兩親分子．根據(jù)表面活性劑極性基團的解離性質(zhì)，可以把表面活性劑劃分為陽離子型、陰離子型、兩性型、非離子型表面活性劑l_7]．考慮儲層滲透率傷害小和耐高溫因素，優(yōu)選適合塔河油田地層的表面活性劑類型．收稿日期：2014—02—15；編輯：任志平基金項目：國家科
6、技重大專項(2011ZX05014—006)；國家“973”重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目(2011CB201003)作者簡介：孟燕(1983一)，女，碩士研究生，主要從事油田開發(fā)方面的研究．·8O·第2期孟燕等：高溫清潔壓裂液在塔河油田的應(yīng)用1．1．1低傷害表面活性劑塔河油田砂巖地層巖石表面呈電負性，陽離子型表面活性劑易吸附到砂巖表面，從而改變地層的表面性質(zhì)，對地層造成傷害，因此陽離子型表面活性劑不適合塔河油田砂巖地層．為了對比其他3種表面活性劑壓裂液體系對地層的傷害程度，參照SY5107—2005(水基壓裂液性能評價方法標準》，進行兩性型、非離子
7、型和陰離子型表面活性劑壓裂液體系巖心傷害實驗．實驗結(jié)果表明：兩性型表面活性劑壓裂液體系的巖心傷害率為16．0，非離子型表面活性劑壓裂液體系的巖心傷害率為19．0，陰離子型表面活性劑壓裂液體系的巖心傷害率為9．7％．陰離子型表面活性劑壓裂液對巖心的傷害率最小，能夠解決由壓裂液吸附導致的基質(zhì)傷害問題．因此，優(yōu)選陰離子型表面活性劑作為高溫清潔壓裂液的主劑．1．1．2耐高溫表面活性劑不同表面活性劑的耐溫性能不同．表面活性劑的親油基團碳原子數(shù)增加時，在水介質(zhì)中的膠束聚集數(shù)增加，膠束之間的排斥作用也增加，球形膠束開始變形，合并成為占用空間更小的線狀或棒狀膠
8、束；棒狀膠束進一步合并，變成更長的蠕蟲狀膠束，形成的膠束越穩(wěn)定，溫黏性也越好．清潔壓裂液的耐溫性與表面活性劑分子的親油基團的碳鏈長度有關(guān)．選擇18碳油
