油层水配制压裂液研究及性能评价.pdf

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1、2011年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2Ol1第26卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_26NO．2文章编号：1673-064X(2011)02-0060-04油层水配制压裂液研究及性能评价张建国，李艳，于洪江(西安石油大学化学与化工学院，陕西西安710065；)摘要：以油层水为基液，羟丙基胍胶为增稠剂，有机硼为交联剂，生物酶为破胶剂，研究出适用于不同温度的低温地层压裂液配方．确定稠化剂羟丙基胍胶的质量分数为0．4％，交联剂质量分数为0．

2、5％．随着地层温度的升高，破胶剂生物酶的加量减少，25℃最佳质量浓度为100mg／L，温度升至40℃时，生物酶最佳质量浓度仅50mg／L．40℃条件下，该压裂液体系在170s剪切速率下剪切30min保留黏度大于50mPa·s，测得破胶液黏度小于5mPa·s．破胶液残渣质量浓度为450mg／L，残渣粒径平均值为2．8m，岩心基质渗透率损害率为22．6％．关键词：油层水；压裂液；破胶剂；生物酶；性能评价中图分类号：TE39文献标识码：A水力压裂是目前国内外油田开发过程中油井增裂液体系进行性能评价．产、水井增注的有效工艺措施，特别是对于低渗

3、透、特低渗透油气层改造尤为重要．基于陕北水源奇缺、1实验部分靠天下雨、时有时无、河水基本断流、地层水资源缺乏的特殊地理环境，以及保护环境和降低生产成本1．1材料与仪器的要求，利用处理后的油层水配制压裂液，在节约成主要材料：过硫酸铵(CP)、助排剂(工业品)、本的同时又保护了环境，而且油层水与地层水配伍羟丙基胍胶(工业品)、硼砂(工业品)、实验室自制性好⋯，其高矿化度可以防止黏土膨胀．有机硼交联剂、生物酶(某厂生产)．油层水与淡水比较，具有含油量高、悬浮物高、主要仪器：HaakeRV30哈克旋转黏度计(德国矿化度高、存在大量的铁细菌、硫

4、酸盐还原菌及腐生哈克公司)、高温高压失水仪(青岛同春石油仪器有菌等特点心引．通过对影响压裂液性能的因素分限公司)、全自动表面张力计(13本岛津公司)．析可知，由于油层水中含有大量的钙离子，用硼1．2实验方法砂作为交联剂，会生成硼酸钙，消耗了硼砂，导致硼1．2．1压裂液的配制在一定量的油层水中加入砂用量增大，不但交联强度较差，耐温性能差，且体质量分数为0．4％的羟丙基胍胶、一定比例的助排系变脆不抗剪切，所以需要寻求新的交联体系．另外剂，高速搅拌5min后，恒温溶胀4h，然后按不同交用过硫酸铵破胶时，过硫酸铵离解出的硫酸根离子联比例加入交

5、联剂和破胶剂，用玻璃棒搅拌直至形与油层水中的钙离子结合生成硫酸钙沉淀堵塞地成均匀、可挑挂冻胶．层．根据水分析结果和理论计算，50m的压裂液用1．2．2破胶剂破胶性能的测定将配制好的压裂过硫酸铵破胶可产生硫酸钙沉淀35．77kg．所以宜液装入瓶中密封，置于25～40℃的恒温水浴中，观选用新的破胶剂从而降低破胶液对储层的伤害．针察其静态破胶情况．用乌氏毛细管黏度计测定压裂对上述问题，优选新的交联剂及破胶剂，并对新的压液在不同时间的黏度，当破胶液黏度小于5mPa·s收稿日期：2010—11—19作者简介：张建国(1973一)，男，工程师，主

6、要从事石油开发方面的研究．E—mail：yhjhx@xsyu．edu．cn张建国等：油层水配制压裂液研究及性能评价一61一时，认为破胶完全．彻底，导致压裂液破胶后残渣含量高，造成地层孔隙1．2．3压裂液性能的测定按照SY／T5107—堵塞．模拟现场工艺，在满足压裂液在规定时间内2005(水基压裂液性能评价方法》的要求对压裂液(6h)能够破胶完全，在剪切速率170S连续剪切相关参数进行评价．30min体系黏度仍维持在50mPa·S左右作为确定破胶剂量的依据，这样既不会使压裂液提前破胶，也2实验结果与讨论可避免破胶不彻底而导致破胶后残渣含

7、量高造成地层孔隙堵塞．表1为不同温度不同生物酶加量下体2．1交联剂加量的优选系的破胶实验结果．图2为30℃时的剪切流变交联剂是决定压裂液黏度的主要因素之一，为曲线．了克服硼砂交联剂的弊端，选用实验室自制的有机表1不同温度不同生物酶加量下体系的破胶实验结果Tab．1Theresultsofthegel-breakingexperiments硼交联剂．成胶速度过快或过慢都不能满足工艺技ofthefracturingfluidsystemunderthediferent术要求．因此，根据工艺要求对有机硼交联剂的加量dosageofenzym

8、eatdiferenttemperature进行优选，图1为交联剂用量和交联强度的关系图．岔刍{醛赧露样图1交联剂用量与压裂液黏度间的关系图注：不能破胶是指在6h之内破胶液黏度不能达到5mPa·S以下Fig．1There