青海油田低浓度胍胶压裂液的性能研究与现场应用.pdf

兔兔w. ututu,com
第37卷第1期
天然气勘探与开发
运化工
青海油田低浓度胍胶压裂液的性能研究与现场应用
彭继张成娟周平王俊明熊廷松张力王国庆
(中国石油青海油田公司钻采工艺研究院)
摘要开发了稠化剂浓度为0.18%~0.20%的低浓度胍胶压裂液体系,使稠化剂浓度比常规胍胶压裂中的
稠化剂浓度低40%~50%,单方液成本降低30%~38%。通过对该低浓度胍胶压裂液的性能评价,确定了该体系
具有良好的耐温耐剪切性能和滤失性能,破胶快速彻底。岩心损害率为22.53%,压裂液残渣含量仅为226.3mg/
L,为常规胍胶压裂液的一半,大大降低了压裂液残渣对裂缝导流能力的损害。2012年,低浓度胍胶压裂液体系在
青海油田应用总井数87井次,累计降低成本403.7万元,其中在昆北区块应用55井次,增产倍数为该区块2011年
压裂井的1.08倍,降本增产效果明显。图3表6参5
关键词压裂液体系低浓度胍胶降低成本
压裂改造工艺技术是低渗透油田提高单井产量方组成见表1。
的主要工艺技术。随着青海油田各类储层的开发,致
密低渗、特低滲储层的增产和求产技术对压裂工技
表1低浓度胍胶压裂液配方组成
术提出越来越高的要求。压裂液是压裂改造的重要
组份类型
加量范围
作用
%
组成部分和关键环节,优质低损害、低成本是压裂液
0.18~0.25增稠,提供交联基团
发展的主要方向叫。羟丙基胍胶作为水基压裂液的
增稠剂,具有增稠能力强、抗剪切性好、热稳定性好、多效添加剂QDXノ5提供交联离子,形成冻胶
交联剂QJL-B10.4~0
防膨、助排、杀菌
控制滤失能力强等特点而被广泛用于青海油田油气
pH调节剂QPy0~0.35
调节pH值,提供交联所
井压裂中?。但由于羟丙基胍胶压裂液残渣的存
需的pH值条件
在,导致裂缝的导流能力降低,使压裂的增产效果不
破胶剂QS0.01-0.001使冻胶歴裂液破胶
能达到最佳。所以降低压裂液稠化剂浓度是降低压
裂液残渣,提高裂缝导流能力,降低压裂液成本的重2低浓度胍胶压裂液的性能评价
要途径。
依据石油天然气行业标准SY/T5107-2005“水
1低浓度胍胶压裂液体系的形成
基压裂液性能评价方法”进行测定
(1)交联性能
为了降低羟丙基胍胶稠化剂的使用浓度,通过研
影响交联时间的主要因素按影响程度由大到小
究分析羟丙基胍胶交联下限,研发了新型低浓度胍胶依次为pH值、温度、交联剂浓度、HPC浓度。低浓度
交联剂QL-B1。这种交联剂向胍胶分子上引入一种胶压裂液的交联时间可以通过调节pH值控制,pH
带电基团,当交联剂与胍胶联接成网状体型结构时,值越高,交联时间越长。同时交联剂浓度也会影响交
利用带电基团之间的静电斥力可使原有胍胶交联形联时间,交联剂使用浓度太低,交联速度缓慢,成胶后
成的收缩线团变成稳定的扩张线团,从而增大了交联的黏度也达不到要求。交联剂浓度过高,交联速度过
剂与胍胶的网状交联体积,降低了形成交联网状所需快,会产生过交联,发生冻胶脱水现象而影响悬砂性
的肛胶用量,同时不改变压裂液的携砂性能。通过降能。对于低浓度胍胶压裂液体系来说,重要的是pH
低羟丙基胍胶浓度的室内配方优化研究,最终形成适值调节剂的使用浓度。
合40~100℃储层压裂的低浓度胍胶压裂液体系,配
图1为在0.2%的胍胶基液中分别加人不同浓
作者简介彭继,女,1967年出生,油田化学工程师;毕业于重庆石油学校(1986年),主要从事油田压戰液、酸化液的配方研究及应用工作。地
址:(736202)甘肃省敦煌市七里镇青海油田钻采エ艺研究院儲层改中心。电话:(097)8920635,18993710865。E- mail: pengi(@ gina com cn
兔兔w. ututu,com
天然气勘探与开发
2014年1月出版
的pH调节剂后,再加入相同浓度(0.5%)的交联剂,液分别在,40℃、60℃、80℃、90℃四种恒定温度下
在80℃下测定的压裂液的耐剪切性能曲线。
170。·剪切一定时间,测定压裂液冻胶黏度随剪切时
间的变化情况,结果见图3。
D.2%HPG+0.12PH+0.5
0.2%HPG,40℃
4-0.2HPG+0.2%+0.6突联剂
?0.2%HPG,80℃
80
0.25%HPG,90℃
100
30
时间/min
图1pH调节剂浓度对压裂液耐剪切性的影响
I00120
度从图1不同pH调节剂浓度对低浓度胍胶压
时阆/min
裂液的耐剪切性影响实验看到,随着pH调节剂浓度图3低浓度胶压裂液在不同温度下的耐温耐剪切曲线
的增大,压裂液的耐剪切性逐渐增强。在相同的实验
从图3可以看出,低浓度胍胶压裂液体系在4种
温度(80℃)条件下,当pH调节剂浓度达到0.35%
温度条件持续剪切80min后,最终黏度值都在60
时,压裂液的耐剪切性最好,剪切60min后黏度仍然
mPea.s以上,满足行业标准《SY/T6376-2008压裂液
保持在65mPa?s以上。说明在一定的交联剂使用
通用技术条件》规定的大于50mPa·s的指标。说明
浓度时,低浓度胍胶压裂液通过提高压裂液的pH值
来提高冻胶的耐温耐剪切性能。
该压裂液具有良好的抗剪切能力和携砂、输砂能力。
(4)静态滤失性能
(2)耐温性能
压裂液的滤失造壁性对造缝有重要的影响,压裂
采用RS6OO流变仪,将0.2%低浓度胍胶压裂液加
液的滤失量愈小,愈有利于获得较高的造缝压力,若
满流变仪样品杯,在剪切速率为1708升温速度为3
压裂液的造壁性能差,导致压裂液的大量渗漏,就严
℃/min下升温剪切。以表观黏度降为50mPa?8时重影响裂缝的形成和延伸。按《SY/T5107-2005
对应的温度值即为压裂液的耐温能力。结果见图2。
水基压裂液性能评价方法》规定的压裂液静态滤失
测定方法,采用高温高压滤失仪,滤失压差3.5MPa,
mpa s)
对低浓度胍胶压裂液在60℃、90℃下的滤失性能进
(℃)
行了测定,结果见表2。
表2低浓度胍胶压製液的滤失性能
08
40
温度HPG浓度初滤失量滤失速度滤失系数
℃
/%QSP/m3?m-2ve/min-lCa/m?min-la
2.6x10-21.32x100.792x10-3
3.2x10-21
0.864x10-3
时间/muin
表2表明,低浓度胍胶压裂液体系的静态滤失
图2低浓度胍胶压裂液耐温曲线
系数与常规胍胶压裂液体系的相当(常规压裂液体
由图2可以看出,0.2%的低浓度胍胶压裂液体系在90℃下的滤失系数为0.651x103m/ / min2),满
系的耐温性可达90℃,耐温曲线下降很缓慢,因此该足《SY/T6376-2008压裂液通用技术条件》中的C
体系具有良好的耐温性能。在压裂施工中,液体刚进≤1.0x10-3,QSP≤5.0x102,VC≤1.5x10的指标,
入裂缝时,地层温度最高,随着施工的进行,地层温度说明该压裂体系造缝性能良好。
逐渐降低,因此0.2%