低浓度胍胶压裂液在泥盆系东河塘组的研究应用.pdf

研究与开发化 工 设 计 通 讯 Research and DevelopmentChemical Engineering Design Communications 142 第43卷第5期 2017年5月 1 低浓度羟丙基胍胶压裂液性能 常用的胍胶体系有羟丙基胍胶、羧甲基胍胶以及羧甲基 羟丙基胍胶，其中羧甲基胍胶性能不稳定，施工工艺不成熟 ； 而羧甲基羟丙基胍胶成本较高。因此，选择即经济又成熟的 羟丙基胍胶为该体系用增稠剂。通过大量实验表明，增稠剂 使用浓度0.30%0.40% 即可获得良好的交联和挑挂效果。通 过优选交联剂及对基液 pH 值的调整，依据储层及流体物性 特点优选了与低浓度胍胶压裂液体系配伍优良的黏土稳定剂、 助排剂、杀菌剂、破乳剂等系列外加剂，最终形成了适合巴 麦井区东河塘组低浓度羟丙基胍胶压裂液体系配方。该配方 较常规的胍胶压裂液体系胍胶加量降低了30% 以上，耐温耐 剪切性能好、摩阻低、残渣少，能满足超低孔超低渗储层压 裂工艺改造对压裂液的要求。 2 低浓度胍胶压裂液的研究及性能评价 2.1 交联性能 低浓度羟丙基胍胶压裂液体系优选高效交联剂，这种交 联剂向胍胶分子引入了一种带电基团，当交联剂与胍胶联结 成网状体型结构时，利用带电基团之间的静电斥力使原有胍 胶交联后形成的收缩线团变成扩张线团，增大了交联剂与胍 胶的网状交联体积，从而降低形成交联网状所需的胍胶用量， 未改变压裂液冻胶的交联性能。通过室内配方优化，研制出 了低浓度胍胶压裂液体系配方。具体配方组成 ： 0.30%0.40% 羟丙基胍胶 +1.00% 黏土稳定剂 +0.30% 助排剂 +0.10% 杀菌剂 +0.05% 破乳剂 +0.10%0.30% 温度稳定剂 +0.10%0.20%pH 值调节剂 +0.30%0.40% 交联剂。 2.2 耐温耐剪切性能 压裂液的耐温耐剪切性能直接影响到压裂的成功与否。用 低浓度胍胶基液与交联剂以不同交联比交联后分别做100、 120、140流变曲线，0.30% 胍胶交联冻胶在温度100、 剪切速率170s-1、剪切时间120min 的实验条件下，黏度保持在 100mPa s 以上，满足100以内油气层压裂改造。 2.3 破胶性能 压裂液破胶液性能的好坏对储层的保护起着重要作用， 压裂液破胶越彻底， 则压裂液残渣越少， 对地层的伤害就越小。 由于压裂液的注入使的温度场不断变化，进行了90120的 破胶实验。 2.4 压裂液静态滤失性测定 压裂液滤失系数越低，使用效率就越高，砂液比相对提 高，对地层的伤害减小。应用0.35% 低浓度胍胶压裂液制备冻 胶，采用高温高压滤失仪在3.5MPa、100条件下进行低浓度 胍胶压裂液滤失性能评价。实验测得该压裂液的滤失系数为 0.88710-3m/min1/2，表明该压裂液有较低的滤失系数和好的 造缝性能。 3 现场应用 3.1 油藏特征 泥盆系东河塘组砂岩沉积环境以滨岸相沉积为主，主要发 育临滨和前滨亚相。东河塘组储层发育受沉积微相和成岩作 用控制。BT4CX 井单井相及区域沉积相分析认为先巴扎构造 圈闭东河塘组总体以前滨亚相为主，滨岸砂坝微相发育，具备 发育良好储层的沉积背景。岩心黏土矿物主要由伊 / 蒙混层和 伊利石构成，伊 / 蒙混层含量占了黏土矿物含量的81%92%， 并且含有少量的蒙脱石。岩性主要为中、细粒石英砂岩，岩 屑石英砂岩，储集空间主要为粒间孔、粒间溶孔。BT4CX 克 氏渗透率在0.060.82md （平均0.34md） ， 孔隙度4.7%10.6% （平 均7.7%） ； 属于特低孔特低渗 - 超低孔超低渗透储层。地温梯 度2.64 /100m，以此折算地层温度在135左右，胶液采用 0.40% 的低浓度胍胶压裂液。 3.2 施工情况 2016年5月4日10时31分至18时07分对 BT4CX 井泥 盆系东河塘组井段5 153.505 750.00m 进行压裂改造，注入 井筒总液量1 460m3，其中土酸64.5m3、线性胶152m3、携砂 （下转第155页） 摘 要： 巴麦井区东河塘组储层泥质含量高、 储层物性差、 克氏渗透率在0.060.82md（平均0.34md） ， 孔隙度4.7%10.6%（平 均7.7%） ， 属于特低孔特低渗 - 超低孔超低渗透储层。为有效控制和降低压裂液对储集层的伤害， 提高压裂效果， 降低压裂成本， 研发了满足特低孔特低渗 - 超低孔超低渗透储层压裂需要的低伤害、耐高温的低浓度胍胶压裂液体系配方。通过室内实验研究， 对低浓度胍胶压裂液体系配方的耐温耐剪切能力、流变性能、静态滤失、破胶性能及残渣含量进行了评价。室内实验评价表明， 该体系能够大大降低胍胶的使用浓度， 降低压裂液的残渣含量， 降低压裂液对储集层的伤害， 具有优良的破胶、 返排、 降滤失性能， 是一种低成本、低伤害压裂液。 关键词 ： 压裂液 ； 低浓度 ； 羟丙基胍胶 ； 性能评价 中图分类号 ： TE357.12 文献标志码 ： A 文章编号 ： 10036490（2017）05014202 Research and Application of Low Concentration Guaridine Fracturing Fluid in Devonian Donghe Formation Yu Chun-hu Abstract ： The reservoirs of Donghetang Formation in Bamaii area have high muddy soil content，poor reservoir property，Keshi permeability between 0.06 and 0.82md（average 0.34md） ，porosity of 4.7%-10.6%（average 7.7%） ，Belonging to the ultra-low porosity and ultra-low permeability ultra-low permeability reservoir.In order to effectively control and reduce the damage of the fracturing fluid to the reservoir，improve the fracturing effect and reduce the fracturing cost，the low impact of the fracturing of the ultra low porosity and ultra low porosity ultra-low permeability reservoir is developed，High temperature and low concentration of guanidine fracturing fluid system formula.The results show that the temperature resistance，shear resistance，rheological property，static filtration，breaking performance and residue content of low concentration guanidine fracturing fluid system are evaluated by laboratory experiment.The experimental results show that the system can greatly reduce the concentration of guanidine gel，reduce the residual content of fracturing fluid，reduce the damage of fracturing fluid to the reservoir，and have excellent breaking ability，Is a low cost， low damage fracturing fluid. Key words ： fracturing fluid ； low concentration ； hydroxypropyl guanidine ； performance evaluation 低浓度胍胶压裂液在泥盆系东河塘组的研究应用 于春虎 （中原工程公司井下特种作业公司，河南濮阳 457164） 收稿日期 ： 20170428 作者简介 ： 于春虎（1977） ，男，工程师，主要从事压裂、酸化液 体的研究与现场应用工作。 工业生产化 工 设 计 通 讯 Industrial ProductionChemical Engineering Design Communications 155 第43卷第5期 2017年5月 通过对天然气生产过程中的风险识别与管理措施的研究， 提高员工对天然气生产安全的认识，保证安全生产，文明生 产的顺利实施。在天然气生产过程中， 合理控制人、 机、 料、 法、 环等因素，提高岗位员工的安全意识，并实时进行安全风险 评估，合理控制风险源，避免发生安全生产事故，及时处理 不安全因素，将最关键的人的因素控制得当，达到最佳的安 全风险防控效果。 参考文献 1 王文智 . 煤制天然气项目全过程风险识别研究 以 DT 煤制天然气 项目为例 D. 山东大学，2014. （上接第142页） 液1 243.5m3。加入70140目支撑剂18m3，30目50目支撑剂 26m3，加砂符合率100%。最高施工泵压89.6MPa，施工最大 排量4.8m3/min。 4 压裂液成本 在满足施工条件下，低浓度胍胶压裂液较常规压裂液单 方降本27.67%。 5 结束语 1）优选了一种高效交联剂。该交联剂能够使胍胶在较低 的使用浓度下形成耐高温、抗剪切、携砂能力强的冻胶，可 以满足高温深井的压裂工艺改造。 2）该压裂液固相含量少，破胶彻底，有效的降低了压裂 工艺改造对储层的二次伤害，保护了储层。为低渗特低渗储 层压裂改造提供了新的思路。 3）与常规压裂液相比，单方成本降幅27.67%，是一种低 成本压裂液。 参考文献 1 王亚南，陆丽，刘腊梅 . 高效低伤害瓜胶压裂液体系在苏里格的应 用 J. 天然气技术与经济，2014（6） ： 35-37. （上接第134页） 2 熊伟，郭为，刘洪林，等 . 页岩的储层特征以及等温吸附特征 J. 天然气工业，2012，32（1） ： 113-116. 3 郑可，徐怀民，陈建文，等 . 低渗储层可动流体核磁共振研究 J. 现代地质，2013，27（3） ： 711-718. 4 李彤，郭和坤，李海，等 . 致密砂岩可动流体及核磁共振 T2截止 值的实验研究 J. 科学技术与工程，2013，13（3） ： 702-704. 5 肖立志 . 核磁共振成像测井与岩石核磁共振及其应用 M. 北京 ： 科学出版社，1998. 6 孙军昌，陈静平，杨正明，等 . 页岩储层岩芯核磁共振响应特征实 验研究 J. 科技导报，2012，30（14） ： 25-30. 7 韩文学，高长海，韩霞 . 核磁共振及微、纳米 CT 技术在致密储层 研究中的应用以鄂李彤，郭和坤，李海波，等 . 致密砂岩可动 流体及核磁共振 T2 截止值的实验研究 J. 科学技术与工程，2013， 13（3） ： 701-704. 8 徐祖新，郭少斌 . 基于 NMR 和 X-CT 的页岩储层孔隙结构研究 J. 地球科学进展，2014，29（5） ： 624-630. 9 黄家国，许开明，郭少斌，等 . 基于 SEM、NMR 和 X-CT 的页岩 储层孔隙结构综合研究 J 现代地质，2015，29（1） ： 198-205. 10 李太伟，郭和坤，李海波，等 . 应用核磁共振技