APCF低伤害压裂液技术.pdf

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第31卷第2期铭井液与完井液V_0I．3lNO．22014年3月DRILLINGFLUID＆CoMPLETIONFLUIDMat．20l4doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．02．021APCF低伤害压裂液技术刘智恪，蔡景超，李伟，邵帅，卢伟(渤海钻探T程技术研究院，天津)刘智恪等．APCF低伤害压裂液技术[J]．钻井液与完井液，2014，31(2)：76．78．摘要针对常规压裂液残渣含量高、不易返排、对储层伤害大等特点，研制出了APCF低伤害压裂液。该压裂液的稠化剂APCF—l是一种多元可逆交联的结构型聚合物，分子链问通过多元弱键适当结合，形成布满整个溶液体系的多级可逆三维立体网状结构。优选出了适合苏里格气田的压裂液配方：O．4％APCF一1+1％KCl+0：2％APCF—B，耐温达100。性能评价结果表明，该压裂液具有黏弹性，且表现出以弹性为主，携砂能力强，并具有施工摩阻低、破胶后无残渣、易返排、对储层伤害低、配制简单、使用添加剂种类少等特点。该压裂液在苏里格气田应用33口井，均获成功，压裂效果显著，证明该压裂液适用于苏里格气田低渗气救的增产作业。关键词增产措施；低伤害压裂液；聚合物稠化剂；苏里格气田中图分类号：TE357．12文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)02—0076-03鞫、苏里格气田对压裂液性能要求较高，该地区常用浓度APCF．1压裂液的耐温耐剪切性能，实验结果悸的有羟丙基瓜胶、改性小分子植物胶、超级瓜胶、羧图1～图3，压裂液配方如下。而日甲基压裂液体系等。2012年由于瓜胶价格飞速上涨10．5％APCF一1+1％KCI+0．2％交联助剂防并且不能自主生产，而且这些常规压裂液存在残渣APCF．B篡液含量高、不易返排、对储层伤害大等缺点，研制了20．4％APCF一1+1％KCI+0．2％APCF—B黏温APCF低伤害压裂液。对APCF低伤害压裂液进行了30．3％APCF一1+1％KCI+0．25％APCF—B佗曲研究评价，优选}“适合苏里格气田的压裂液配方，并线60o：船在现场进行成功应用。50o90如400300呈2001室内实验；1000；1．1配方优选新型低伤害压裂液APCF的稠化剂为高分子量聚合物APCF—l，其是一种多元可交联的结构型聚合物，250r：200溶液中聚合物分子链间通过多元键(范德华力、氢键90善80，。和离子键)适当结合，形成布满整个溶液体系的二三维lo0【一一立体网状结构，明显有别于瓜胶和其他合成聚合物。5o【一Ij：i]0其高分子链在断裂后形成的低分子量化合物的水溶性Ol83654729ot／rain极好，所以在破胶后无任何残余物，对地层无伤害。图22配方压裂液黏温曲线APCF压裂液的抗温能力随APCF．1浓度的增加而提高。实验室用HakkeRS6000流变仪在模拟根据实验结果，优选2配方为现场压裂液配方，100℃储层温度下，以170S一的剪切速率测量了不同该配方在温度升高阶段(25min内)黏度下降明显，第一作者简介：刘智恪，毕业于长江大学，现在主要从事油气田压裂、酸化技术服务。地址：天津大港油田渤海钻探工程技术研究院；邮政编码300280；电话l8622553105；E—mail：liuzhike@cnpc．tom．ca。 第3l卷第2期刘智恪等：APCF低伤害压裂液技术77在温度升高到实验温度后，其黏度基本不随剪切时间选用2配方，取50mL压裂液做破胶实验，将的延长而降低，剪切90min后黏度为48mPa·S，说破胶液在离心机中以3000r／min的转速离心30min，明该压裂液具有良好的抗剪切和耐温性能，满足压裂取出离心管发现离心管底部并无残渣，说明该压裂液施工对压裂液黏度的要求。是一种零残渣的压裂液。1．5支撑剂导流能力伤害实验20o；；r1——：：15090依据达西定律原理，用压裂酸化裂缝导流能力测／-o0试分析系统分别对APCF低伤害压裂液和苏里格常用i：5。．f50岫即删■嘲-哪畸-4。HPG瓜胶压裂液进行实验，铺砂浓度选用5kg／m，0j300183654729O实验结果见图4。t／min400图33配方压裂液黏温曲线8亘；。52501．2悬砂性能杂200150将40g密度为3．29g／cm的陶粒与100mL爆100曲50APCF充分混合后静置4h，压裂液中没有沉砂，说O6．913．820．727．634．541．448_355．262．169．075．982．8明该压裂液具有很强的携砂性能，有利于闭合后裂缝闭合压力]M~Pa的均匀支撑；而且压裂液的pH值与被压裂地层相当，图4破胶液伤害20／40目支撑剂导流能力测试曲线可以减小压裂过程中所引入的外部流体对地层造成的潜在伤害[1]。由图4可知，APCF压裂液破胶液的导流能力高1．3黏弹性于HPG瓜胶压裂液破胶液，能大大降低破胶液对支撑剂导流能力的伤害，APCF低伤害压裂液具有较好APCF低伤害压裂液黏弹性实验数据见表1。的低伤害特点。APCF低伤害压裂液损耗模量低于储能模量，表明该流体具有黏弹性且表现出以弹性为主，其在相对低黏2现场应用度时仍具有良好的携砂性能删。APCF低伤害压裂液在苏里格地区得到了成功应表1APCF低伤害压裂液黏弹性用，共应用33口井，总用液量达16050m3，成功率达到100％。下面介绍苏76一x井的现场试验情况。苏76．x井完钻井深为3521m，压裂目的层为盒8下段52、54号层，采取油层套管混注人压裂工艺注：G为复合模量。合层压裂，射孔井段中深对应垂直井段分别为3190．1m和3201．2m，所在砂体厚度约40m，平均含气1．4破胶性能和残渣含量饱和度为55．75％，按地质分类该井为2类井，射孔苏76区块储层温度为90～100℃，因此在95℃总厚度为5．0m，设计加砂量为55m。该井显示具恒温条件下做破胶实验，结果见表2。有低孔、低渗、中低温的储层特性，压前无自然产能。该井施工过程中排量在4．0～4．5m／min，破裂压表2APCF低伤害压裂液破胶实验力为l8．2MPa，实际加砂55m，最高砂比为33％，平均砂比为21．3％，加砂阶段中最高施工压力为23．0MPa，停泵压力为11．4MPa。分析如图5所示。可以认识到：施工过程中压力比较平稳，没有较大的波动，证明液体性能稳定，具有很好的携砂性能和耐剪切性由表2可知，该体系破胶彻底，破胶液黏度仅为能；施工中最高压力为23．0MPa，停泵压力为l1．42．03mPa·S。MPa，计算得到液体施工过程中的摩阻为11．6MPa， 78钻井液与完井液2014年3月丑其降阻率在65％以上。砂性、高降阻，破胶彻底，基本无残渣、配伍性好，O压后按要求进行了试气，试气产量为3．7057对储层的损害小等特点，满足苏里格储层的施工要求。×10m3／d，投产前计算返排率为57．4％，井底静止加图5压力为27．43MPa，井底流动压力为22．8MPa，计算参考文献无阻流量为11．2684×10m／d，试气分类该井为l[1]王维明．VES-18清洁压裂液性能实验与应用[J]．煤田地类井，地质分类该井为2类井，压裂改造效果显著，质与勘探，2010，38(3)：24．31．说明APCF对苏里格气藏是比较适应的。WangWeiming．BehaviorandapplicationofVES-18cleanfracturingfluid[J]．Coalgeology＆exploration，2010，38l00109O(3)：24—31．807060[2]蒋建方，陆红军．新型羧甲基压裂液的研究与应用[J]．石喜m排量5040油钻采工艺，2009，3l(5)：65—68．3O蓍20眦蒋一]～崖—1．，^qfⅢ；I，删转JiangJianfang，LuHongjun．Researchandapplicationof震10。．芸’OO柏608O10o120140newcarboxymethylfracturefluid[J]．Oildrilling&productionmjntechnology，2009，3l(5)：65-68．[3]卢拥军，舒玉华，杜长虹，等(中国石油天然气股份苏76一x井施工曲线有限公司)．有机硼延迟交联植物胶压裂液：中国，3结论1524920[P]．2004—09-01．LuYongjun，ShuYuhua，DuChanghong，eta1．1．APCF低伤害压裂液具有很好的耐温耐剪切性(PetroChina)．Plantgumfracturingfluidscross-能，在100oC下剪切90min后黏度保持在45mPa·slinkedbyboron—organicdelayedcross—linker．China，1524920[P]．2004—09-01．以上，能很好地满足压裂施工要求。2．该压裂液体系具有使用低浓度、高弹性、高悬(收稿日期2013—11-11；HGF=1306F8；编辑付明颖)(上接第75页)2．该酸性CO，泡沫压裂液具有交联时间短、交damagefracturingfluids[J]．ChemicalEngineeringofOil&联后冻胶流变性能好，压裂液泡沫质量高、泡沫稳定Gas，2006．35(5)：401-402．[2]高志亮，段玉秀，吴金桥，等．酸性交联CO：泡沫压性好，易破胶，破胶液黏度小、表面张力低、防膨效裂液体系起泡剂研制与性能研究[J]_钻井液与完井液，果好，破胶后残渣含量低，滤失小，对岩心伤害率低2013，30(5)：80．等特点，是一种性能优异的酸性CO，泡沫压裂液。GAOZhiliang，DUANYuxiu，WUJinqiao．Preparationand3．2口气井的压裂施工现场试验表明，该压裂液propertiesresearchoffoamingagentofCO2acidiccrosslink携砂性能良好，泡沫质量高，适合用于气井CO，泡foamfracturingliquid[J]．DrifingFluid&CompletionFluid，沫压裂施工。2013，5，30(5)：80．[3】李钦．水基压裂液伤害性研究[D]．I~t)lI：西南石油学院，参考文献2004．LIQin．Studyofwater-basedfracturingfluiddamage[D]．【l】刘有权．CT低伤害水基压裂液的研制及应用[J]．石油与SICHUAN：SouthwestPetroleumInstitute，2004．天然气化工，2006，35(5)：401—402．LIUYouquan．Thedevelopmentandapplicationofthelow(收稿日期2013．12．12；HGF=1402F2；编辑付明颖)