壓裂-驅(qū)油一體化工作液研究進(jìn)展

曾慧勇，陳立峰，陳亞東，李 崗，毛志強(qiáng)，劉 靚

（1.長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢 430100；2.油氣鉆采工程湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（長(zhǎng)江大學(xué)），湖北武漢 430100）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)對(duì)石油資源的需求量不斷增加，對(duì)外依存度也逐年攀升。2018 年中國(guó)原油對(duì)外依存度高達(dá)70.5%，國(guó)家能源安全形勢(shì)日益嚴(yán)峻［1-2］。而中國(guó)東部大部分油田已進(jìn)入中高含水期，發(fā)展非常規(guī)油氣已成為解決中國(guó)能源問題的重要手段，非常規(guī)油氣主要有致密油、致密氣、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣、天然氣水合物等［3］。中國(guó)非常規(guī)油氣資源潛力巨大，目前致密油和頁(yè)巖油已探明地質(zhì)儲(chǔ)量為7.37×108t，剩余控制儲(chǔ)量和預(yù)測(cè)儲(chǔ)量為18.3×108t，建成產(chǎn)能100×104t/a以上［4-5］。壓裂和三次采油是非常規(guī)油藏提高采收率的重要工藝，常規(guī)工藝是先進(jìn)行壓裂作業(yè)，將壓裂液進(jìn)行返排后再進(jìn)行三次采油施工［6］，但這樣存在工藝復(fù)雜、時(shí)間跨度大、壓裂液難以完全返排、殘?jiān)鼤?huì)傷害地層并影響后續(xù)采油、返排液處理困難等問題。目前，壓裂-驅(qū)油一體化工作液主要可以分為壓裂液返排液驅(qū)油體系和驅(qū)油壓裂液體系兩類。壓裂液返排液驅(qū)油體系的種類較為單一，主要是將清潔壓裂液返排液進(jìn)行處理后通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行體系的構(gòu)建；而驅(qū)油壓裂液體系的種類和應(yīng)用則相對(duì)較多，根據(jù)其主劑的不同可以分為清潔驅(qū)油壓裂液體系、聚合物驅(qū)油壓裂液體系、滑溜水驅(qū)油壓裂液體系以及其他類型驅(qū)油壓裂液體系。壓裂-驅(qū)油一體化工作液的研制能夠簡(jiǎn)化工藝、縮減成本、降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)非常規(guī)油氣的開采具有重要意義。為此，筆者對(duì)壓裂-驅(qū)油一體化工作液的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研分析，進(jìn)而對(duì)今后的發(fā)展方向提出建議，以期為相關(guān)研究提供參考。

1 壓裂液返排液驅(qū)油體系研究進(jìn)展

由于對(duì)石油工業(yè)降低成本、環(huán)境保護(hù)等問題越來越關(guān)注，對(duì)于壓裂液返排液再次利用的研究也越來越重視。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，基于壓裂液返排液的驅(qū)油體系已經(jīng)成為壓裂液返排液二次利用的一個(gè)重要方向。

陳世軍等以壓裂液返排液為基液，經(jīng)處理后添加枯草菌脂肽鈉、月桂酰水解蠶絲鈉、聚異丁烯丁二酰、烴基硫酸鹽、多烯多胺羧酸鹽等助劑制成性能良好的驅(qū)油劑［7］。實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油劑具有良好的耐溫抗鹽性能，使用不同礦化度（5×104～20×104mg/L）的地層水配制驅(qū)油劑，并將其放置在95 ℃恒溫箱中觀察21 d，驅(qū)油劑的平均析水率為7.9%；且該驅(qū)油劑具有良好的降低油水界面張力的能力，在驅(qū)油劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)即可將油水界面張力降至10-4mN/m。驅(qū)替實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油劑對(duì)于滲透率為4 000～16 000 mD 的儲(chǔ)層，可提高采收率28%～32%。

王歡等以主要成分為十八烷基三甲基氯化銨的清潔壓裂液返排液體系RSH-2 為研究對(duì)象，構(gòu)建了一種基于清潔壓裂液返排液的表面活性劑復(fù)配驅(qū)油體系：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%RSH-2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.012%AOS（α-烯烴磺酸鹽），并對(duì)其驅(qū)油效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)［8］。該復(fù)配體系可降低油水界面張力至10-3mN/m 超低數(shù)量級(jí)，且乳化性能優(yōu)良，與脫水原油形成的乳狀液10 h 析水率穩(wěn)定在30%，具有較強(qiáng)的提高采收率能力，在水驅(qū)的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步提高采收率達(dá)11.8%。

DAI等以長(zhǎng)慶油田回收的主要成分為季銨鹽表面活性劑的清潔壓裂液返排液為研究對(duì)象，通過加入AOS 構(gòu)建表面活性劑驅(qū)油體系，并對(duì)其驅(qū)油性能進(jìn)行評(píng)價(jià)［9］。實(shí)驗(yàn)表明，黏彈性表面活性劑（VES）與AOS 具有協(xié)同作用（強(qiáng)靜電吸附），當(dāng)VES 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，AOS 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%時(shí)，VES 和AOS 對(duì)降低油水界面張力和乳化油的協(xié)同作用明顯，可降低油水界面張力2 個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到10-3mN/m。同時(shí)該體系具有良好的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)性能，可以將油濕石英片表面（接觸角為145.6°）轉(zhuǎn)化為弱水濕表面（接觸角為58.2°）。在最佳段塞尺寸（0.50～0.70 PV），同時(shí)注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的VES 和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04% 的AOS，可獲得最高的增量采收率為11.9%。

由于上述壓裂液返排液驅(qū)油體系存在體系構(gòu)建時(shí)仍需加入助劑的缺點(diǎn)，周文勝等以主要成分為含硬脂酸疏水鏈節(jié)的季銨鹽表面活性劑的清潔壓裂液返排液為研究對(duì)象，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了一種基于清潔壓裂液返排液的表面活性劑驅(qū)油體系（FPLYL 體系），其主要成分為具有硬脂酸疏水鏈節(jié)的季銨鹽表面活性劑［10］。實(shí)驗(yàn)表明，該體系具有優(yōu)越的降低油水界面張力的能力，當(dāng)體系中表面活性劑有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%～0.3%時(shí)，可降低油水界面張力至10-4～10-3mN/m 超低數(shù)量級(jí)，且該體系可以使得油濕石英片表面發(fā)生潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)，在較低濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%）下即可將接觸角降低至48.6°，使其變?yōu)槿跛疂瘛Ｍ瑫r(shí)物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明，該體系具有良好的提高采收率能力，注入0.5 PV 表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的FPYLY 體系，可以使原油采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高12.5%。

王所良等以YY23-18h 井稠化水清潔壓裂液（G545）返排液為對(duì)象，研究了以陽(yáng)離子季銨鹽為稠化劑的清潔壓裂液返排液的驅(qū)油效果［11］。實(shí)驗(yàn)表明，該壓裂液返排液具有良好的耐溫抗鹽性能及降低界面張力性能，在溫度為60～90 ℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%的破膠液即可將原油界面張力降低至10-3mN/m，Na+質(zhì)量濃度小于100 000 mg/L，Ca2+質(zhì)量濃度小于10 000 mg/L 時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%的破膠液與原油之間的界面張力仍小于10-3mN/m。室內(nèi)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)顯示，該壓裂液返排液具有較好的驅(qū)油能力，注入0.3 PV 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%的破膠液驅(qū)油體系段塞，可以使原油采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高10.04%。

吳新民等通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M壓裂液返排液，對(duì)Gemini 型陽(yáng)離子表面活性劑為稠化劑的清潔壓裂液返排液作為驅(qū)油劑的可行性進(jìn)行了研究［12］。結(jié)果表明，當(dāng)返排液中表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.65%時(shí)，可有效地將油水界面張力降低至10-3mN/m，且在油砂表面的吸附量較低，僅為0.12～0.18 mg/g，具有明顯的降壓增注效果和驅(qū)油能力，可將采收率提高10.69%～12.50%。

WANG 等以長(zhǎng)慶油田定邊羅水庫(kù)回收的實(shí)際返排液為對(duì)象，對(duì)其中回收的主要成分為硬脂酸為疏水鏈節(jié)的季銨鹽表面活性劑的驅(qū)油性能進(jìn)行了研究［13］。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)VES 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.06%～0.15%時(shí)，原油與壓裂液返排液的界面張力可降至10-4mN/m，且該壓裂液返排液具有良好的潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)性能，可輕松將油濕表面（接觸角為110.5°）轉(zhuǎn)化為弱水濕表面（接觸角為56.5°）。其在80 ℃天然巖心中的最大動(dòng)態(tài)吸附量為7.48 mg/g，動(dòng)態(tài)保留量為2.11 mg/g，吸附能力與已經(jīng)用于高溫高壓儲(chǔ)層中的兩性表面活性劑椰油酰胺丙基甜菜堿相似。在定邊羅水庫(kù)條件下進(jìn)行的采油增量試驗(yàn)顯示，在地層溫度為80 ℃、地層水礦化度為37 125 mg/L 條件下，注入0.5 PV 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%的返排液可提升采收率12.5（OOIP）%。

付文耀等針對(duì)以季銨鹽陽(yáng)離子雙子表面活性劑WHA-1 和納米顆粒材料NGW 為主要成分的新型納米復(fù)合壓裂液返排液體系進(jìn)行驅(qū)油性能研究［14］。實(shí)驗(yàn)表明，該體系具有良好的界面活性，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%時(shí)即可降低界面張力至10-3mN/m數(shù)量級(jí)，具有良好的降黏效果，可以使稠油黏度降低率超過95%。在注入0.5 PV現(xiàn)場(chǎng)返排液驅(qū)油體系后，低滲透油藏天然巖心采收率在水驅(qū)基礎(chǔ)上平均提高了17.26%，且注入壓力明顯下降。針對(duì)陸上某稠油油田低孔低滲透砂巖儲(chǔ)層，以粉砂巖和細(xì)砂巖為主的壓裂儲(chǔ)層段進(jìn)行礦場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果顯示，試驗(yàn)井日產(chǎn)液量由措施前的97 m3/d 上升至186 m3/d 左右，而含水率由措施前的89.5%下降至68%左右，且生產(chǎn)3個(gè)月后日產(chǎn)液量和含水率變化較小。

秦文龍等針對(duì)以兩性表面活性劑油酸丙基甜菜堿為主劑的清潔壓裂液返排液進(jìn)行驅(qū)油性能研究［15］。實(shí)驗(yàn)表明，該壓裂液返排液具有較好的界面活性。當(dāng)表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%時(shí)，體系油水界面張力可降至1.9×10-3mN/m；同時(shí)提高溫度和添加少量的醇溶液，可進(jìn)一步改善體系的界面活性。且該類返排液具有良好的耐鹽性和抗鈣鹽能力。注入0.3 PV 表面活性劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%的返排液，平均提高驅(qū)油效率8.37%。

于欣等基于滲吸驅(qū)油原理，以陸上某油田現(xiàn)場(chǎng)清潔壓裂液返排液作為研究對(duì)象，研究了清潔壓裂液返排液對(duì)致密油藏儲(chǔ)層自發(fā)滲吸驅(qū)油效果的影響［16］。實(shí)驗(yàn)表明，該清潔壓裂液返排液可以顯著降低油水界面張力，有效改變巖石表面潤(rùn)濕性。當(dāng)滲吸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，滲吸采收率最大可達(dá)27.5%，是地層水滲吸采收率（13.2%）的兩倍多，且隨著滲透率和溫度的升高，滲吸采收率也逐漸升高。使用現(xiàn)場(chǎng)致密砂巖天然巖心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，滲吸采收率也可達(dá)26%左右。

劉晨等通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了一種基于清潔壓裂液破膠液的驅(qū)油體系［17］。實(shí)驗(yàn)表明，該體系破膠后在實(shí)驗(yàn)溫度為80 ℃時(shí)，可將定邊羅1 井長(zhǎng)8 層原油界面張力降至10-3～10-2mN/m 數(shù)量級(jí)。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%時(shí)具有較強(qiáng)的乳化性能，析水率小于40%，潤(rùn)濕性能優(yōu)良，可將油濕表面轉(zhuǎn)化為水濕表面，動(dòng)態(tài)飽和吸附量為8.09 mg/g，且水驅(qū)后動(dòng)態(tài)滯留量?jī)H為動(dòng)態(tài)飽和吸附量的1/4～1/3。室內(nèi)巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明，該體系在最優(yōu)注入方案下可提高采收率10.04%。

總的來說，壓裂液返排液驅(qū)油體系主要是將油田實(shí)際返排液進(jìn)行處理或添加助劑后通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行體系的構(gòu)建，并對(duì)其降低界面張力、改變巖石潤(rùn)濕性及提高采收率等性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用較少。且目前壓裂液返排液驅(qū)油體系的研究均基于清潔壓裂液返排液，大多是以陽(yáng)離子表面活性劑為主要成分的清潔壓裂液，對(duì)其他類型清潔壓裂液返排液及常用的聚合物稠化型壓裂液返排液的研究則相對(duì)較少。

2 驅(qū)油壓裂液體系研究進(jìn)展

2.1 清潔驅(qū)油壓裂液體系

1997 年斯倫貝謝公司研制了清潔壓裂液［18-21］，該壓裂液具有低傷害、低摩阻、低濾失和破膠無殘?jiān)忍攸c(diǎn)。因此，以清潔壓裂液為主劑的驅(qū)油壓裂液體系成為了研究熱點(diǎn)。

張志升針對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層，以復(fù)合黏彈性表面活性劑CNT-3 和多功能表面活性劑CZPJ-1 為主要處理劑，添加一定量的有機(jī)鹽助劑CYJ-3 和調(diào)節(jié)劑CTJ-1，形成一套適用于致密砂巖儲(chǔ)層的多功能表面活性劑驅(qū)油壓裂液體系［22］。實(shí)驗(yàn)表明，該體系具有良好的耐溫抗剪切性能、攜砂性能、破膠性能以及低傷害特性，破膠液能顯著提高致密砂巖巖心滲吸驅(qū)油的效果。該驅(qū)油壓裂液體系在鄂爾多斯盆地某油田現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成功，達(dá)到了良好的壓裂增產(chǎn)效果。高燕等以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的XYZC-6 稠化劑和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的XYTJ-3調(diào)節(jié)劑，研發(fā)出一種高效清潔驅(qū)油壓裂液體系［23］。實(shí)驗(yàn)表明，該壓裂液體系耐溫90 ℃，抗鹽可達(dá)100 000 mg/L，具有良好的攜砂、減阻性能，破膠徹底且破膠液界面張力可達(dá)0.001～0.01 mN/m。該驅(qū)油壓裂液體系在長(zhǎng)慶油田靖安區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好，返排液有助于提高壓裂后的返排效率，且具有驅(qū)油能力，經(jīng)調(diào)節(jié)后返排可再配制成壓裂液。范華波等基于驅(qū)油理論，設(shè)計(jì)合成了Gemini 型陰非離子表面活性劑，配套優(yōu)選了納米油剝離劑，制備了驅(qū)油型表面活性劑壓裂液體系［24］。實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油型表面活性劑壓裂液具有良好的分散性、潤(rùn)濕改變性能，滲吸效率可達(dá)38%，驅(qū)油效率超過20%。該驅(qū)油型表面活性劑壓裂液在長(zhǎng)慶油田致密油儲(chǔ)層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)井見油速度快，返排率低；投產(chǎn)初期試驗(yàn)井產(chǎn)量高、含水率低，驅(qū)油增產(chǎn)效果明顯。

由于以上幾種驅(qū)油壓裂液具有需要返排作業(yè)的缺點(diǎn)，曹輝輝等通過篩選長(zhǎng)鏈烷基氧化胺類和烷基兩性乙酸鹽類表面活性劑，研制了VES-BET35兩性黏彈壓裂液，并加入部分水解聚丙烯酰胺（HPAM），制得兼有驅(qū)油作用的SET35-HPAM 復(fù)合壓裂液［25］。實(shí)驗(yàn)表明，該復(fù)合壓裂液具有較高的攜砂性能，破膠后無殘?jiān)砻婊钚詣〣ET35 在破膠后具有較好的洗油能力。但是存在高滲透層濾失嚴(yán)重，需與降濾失劑配合使用，對(duì)于非注聚合物井及三元復(fù)合驅(qū)井需加入TS 破膠劑來降解HPAM 等缺點(diǎn)。

邱曉惠針對(duì)納米和微納米的超低滲透小孔喉致密砂巖油藏，通過滲吸作用機(jī)理研究，研發(fā)了可提高滲吸采收率的DL-15 驅(qū)油劑，并形成具有采油和壓裂雙重功能的DL-15 驅(qū)油壓裂液體系［26］。該壓裂液體系耐溫120 ℃，表現(xiàn)出親水特性，有助于逆向滲吸的發(fā)生，壓裂后不進(jìn)行破膠液返排，利用破膠液進(jìn)行置換驅(qū)油，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可提高采收率5%～8%。

李樂以甜菜堿型表面活性劑J201、羧酸鹽磺酸鹽型雙子表面活性劑KL300、十二烷基苯磺酸鈉和正辛醇為主劑，另加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的水楊酸鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.25%的氯化鉀和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的TF-28制得驅(qū)油壓裂液體系VF-1［27］。實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油壓裂液體系較VES 壓裂液體系具有更好的耐溫性能、黏度、濾失性能和低傷害性能，較好地保留了驅(qū)油劑的界面活性，破膠后能提高水驅(qū)效率12.25%，提高滲吸效率9.60%。

由慶等以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%～10%的溴代1-甲基-4-十八烷基吡咯為主劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～2%的月桂酸鈉為助劑，制得適用于致密砂巖儲(chǔ)層的壓裂排驅(qū)液，壓裂后無需返排即可直接用于滲吸驅(qū)油［28］。實(shí)驗(yàn)表明，該壓裂排驅(qū)液具有較好的耐溫抗剪切性，在地層溫度為40～90 ℃、剪切速率為170 s-1條件下，連續(xù)剪切2 h 后，黏度仍大于50 mPa·s，具有良好的黏彈性、攜砂性，破膠后黏度小于5 mPa·s，壓裂性能較好。且其具有優(yōu)越的降低油水界面張力的能力，可降低油水界面張力至10-3mN/m超低數(shù)量級(jí)，在較寬濃度范圍內(nèi)可增強(qiáng)石英片表面親水性，接觸角最低為42°。驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明，巖心的滲吸效率超過15%，具有良好的驅(qū)油能力。

嚴(yán)嬌以十六烷基三甲基氯化銨、水楊酸、XPQ-5表面活性劑和HT 為主劑，另加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的DAA-64 和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氯化鉀，制得FDHT系列壓裂-驅(qū)油一體化工作液［29］。實(shí)驗(yàn)表明，該系列工作液具有良好的耐溫抗剪切性能，其中FDHT-6 體系和FDHT-4 體系在恒溫90 ℃、剪切速率為170 s-1條件下，連續(xù)剪切1 h，黏度穩(wěn)定，分別保持在65.4和45.3 mPa·s左右。且其具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)性，對(duì)人造巖心的傷害率為11.7%～16.1%。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.67%的FDHT-6 壓裂-驅(qū)油一體化工作液的化學(xué)驅(qū)油效率可達(dá)15.27%。

彭沖等將黏彈性表面活性劑、無機(jī)鹽、有機(jī)溶劑復(fù)配形成了滲吸驅(qū)油型壓裂液R60 稠化劑，將該稠化劑溶于水中制得滲吸驅(qū)油型清潔壓裂液。該驅(qū)油壓裂液在測(cè)試溫度為50 ℃、剪切速率為170 s-1條件下連續(xù)剪切100 min，體系黏度仍保持在35 mPa·s 以上，可以滿足地層溫度為50 ℃以下儲(chǔ)層改造的需求。R60 稠化劑體積分?jǐn)?shù)為0.05%時(shí)，可將油水界面張力降至3.4×10-3mN/m，能改變親油巖心潤(rùn)濕性，巖心靜態(tài)滲吸效率可達(dá)35.64%，具有良好的驅(qū)油能力［30］。

目前對(duì)清潔驅(qū)油壓裂液體系的實(shí)驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該體系適用于地層溫度低于120 ℃，且其耐溫性能還有很大的提升空間。有研究結(jié)果［31-33］表明，納米粒子與表面活性劑具有協(xié)同增效作用，將納米材料應(yīng)用于清潔驅(qū)油壓裂液體系或許可以提高其耐溫性能。

2.2 聚合物驅(qū)油壓裂液體系

合成聚合物體系具有增稠能力強(qiáng)、耐溫性能好、耐鹽性能好、破膠性能好、殘?jiān)俚忍攸c(diǎn)［34-36］。聚合物驅(qū)油壓裂液體系主要是選用溶解性好的聚合物、強(qiáng)破膠劑和優(yōu)良催化劑來進(jìn)行配制。在驅(qū)油壓裂液充分破膠后，繼續(xù)注水跟進(jìn)推動(dòng)膠液向前流動(dòng)，以起到聚合物驅(qū)油的作用。

張榮軍等以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.8%的聚丙烯酰胺（相對(duì)分子質(zhì)量為500×104～1 500×104）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～10%的有機(jī)鋯/有機(jī)鋁鹽或酚醛樹脂、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～3%的鉀鹽、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%～0.1%的過硫酸鹽制得一種不需返排的驅(qū)油壓裂液體系［37］。該驅(qū)油壓裂液在儲(chǔ)層中可利用催化劑催化過硫酸鹽的氧化來斷開聚合物的分子鏈，降低膠體的黏度至1～10 mPa·s，適合地層聚合物驅(qū)油的范圍，且破膠過程中不會(huì)產(chǎn)生不溶物，不會(huì)對(duì)地層造成新的傷害，同時(shí)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)顯示該體系可以在水驅(qū)的基礎(chǔ)上提高采收率超過12%。

CUI等研究了一種主要成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的締合聚合物和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%的黏彈性表面活性劑超分子復(fù)合物的新型驅(qū)油壓裂液體系［38］。超分子聚合物和VES 蠕蟲狀膠束具有協(xié)同作用，增大了驅(qū)油壓裂液體系的耐溫性能；該驅(qū)油壓裂液體系對(duì)地層的損害比常規(guī)胍膠壓裂液低50%，摩阻較常規(guī)胍膠壓裂液低20%，破膠后量小于25 mL，可提高驅(qū)油效率為12%～20%。該驅(qū)油壓裂液體系在西北致密氣藏應(yīng)用5井次，取得了較好的效果，壓裂后日產(chǎn)氣量為10×104m3/d，較胍膠壓裂液處理產(chǎn)量提升1倍。

王珂昕等以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.25% 的WH924 型聚合物、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的JXP-D 助排劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%～0.1%的復(fù)合交聯(lián)劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的過硫酸銨與水配制，制得具有驅(qū)油作用的新型壓裂液體系［39］。該新型壓裂液體系具有殘?jiān)啃?、?duì)地層傷害小的特點(diǎn)，在測(cè)試溫度為40 ℃、剪切速率為170 s-1條件下，剪切30 min 后黏度為110.3 mPa·s，12 h 破膠水化液黏度為2.74 mPa·s，性能優(yōu)于胍膠壓裂液。在實(shí)驗(yàn)溫度為40 ℃，初始濾失量為30.7×10-2mL，有效洗油距離約達(dá)到0.8～1 m。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)顯示，在同一區(qū)塊該新型壓裂液體系較普通壓裂施工，可提高采收率5.3%，且試驗(yàn)井生產(chǎn)9 個(gè)月仍有效，而對(duì)比井平均有效期為6.47 個(gè)月。因此，該聚合物新型壓裂液體系能夠滿足低溫地層的壓裂施工，低傷害，具有提高采收率的效果。

崔偉香等制備主要成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～10%的表面活性劑（氧化胺類表面活性劑或甜菜堿類表面活性劑）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～0.5%的疏水性聚丙烯酰胺（相對(duì)分子質(zhì)量為5 000～5 000 000）、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.2%的乙二醇單丁醚和/或亞甲基二萘磺酸鈉破膠劑的驅(qū)油壓裂液體系［40］。實(shí)驗(yàn)表明，該驅(qū)油壓裂液體系在測(cè)試溫度為90 ℃、剪切速率為170 s-1條件下，剪切90 min，黏度仍保持在80 mPa·s以上，且100 ℃時(shí)的黏度保持率為95.8%，具有良好的耐溫抗剪切性能。在與常規(guī)胍膠壓裂液具有相同的增黏攜砂效果的同時(shí)，該驅(qū)油壓裂液體系的破膠液相比于常規(guī)壓裂液破膠液、常規(guī)油田用的十六烷基磺酸鈉驅(qū)油劑溶液和十二烷基苯磺酸鈉驅(qū)油劑溶液，具有更顯著的降低油水界面張力的作用。在巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)中可提高驅(qū)油效率達(dá)48.86%，比水驅(qū)的采出程度高12.08%。該驅(qū)油壓裂液體系在吐哈油田、新疆油田以及長(zhǎng)慶油田致密油井儲(chǔ)層改造現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用6井次，均取得了較好的效果，增產(chǎn)倍數(shù)均超過2 倍；其中應(yīng)用于吐哈油田蘆X 井（致密油井）大規(guī)模水平井體積壓裂改造，壓前無產(chǎn)量，改造后日產(chǎn)油量為64.8 t/d，較常規(guī)壓裂工藝及壓裂液技術(shù)的鄰井平均產(chǎn)量提升7～10倍。

聚合物驅(qū)油壓裂液體系主要是由表面活性劑與改性聚合物復(fù)配或者交聯(lián)劑與聚合物交聯(lián)制得的。聚合物能增加驅(qū)油壓裂液的黏度，提高其攜砂能力，進(jìn)而擴(kuò)大波及體積。而表面活性劑可以有效降低油水界面張力，提高洗油效率，從而達(dá)到提高驅(qū)油效率的目的。

2.3 滑溜水驅(qū)油壓裂液體系

滑溜水一般由降阻劑、殺菌劑、黏土穩(wěn)定劑和助排劑等組成，具有低成本、低傷害、高效率等特點(diǎn)?；锼畨毫咽情_發(fā)頁(yè)巖等非常規(guī)油氣資源的有效增產(chǎn)措施。

何小東等以體積分?jǐn)?shù)為0.08%的DR800 原液（主要成分為陰離子聚丙烯酰胺）與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的納米乳液復(fù)配形成了具有原位驅(qū)油功能的納米排驅(qū)滑溜水體系［41］。該體系在瑪湖油田3種不同水型的現(xiàn)場(chǎng)水源中均有較短的溶解時(shí)間，且與瑪湖油田配制水具有良好的配伍性。該體系減阻特性和抗剪切能力優(yōu)良，在剪切速率為1.2×104s-1條件下剪切20 min，體系減阻率仍保持在72%以上。同時(shí)體系中的納米顆粒具有油水楔形膜分離壓，可改變巖石的潤(rùn)濕性，具有顯著的洗油效果，最終洗油效率達(dá)93.3%。

李婷等針對(duì)玉門油田低孔低滲透油藏，研究了以低流度KCl 防膨劑為基液、以甜菜堿表面活性劑為主劑的具有滲吸驅(qū)油功能的滑溜水壓裂液體系［42］。通過復(fù)配確定具有高效滲吸作用的滑溜水壓裂液體系為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%甜菜堿+1%KCl+0.5%BA1-13+0.3%Na2CO3。實(shí)驗(yàn)表明，該體系對(duì)老君廟油田天然巖心的滲吸具有一定的促進(jìn)作用，最高采收率達(dá)32.5%。同時(shí)該體系注入后對(duì)巖心的滲透率損害程度為27.8%，明顯低于胍膠壓裂液對(duì)基質(zhì)的滲透率損害程度。

目前針對(duì)滑溜水驅(qū)油壓裂液體系的研究相對(duì)較少，其主要是通過滑溜水的減阻效應(yīng)或提高滲吸作用來提高驅(qū)油效率。

2.4 其他類型驅(qū)油壓裂液體系

趙靜等以解淀粉芽孢桿菌CB-091 的發(fā)酵菌液為破膠劑，以SITAR-Ⅱ型超強(qiáng)延遲交聯(lián)劑為交聯(lián)劑，加入水型基液中形成壓裂-降黏/驅(qū)油一體化的生物基壓裂液前置液體系［43］。實(shí)驗(yàn)表明，該體系制備的凍膠延遲交聯(lián)時(shí)間為87 s，凍膠黏度為106 mPa·s，具有超強(qiáng)的耐挑掛能力，攜砂性好。凍膠在測(cè)試溫度為90 ℃、剪切速率為170 s-1條件下，連續(xù)剪切120 min，黏度不低于140 mPa·s，耐溫抗剪切能力強(qiáng)，可以滿足壓裂施工需要。該體系在低溫（40 ℃）和高溫（70 ℃）條件下破膠，均可實(shí)現(xiàn)1～4 h可控破膠，且破膠后黏度均小于2.23 mPa·s，殘?jiān)糠謩e為150～160 mg/L（40 ℃）和130～150 mg/L（70 ℃），具有良好的破膠能力且對(duì)儲(chǔ)層傷害小。該體系破膠后表面張力降低至22.3 mN/m，界面張力降低至0.90 mN/m，且可使原油黏度降低97.35%，具有良好的降黏驅(qū)油作用，可以提高壓裂的作業(yè)效果。

杜現(xiàn)飛等以酸酐、烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、除垢中間體（甲苯+月桂酸+β 異丙基乙二胺）、碳酸氫鈉、亞硫酸鈉和催化劑制得長(zhǎng)效防垢驅(qū)油壓裂劑［44］。該長(zhǎng)效防垢驅(qū)油壓裂劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，驅(qū)油效率均大于45%，最高可達(dá)58.9%；同時(shí)對(duì)Ca-CO3，SrSO4，BrSO4的最高阻垢率分別可達(dá)65%，36%，53%；且驅(qū)油阻垢時(shí)間為6個(gè)月，較常規(guī)驅(qū)油劑和常規(guī)阻垢劑1個(gè)月的驅(qū)油阻垢時(shí)間有了較大的提升。

郭鋼等公開了一種納米磁流體驅(qū)油壓裂液制備方法［45］。該體系包括納米磁性材料、分散劑及壓裂液，其中納米磁性材料包括納米四氧化三鐵或納米三氧化二鐵，利用磁流體特性，運(yùn)用電磁吸引將微裂縫中的原油采出。滲吸測(cè)試結(jié)果顯示，該納米磁流體驅(qū)油壓裂液的滲吸效率在35%以上。

戴彩麗等以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～15%的表面活性劑、0.1%～10%的助劑和10%～70%液態(tài)或（和）超臨界CO2制得一種適用于致密油儲(chǔ)層開發(fā)的CO2敏感的壓裂-排驅(qū)體系［46］。進(jìn)行冷凍刻蝕電鏡表征顯示該體系內(nèi)具有明顯的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在低剪切條件下黏度與剪切速率無關(guān)，表現(xiàn)出牛頓流體的特征，在高剪切條件下出現(xiàn)明顯的剪切變稀現(xiàn)象，說明體系內(nèi)有蠕蟲膠束形成。該體系在剪切速率為170 s-1，測(cè)試溫度為80 ℃條件下，剪切2 h后，黏度大于25 mPa·s，滿足壓裂施工要求。驅(qū)油實(shí)驗(yàn)顯示，該體系可提高水驅(qū)效率在10%以上，且通入CO2配制的壓裂-排驅(qū)體系的提高采收率效果明顯小于通入CO2配制的壓裂-驅(qū)油體系。

綜上所述，目前對(duì)驅(qū)油壓裂液體系的研究進(jìn)展主要體現(xiàn)在對(duì)驅(qū)油壓裂液的制備、流變性能、破膠性能、對(duì)儲(chǔ)層的傷害性、摩阻性能、破膠性能、潤(rùn)濕性能、降低界面張力能力以及驅(qū)油能力等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)配制、部分實(shí)驗(yàn)井的壓裂驅(qū)油實(shí)驗(yàn)，只有在個(gè)別區(qū)塊進(jìn)行了大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。目前驅(qū)油壓裂液的制備仍停留在體系的復(fù)配上，對(duì)其作用機(jī)理的研究則較少，今后可加強(qiáng)對(duì)此方面的研究。同時(shí)降低驅(qū)油壓裂液體系的濾失性能有利于造長(zhǎng)縫、寬縫，可以增強(qiáng)其壓裂效果，而增強(qiáng)驅(qū)油壓裂液的濾失性能有利于將驅(qū)油壓裂液輸送至儲(chǔ)層深處，使其與油氣充分接觸，提高驅(qū)油效果。因此，為了保證在可以得到具有較高導(dǎo)流能力的裂縫同時(shí)高效驅(qū)替出儲(chǔ)層中的油氣，驅(qū)油壓裂液體系的濾失性能有必要進(jìn)行優(yōu)化并控制在合理的范圍內(nèi)。

3 認(rèn)識(shí)與展望

隨著非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)，壓裂-驅(qū)油一體化工作液將成為儲(chǔ)層改造、油氣增產(chǎn)的重要工作液。壓裂-驅(qū)油一體化工作液的發(fā)展，突破了傳統(tǒng)壓裂、化學(xué)驅(qū)作業(yè)中多次添加化學(xué)試劑的束縛，簡(jiǎn)化了操作工藝、降低了經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)非常規(guī)油氣的開采意義重大。

雖然壓裂-驅(qū)油一體化工作液的發(fā)展日漸成熟，但仍存在一些不足。建議今后在以下幾個(gè)方面進(jìn)一步深化研究：①加強(qiáng)對(duì)壓裂-驅(qū)油一體化工作液的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究，盡可能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步完善壓裂液返排液驅(qū)油體系。②驅(qū)油增效型清潔壓裂液是最具潛力的壓裂-驅(qū)油一體化工作液，但其耐溫性能還有待提高。建議相關(guān)學(xué)者從表面活性劑分子結(jié)構(gòu)層面入手，研究高效能耐溫表面活性劑，從而開發(fā)出性能優(yōu)異的耐溫驅(qū)油壓裂液。此外，納米顆粒改性VSE清潔壓裂液的應(yīng)用也值得借鑒。③目前對(duì)驅(qū)油壓裂液的性能評(píng)價(jià)僅考慮其作為壓裂液時(shí)的耐溫性能，缺乏對(duì)其破膠后起驅(qū)油作用時(shí)的耐溫性能研究，后續(xù)驅(qū)油壓裂液的研究不僅要求壓裂組分要耐溫、抗鹽，其驅(qū)油組分也要耐溫、抗鹽。④目前的驅(qū)油壓裂液大多是通過壓裂液和驅(qū)油劑復(fù)配的方法得到的，缺乏對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和流變性能的機(jī)理研究，建議相關(guān)學(xué)者加強(qiáng)對(duì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)效關(guān)系等微觀機(jī)制的研究。