清洁压裂液的研究现状及在江汉油田的应用前景

2015-03-23牟莎莎王升中石化江汉油田分公司采油工艺研究院湖北潜江433123

化工管理 2015年1期

关键词：江汉残渣压裂液

牟莎莎王升(中石化江汉油田分公司采油工艺研究院，湖北潜江 433123)

牟莎莎王升(中石化江汉油田分公司采油工艺研究院，湖北潜江 433123)

清洁压裂液是新型低伤害压裂液体系,具有无残渣、易破胶、配伍性好、低伤害等特点,成为压裂液发展方向和研究热点之一。文章分析归纳了清洁压裂液的作用机理、国内外研究应用现状，及其在江汉油田部分区块的的应用前景。

粘弹性表面活性剂；VES；清洁压裂液；作用机理；应用；低残渣

目前,国内外最常使用的压裂液为水基压裂液,其大致可分为以下几种类型: (1) 天然植物胶压裂液 (2) 纤维素压裂液 (3) 合成聚合物压裂液。上述几种压裂液形成各类压裂液体系,已在国内外各油田得到广泛的应用[1]。

江汉油田主要应用的压裂液为硼交联和有机硼交联胍胶压裂液。这种压裂液在实际应用中表现出了优良的携砂性能，能够达到压裂设计所需的预期效果,体系中现常用胶囊破胶剂,在压裂作业后,胶囊破胶剂开始破胶,但在某些因素的影响下，破胶可能出现不彻底的情况,部分的聚合物不能被返排出油井,残渣在支撑剂充填层中阻塞孔隙空间,从而使裂缝的渗透能力降低,使压裂的增产效果不能达到最佳。

1 清洁压裂液的作用机理[2]

黏弹性表面活性剂成胶机理在于：由亲水基团和长链疏水基团构成的黏弹性表面活性剂的水溶液具有独特的流变性，当表面活性剂浓度超过临界胶束浓度(CMC)值时，疏水基长链伸入水相，使黏弹性表面活性剂分子聚集，形成以长链疏水基团为内核、亲水基团向外伸入溶剂的球形胶束；当表面活性剂的浓度继续增加且改变溶液组成时(加盐或加助表面活性剂)，表面活性剂胶束占有的空间变小，胶束之间的排斥作用增加，此时球形胶束开始变形，合并成为占用空间更小的线状或棒状胶束；棒状胶束之间会进一步合并成更长的蠕虫状胶束，这些蠕虫状胶束之间由于疏水基团的作用会自动纠缠在一起，形成空间交联网络结构，此时黏弹性表面活性剂溶液具有良好的携砂效果；随着表面活性剂浓度不断增加，交联网络状胶束还可以变为海绵状网络结构。这种网络状结构为压裂液提供了必要的黏度和携砂性能。

2 清洁压裂液在江汉油田的应用前景

对于江汉油田的压裂体系来说，其压裂目的层为高渗透油层，压裂液中的聚合物和添加剂能够穿透多数孔喉形成内部滤饼，在这种情况下，岩石内部抗滤失阻力大大降低，尤其对于低压油藏，要恢复裂缝附近压前渗透率或提高其导流能力几乎是不可能的。针对江汉油田相当部分区块为低压力系数、低渗透油藏，如何减少压裂施工过程中水基压裂液及其残渣和滤液对油藏的伤害，消除残留在裂缝中植物胶残渣对支撑裂缝的导流能力的影响，成为江汉油田提高压裂增产效果的一个重要课题。江汉油田新沟嘴组油藏，是属典型低压低渗油气藏。清洁压裂液优点，正好适用于此类油藏的压裂改造。

2.1 江汉新沟嘴组地质特点

江汉油田新沟组油藏地质构造复杂，断块多，物性差，孔隙度小，渗透率低，裂缝发育，是典型的低渗透裂缝性油藏。江汉油田新沟嘴组油藏主要包括以马王庙、荆沙、老新、新沟等为代表的外围区块。

新沟嘴组油藏断块多、储层物性差，平均空气渗透率0.96～51.8×10-3μm2，孔隙度7.6%～15.1%、平均孔喉半径0.43～4.2μm、原始地层压力系数仅0.86～0.95，属典型低压低渗油气藏。储层特征给油藏开发带来了严重的障碍，随着部分油藏开采的不断深入，已经暴露出了越来越多的问题。

2.2 马王庙油田储层概况

在新沟嘴组油藏中，马王庙区块的埋藏深度较浅，井温普遍不高，所以清洁压裂液在此区块应有较好的应用前景。

马王庙油田油层埋藏深度为1314.6～2422.0m。马3X井区开发目的层为下第三系新沟咀组新下段，储层发育，油层分布广，新下1、新下2、新下3油组均有分布，主力油层位于新下2油组，油层埋藏深度为1314.6～1555.6m，油层平均有效厚度12.5m；马2X井区含油层系为下第三系新沟咀组下段新下2油组，共3个含油小层，为统一油水界面，油水界面深度为1680m。

马王庙油田埋深较浅，应用清洁压裂液体系代替传统压裂液体系，清洁压裂液无需溶胀、配置简单，节约了整个配液的时间，节约人力及物力。而且在整个施工中，清洁压裂液施工可以连续也可以间歇，所以施工也可以根据实际情况进行调整，这样可以让施工单位的调整限度更大。清洁压裂液在马王庙油田新沟嘴组应用，因为其低伤害和低残渣，预期可以达到增加原油产量延长开采时间的效果。