低傷害壓裂改造工藝技術在X15-16井中的應用

趙廣天，王 嵐，宋友貴，楊 濤，王慧慧，付學強

(中石油大港油田分公司采油工藝研究院，天津 300280)

低傷害壓裂改造工藝技術在X15-16井中的應用

趙廣天，王 嵐，宋友貴，楊 濤，王慧慧，付學強

(中石油大港油田分公司采油工藝研究院，天津 300280)

隨著油氣田勘探開發的不斷深入，低滲透、非常規油氣藏已經成為近年來勘探開發的主體目標之一，由于低滲透油藏普遍需要采取壓裂措施后才能獲得經濟效益，但在改造過程中，由于壓裂液的破膠、返排不徹底，濾餅殘渣造成的傷害大大降低了裂縫的導流能力，影響了壓裂改造效果。為此，大港油田通過應用VES清潔壓裂液體系、壓采聯做等工藝，在X15-16井上取得了很好的增產效果，為該區塊的儲量評價及開發提供了重要依據。

低滲透；VES壓裂液；壓采聯作

X15-16井目的層位是棗Ⅳ油組，油層中深3444.5m，斜深達到3783m，電測解釋滲透率6×10-3μm2，地層孔隙度9%,泥質含量達到11%，具有低孔、低滲、泥質含量高的特點。該區地層壓力系數在1.01，地層溫度梯度在3.11℃/100m左右,具備一定的能量基礎。由于該井為一口評價井，為更好的認識和評價該區塊，決定對該井應用低傷害的壓裂改造工藝。

1 低滲透油藏壓裂改造傷害分析

1.1 傳統水基壓裂液

壓裂液及其性能是影響壓裂成敗和施工成本諸多因素中最重要的因素[1-2]。目前在油田壓裂改造過程中，普遍采用的都是傳統的水基壓裂液體系，以水作為分散介質，以胍膠作為基液，有機硼為交聯劑，添加破膠劑、助排劑、殺菌劑等各種化學處理劑，形成具有壓裂工藝所需的較強綜合性能的工作液，但該體系往往存在以下幾種傷害：①由于儲層物性差，不可避免地存在水敏傷害，破膠后的大分子極易堵塞地層孔隙，影響了油氣從油層順利進入裂縫；②由于在閉合后，填砂裂縫中殘渣的存在，降低了裂縫的導流能力；③在排液強度超過需要的情況下，壓裂液殘渣及縫中各種原因形成的微粒移動，一旦卡堵在縫中某些部位，則裂縫的導流能力進一步減低。

1.2 普通壓裂管柱

由于壓裂施工后，需要起出壓裂管柱，后下入生產管柱，在這個過程中，需要壓井作業，并且起下管柱需要1～2d時間，這就增加了壓裂液在地層滯留時間，由于壓后洗壓井、起下管柱，這就不能保證及時壓后投產，也很容易對儲層造成傷害，減小了改造效果。

由于傳統的壓裂液體系存在返排率低、需要添加各種化學藥劑、對地層傷害較大的問題，在深層低滲透油藏壓裂改造中,對裂縫導流能力的提高產生了極為不利的影響,起出壓裂管柱、下入生產管柱則又需要壓井液，增加了壓裂液在地層的滯留時間，因此在確保壓裂施工成功率的基礎上,迫切需求一種新的低傷害壓裂改造工藝。

2 VES清潔壓裂液及壓采聯作管柱特點

2.1 VES清潔壓裂液

VES清潔壓裂液是由粘彈性表面活性劑VES和鹽水組成的無殘渣、低污染的新型壓裂液體系，其主要特點如下：

1)不需破膠劑且破膠徹底 地層產出的原油、凝析油或純氣體影響液體中的帶電環境，會破壞微胞，液體因傲胞不再纏在一起而失去粘度；在地層水的作用下，清潔壓裂液因稀釋而降低了表面活性劑的濃度而粘度降低[3-4]。由于在壓裂井里總有1種或這2種情況存在，因此不需要另加破膠劑。

2)對地層污染小 清潔壓裂液破膠后呈半透明液體，其水液粘度幾乎為零，并且沒有殘渣，極易返排。同時清潔壓裂液不形成濾餅，其濾失速度是液體粘度和彈性的函數，濾失率基本不隨時間變化；在地層滲透率低于5×10-3μm2時，該粘彈性液體很難進入孔隙喉道。清潔壓裂液對地層污染遠低于瓜膠聚合物壓裂液。

3)攜砂能力強 清潔壓裂液在靜態時具有彈性體特征，當系統變形時，其流變特性又近乎于牛頓流體，同時該壓裂液流變特性還完全可逆。即剪切速率增大時壓裂液粘度降低，當剪切速率降低時其壓裂液粘度又恢復增大[5-6]。具有彈性且在低剪切速率下有較高粘度的清潔壓裂液對支撐劑具很好的懸浮能力。

4)易于配制 由于不需要對聚合物進行水化，表面活性劑VES的濃度可在往鹽水中添加的過程中不斷計量，使攪拌筒單易行。不需要交聯劑、破膠劑、或其他化學添加劑，消除了聚合物水化造成的變異和破膠劑的影響，也不需要大量的儀表和泵注系統，簡單的操作是清潔壓裂液的關鍵技術。

5)適用溫度高 壓裂液采用進口表面活性劑原材料，通過高科技合成，在溫度120℃、剪切速率170s-1、連續剪切90min后，其粘度仍能達到50mPa·s以上。

2.2 壓采聯作管柱特點

壓采聯作管柱是一種具有壓裂管柱與采油管柱功能的聯作管柱，包括油管、工作筒、凡爾座等。它能夠將壓裂管柱與采油管柱的功能集一體完成，首先作為壓裂管柱使用，壓裂作業完成后，下入凡爾組件，再下入活塞和抽油桿柱即可進行采油作業。這樣作業過程簡單、避免了頻繁起下管柱、簡化了施工工序，而且縮短了入井液對地層浸泡時間，在減少地層污染的同時，降低了員工勞動強度和作業成本。

3 現場應用

本次壓裂施工于2010年3月18日進行，19時試壓67.38MPa管線不刺不漏合格。整個施工過程中地層破裂明顯，加砂順利，壓力變化平穩，按設計完成了施工要求。壓后自噴排液，該階段出壓裂液82.46m3，22日直接下泵與抽油桿投產，含水由初期的90%之后下降到55%，日產液19.3m3,日產油7.33t，增產3倍，與采用胍膠壓裂液體系實施井對比，相對增產幅度能達到30%以上，效果顯著。通過低傷害的壓裂改造工藝，達到了評價認識儲層的目的，為區塊開發提供了有效的工藝技術支撐。

[1]丁云宏.難動用儲量開發壓裂酸化技術[M].北京：石油工業出版社，2005：90-117.

[2]萬仁溥,俞紹誠,向世琪,等.壓裂酸化工藝技術(采油技術手冊第九分冊)[M].北京：石油工業出版社，1998:283-384.

[3] 崔會杰, 李建平,王立中.清潔壓裂液室內研究[J].鉆井液與完井液，2005,22(3):41-43.

[4]賈振幅，郭擁軍，茍文雨，等.清潔壓裂液的研究與應用[J].精細石油化工進展，2005，6(5)：4-6.

[5]王國錄，巨全義.交聯型水基凍膠壓裂液對砂巖地層的損害[J].油田化學，1986(3)：149-158.

[6]劉新全，易明新，趙金鈺，等.黏彈性表面活性劑(VES)壓裂液[J].油田化學，2001，18(3)：273-277.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.10.028

TE357

A

1673-1409(2012)10-N091-02