致密儲(chǔ)層蓄能壓裂用滑溜水研究

張偉

摘 ?要 ?致密儲(chǔ)層孔滲物性條件極差、對(duì)注入流體極其敏感，以往注入的滑溜水與儲(chǔ)層巖性礦物、油品存在不配伍的問題，導(dǎo)致壓裂液返排率低、大量液體滯留地層的情況，蓄能壓裂可以在增加地層能量的同時(shí)，利用滑溜水與地層流體的“滲吸置換”作用，提高致密油藏的開發(fā)效果。

主題詞 ?滑溜水;蓄能壓裂;

1概況

致密油是我國(guó)能源接替的重要組成部分，致密儲(chǔ)層開發(fā)仍然面臨著較大的技術(shù)難題：①初期產(chǎn)能高，持續(xù)時(shí)間短，產(chǎn)量遞減快，當(dāng)產(chǎn)量降到一定程度后將穩(wěn)產(chǎn)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間;②如果采用“井網(wǎng)壓裂+注水”方式開發(fā)，體積壓裂造成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)相互交錯(cuò)，裂縫間距較小的部位容易形成水流優(yōu)勢(shì)通道，導(dǎo)致水竄，影響生產(chǎn)。

遼河油田致密儲(chǔ)層孔滲物性條件極差、對(duì)注入流體極其敏感，以往注入的滑溜水與儲(chǔ)層巖性礦物、油品存在不配伍的問題，導(dǎo)致壓裂液返排率低、大量液體滯留地層的情況，到目前為止，造成此種現(xiàn)象的具體原因仍認(rèn)識(shí)不清。

“縫網(wǎng)壓裂+油水置換”是致密儲(chǔ)層有效開發(fā)方式，儲(chǔ)層致密及物性差異為流體置換提供了條件，壓裂液不僅是攜砂造縫的載體，更是驅(qū)油置換的工具。蓄能壓裂時(shí)向地層注入大量滑溜水，增加地層能量同時(shí)，利用滑溜水與地層流體的“滲吸置換”作用，提高致密油藏的開發(fā)效果。

2 致密儲(chǔ)層返排率低的原因分析

（1）極高的毛細(xì)管力束縛加上較低的返排壓力梯度形成較大的低返排區(qū)域。

（2）儲(chǔ)層層理縫等大孔喉流體吸入量明顯。

加強(qiáng)致密儲(chǔ)層蓄能壓裂用滑溜水研究，提高壓裂改造效果。

3 添加劑性能評(píng)價(jià)

（1）增粘劑是滑溜水壓裂液中最基本的添加劑之一，主要目的是提高水溶液粘度，其性能主要以其增粘能力、水不溶物含量、含水率等來表征。依據(jù)SY/T 5764-2007《壓裂用植物膠通用技術(shù)要求》對(duì)目標(biāo)區(qū)塊壓裂用樣品進(jìn)行了性能檢測(cè)。

（2）助排劑是滑溜水壓裂液中重要的添加劑，具有降低表面張力，降低流體毛管阻力、降低油水界面張力，提高殘液返排效率的作用。采用表界面張力測(cè)量?jī)x，評(píng)價(jià)30℃條件下，采用蒸餾水配制不同濃度的助排劑水溶液，結(jié)果顯示助排劑溶液具有較好的降低表面張力及界面張力的能力，但是減低幅度較小。

（3）氯化鉀為壓裂液常用的無機(jī)型粘土穩(wěn)定劑，目的是為了保持一定的陽離子交換能力使粘土穩(wěn)定。按照SY/T 5971-2016《油氣田壓裂酸化及注水用粘土穩(wěn)定劑性能評(píng)價(jià)方法》規(guī)定，選用膨潤(rùn)土，采用粘土體積膨脹離心法，采用蒸餾水配制不同濃度的氯化鉀溶液，評(píng)價(jià)不同濃度的氯化鉀對(duì)膨潤(rùn)土的防膨脹性能，隨著氯化鉀溶液濃度的增加，防膨效率不斷提高，當(dāng)濃度為1%時(shí)，防膨率可以達(dá)到80%以上。

4 表面活性劑優(yōu)選

優(yōu)選2種滲吸驅(qū)油劑CBA、OBA開展表/界面張力評(píng)價(jià)、開展礦化度影響分析及潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)。

（1）表/界面張力評(píng)價(jià)：優(yōu)選的表面活性劑復(fù)配形成的滲吸驅(qū)油劑OBA、CBA均有良好的降低表面張力和界面張力的能力，CBA降低表面張力的能力略優(yōu)于OBA，兩者性能基本相當(dāng); CBA降低油水界面張力的能力略優(yōu)于OBA，但是在低濃度條件下，OBA降低界面張力的能力更優(yōu)。

（2）礦化度影響：制備不同礦化度的水溶液，分別配制0.25%的滲吸驅(qū)油劑溶液，在30℃條件下評(píng)價(jià)其標(biāo)表界面張力，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，礦化度對(duì)溶液表面張力影響較小，隨著配液水礦化度的增加，表面張力略有增加，但是增加幅度很小。但礦化度溶液對(duì)界面張力的影響較大，其中OBA界面張力隨礦化度的增加而降低， CBA界面張力隨礦化度的增加而增加。由評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，開發(fā)的滲吸驅(qū)油劑OBA耐鹽能力略優(yōu)于CBA。

（3）潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)：針對(duì)開發(fā)的2種滲吸驅(qū)油劑體系，測(cè)定了不同類型及濃度的表面活性劑水溶液在對(duì)巖心切片表面的接觸角，評(píng)價(jià)了其對(duì)巖石潤(rùn)濕性的影響。

5 滑溜水體系研制

（1）增粘性能：濃度為0.1%-0.2%的增粘劑具有一定的增粘效果，粘度及pH指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;清水配制的滑溜水壓裂液增粘效率高于污水，且增粘劑在污水中溶脹速率慢，在室溫下放置4小時(shí)后，未溶解的增粘劑在底部沉積，分析原因主要在于，污水中具有相對(duì)較高的礦化度，另向其中加入1%氯化鉀，導(dǎo)致礦化度更高，且污水中HCO3-濃度達(dá)到2000mg/L，致使污水pH值接近8，因此導(dǎo)致了污水中增粘劑增粘及溶脹速率慢。

（2）配伍性能：清水配制的滑溜水壓裂液在室溫及50℃、70℃下滑溜水壓裂液保持穩(wěn)定，污水配制的滑溜水壓裂液在室溫及50℃、70℃下靜置4h后，出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，沉淀物為未完全溶脹的增粘劑。

（3）表/界面張力性能：加入助排劑可以有效降低滑溜水壓裂液表界面張力。助排劑優(yōu)化前，添加0.25%助排劑，清水及污水配制的滑溜水壓裂液其表界面張力指標(biāo)相對(duì)較高，具有較好的增粘、防膨、降低表面張力及界面張力及一定的降阻效果，能夠滿足常規(guī)體積壓裂技術(shù)需求，并未考慮蓄能壓裂對(duì)滑溜水滲吸驅(qū)油、表界面張力、改變潤(rùn)濕性等綜合性能。助排劑優(yōu)化后，添加相同濃度0.25%滲吸驅(qū)油劑OBA，清水及污水配制的滑溜水壓裂液其表界面張力指標(biāo)明顯降低，同樣也滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）流變性能：滑溜水壓裂液在50℃、70℃條件下，170s-1連續(xù)剪切60min，仍具有一定粘度。清水配制的滑溜水壓裂液在初始剪切條件下粘度約為8-10mPa·s，與污水配制的滑溜水壓裂液相比具有更高的粘度;在50℃下清水配制的滑溜水壓裂液粘度相對(duì)穩(wěn)定。

（5）摩阻性能：滲吸驅(qū)油型瓜膠滑溜水壓裂液降阻效果與常規(guī)瓜膠滑溜水壓裂液相當(dāng)，但是降阻效果明顯高于配液污水配制的瓜膠滑溜水。

（6）支撐劑沉降性能：與清水相比，支撐劑在污水配制的滑溜水壓裂液中的沉降速率快，主要原因在于污水配制的滑溜水壓裂液粘度低;支撐劑粒徑越小，在滑溜水壓裂液中的靜態(tài)沉降速率越慢;與石英砂相比，陶粒在滑溜水壓裂液中的沉降速率高，主要原因在于陶粒密度較大。總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，支撐劑在滑溜水中的靜態(tài)沉降速率較快。

（7）破膠性能：由滲吸驅(qū)油調(diào)研可知，滲吸液的粘度嚴(yán)重影響滲吸驅(qū)油效率，滲吸液體粘度越大，毛管粘滯阻力越大，原油滲吸采收率越低。按照配方0.15%增稠劑+1.0%氯化鉀+0.25%滲吸驅(qū)油劑OBA，配制滑溜水壓裂液，向其中加入0.04%APS，在70℃條件下靜置2h，滑溜水壓裂液體系粘度明顯降低。滲吸液的粘度降低，有利于提高滲吸驅(qū)油效率。

6 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）分析了致密儲(chǔ)層返排率低的原因。

（2）開展了添加劑性能評(píng)價(jià)、表面活性劑優(yōu)選，評(píng)價(jià)了增粘性能、配伍性能、表/界面張力性能、流變性能、摩阻性能、支撐劑沉降性能、破膠性能，研制出一套致密儲(chǔ)層用滑溜水體系。

參考文獻(xiàn)：

（1）吉德利J L.水力壓裂技術(shù)新發(fā)展[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995。

（2）Economides M J.油藏增產(chǎn)措施[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995。

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