协同增效低伤害复合压裂液研究.pdf

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1、y2013年2月李海涛等．协同增效低伤害复合压裂液研究协同增效低伤害复合压裂液研究李海涛1，赵修太2，史贞利3(1．中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，东营257叭5；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，青岛266555；3．中国石化胜利油田分公司河口采油厂，东营257015)[摘要]为了克服单一稠化剂在应用中的缺陷，将羟丙基瓜尔胶(HPG)与聚丙烯酰胺(PAM)复合作为稠化剂，氧氯化锆为交联剂，制得复合压裂液。对制得的压裂液耐温抗剪切性能、滤失性能和岩心伤害性能等进行评价。结果表明，该压裂液性能优越，滤失

2、系数低于lO×10“fn／min05，破胶液残渣含量低于200mg／L，对岩心基质伤害率小于10％。说明HPG与PAM复配具有很好的协同增黏效果。[关键词】压裂液协同增效低伤害性能评价压裂液可使油井增产、水井增注，通常可分为匀，得到质量分数为O．5％HPG／PAM复合溶液，油基压裂液和水基压裂液，其中水基压裂液应用调节溶液pH=4～6，再将预先配制好的氧氯化锆较为广泛。目前水基压裂液使用较多的稠化剂是交联剂溶液加入到复合溶液中，即可制得具有较天然植物胶类和聚合物类，前者有瓜尔胶、田菁胶高黏度的冻胶。等，后者有聚

3、丙烯酰胺等¨’2。。天然植物胶压裂2结果与讨论液的抗盐、抗剪切性均较好，但破胶后残渣含量较2．1卸PG与PAM相互作用高，对地层渗透率、填砂裂缝的导流能力均有伤将质量分数均为0．5％HPG和0．5％PAM害。而聚合物压裂液虽然破胶后残渣含量低，但溶液按不同比例混合，用黏度计(转速为12其与地层内盐类配伍性较差日‘5』。这两种稠化剂min‘1)在20℃下测定混合溶液的黏度，结果如图在性能上存在较强的互补性，因此将两者复合使1所示。图l中复合溶液黏度随HPG用量变化用具有较大的实际应用价值。曲线的计算值是根据分子问

4、复合原理，假设两种本研究将油田目前常用的两种稠化剂羟丙基聚合物混合后不发生相互作用而得出的阳]。瓜尔胶(HPG)和聚丙烯酰胺(PAM)复合，建立一种复合型增稠剂体系，以获得配制使用效果好、对∞●地层伤害低的聚合物复合压裂液。对％、、l实验部分毽德1．1试剂鼷僻羟丙基瓜尔胶(HPG)、聚丙烯酰胺(PAM，相对分子质量8x106，水解度4％)，均为工业品；氧氯化锆(ZmCl：·8H20)、过氧化氢(H：O：，30％)，图1I口G用量对复合体系黏度的影响盐酸(HCl)，氢氧化钠(NaoH)，均为分析纯。1．2仪器从图

5、1可以看出，在HPG／(HPG+PAM)质DV一ⅢBmol【field黏度计，zNN—D6型六速量比考察范围内，复合溶液的实际黏度高于按混旋转黏度计，JR型黏度计计量加热器，电热恒温合规则计算得到的黏度，表明复合体系中HPG与水浴锅，GGs42型高温高压滤失仪，岩心流动试PAM分子间存在相互作用【7J。随着复合体系中验仪，电子天平，增力电动搅拌器。HPG比例增加，体系黏度先增加后下降，这说明1．3压裂液冻胶的制备收稿日期：2012一ll一05。先将HPG与PAM分别溶于蒸馏水，配成质作者简介：李海涛，助理工程师

6、，毕业于中国石油大学(华东)油量分均为0．5％的溶液，然后按1：1比例混合均气田开发工程专业，现从事提高采收率与采油化学研究工作。第，一1⋯4卷_第1⋯一¨期10AD品VAN熹CEsSiI亲NFIEN竺EP二ETR羔OCH。EM三ICA塔Ls不同比例的HPG与PAM复合，其分子链间的相由表l可看出，经高剪切后，HPG／PAM压裂互作用程度不同。当HPG／(HPG+PAM)质量比液的黏度恢复性能较好，有利于压裂液在裂缝中为50％时，复合体系黏度达到最大，为590低流速下的携砂。mPa·s。因此，要获得好的增黏效果

7、，HPG与2．2．3静态滤失性能PAM的质量比在40：60一60：40为宜。压裂液的滤失性能直接影响到压裂施工中压2．2复合压裂液性能评价裂液的造缝能力和裂缝的几何形状。有效控制滤将HPG与PAM复合使用，以期达到优势互失流体进入地层，可减少对地层的伤害，也可提高补，从而获得性能较好的压裂液，为此对复合压裂压裂液的使用效率。采用静态滤失法，在3．5液的性能进行评价。实验采用六速旋转黏度计在MPa压差下，测定了复合压裂液在60℃和80℃170s一下测其黏度变化。下的滤失性能，结果见表2。复合压裂液在60℃2．2．

8、1耐温抗剪切性能和80℃下的滤失系数分别为6．7x10“n∥min05在地层温度和裂缝剪切作用下，压裂液黏度和8．2×10。4m／min05，滤失系数较低，均低于损失过大，则压裂液携砂性能下降且易滤失。因10×10一n∥min0‘5标准，可满足压裂施工要求。此，评价压裂液的耐温抗剪切性能尤为重要。表2复合压裂液滤失性能测定了不同温度、不同剪切时间下的压裂液温度／℃项目黏度，结果见图2。