壓裂液長期滯留對低滲透儲層的傷害試驗研究

薛蕾 丁小軍 馬青蓮

摘? ? ? 要： 針對當前低滲透油藏中大量使用的壓裂液給儲層帶來的傷害，導致開采量降低的問題，以羥丙基瓜爾膠壓裂液作為研究對象，以適應充填裝置作為儲層模擬，以滲透損失率作為評價指標，探討不同因素對羥丙基瓜爾膠滯留的影響。結果表明，不同羥丙基瓜爾膠壓裂液濃度、pH值和溫度對滲透損失率和壓裂液滯留量都有著影響。其中濃度越大，對滲透損失率的影響越大，但隨著濃度的持續增加，其影響也逐步變小;pH值越大，對滲透損失率的影響越小;溫度與滲透損失率和滯留量呈現為正相關關系。由此通過上述的研究，為石油開采中壓裂液的配比提供了參考，對減少壓裂液對儲層的損害具有可借鑒性。

關? 鍵? 詞：低滲透油藏;羥丙基瓜爾膠;傷害;滲透損失率

中圖分類號：TE348? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）10-2331-04

Abstract： In view of the reservoir damage caused by fracturing fluids widely used in low permeability reservoirs， resulting in the reduction of production， the hydroxypropyl guar gum fracturing fluid was taken as the research object， the suitable filling device was taken as simulated reservoir， and the permeability loss rate was taken as evaluation index，the different factors affecting hydroxypropyl guar gum retention were investigated. The results showed that different HPG fracturing fluid concentration， pH value and temperature had influence on the permeability loss and fracturing fluid retention. The higher the concentration， the greater the impact on the permeability loss rate; the higher the pH value， the smaller the impact on the permeability loss rate; there was a positive correlation between the temperature with the permeability loss rate and fracturing fluid retention. Therefore， the research can provide reference for the proportion of fracturing fluids in oil exploitation， and can also provide reference for reducing the damage of fracturing fluids to reservoirs.

Key words： Low permeability reservoir; Hydroxypropyl guar gum; Damage; Permeability loss rate

隨著我國油氣田資源的大量開發，使得我國低滲透油藏開采成為當前的主流。在低滲透油藏開發中，如何確保低滲透油藏的產量，一直以來是油氣開采的重點。但是在低滲透油藏壓裂施工中，隨著壓裂液的加入，使得高分子稠化劑進入到儲層巖石的內部，進而在儲層孔道中滯留，從而形成堵塞，并給儲層帶來損害，最終影響給低滲透油藏的改造效果。因此，為解決這類問題，人們開始就壓裂液在儲層中滯留問題進行研究。徐兵威（2013）則探討了壓裂液對致密性油藏的損害機理，在研究中深入探討了敏感性損害、液相圈閉等不同因素對儲層的損害問題[1]。結果表明，儲層悟性越差，在儲層中滯留越嚴重，對儲層帶來的損害也就越嚴重;游利軍則從儲層油藏敏感性的角度入手，就壓裂液對頁巖儲層的影響進行了探討[2]。作者認為壓裂液與儲層作用，會在一定程度上降低表面強度，使得裂縫更容易壓縮閉合，同時支撐劑可有效降低頁巖的應力敏感性。因此，合理的壓裂液配比是關鍵;徐林靜（2016）則研究了當前比較主流的胍膠壓裂液長期滯留在儲層對儲層滲透率的影響[3];李春穎（2016）則探討了壓裂液在儲層長期滯留和吸收的機理[4]。上述的研究都為本文奠定了理論與實踐基礎。本文則模擬低下儲層壓裂液滯留環境，以石英充填層作為主要的研究對象，探討羥丙基瓜爾膠壓裂液滯留對儲層的影響。

1? 羥丙基瓜爾膠在儲層中的吸附機理

羥丙基瓜爾膠作為當前常用的一種壓裂液中，其結構式如圖1所示。羥丙基瓜爾膠是一種長鏈結構的高分子聚合物，當注入儲層后，會與巖石表面發生吸附，進而吸附在巖石表面。周含浩（2016）通過研究后認為，在儲層巖層中，石英是主要的組成成分[5]，羥丙基瓜爾膠在進入儲層后，其吸附與溶液的濃度、溫度和pH值等有著很大的關系。同時作者還通過試驗得出，之所以會產生吸附，一個重要的原因是氫鍵。當其中的氫鍵沒有被破壞時，吸附在儲層表面的量大，相反則較小。

由此看出，從反應條件來講，羥丙基瓜爾膠在儲層中吸附的與溫度、pH值等有著很大的關系。而從分子作用力來講，與羥丙基瓜爾膠結構中的氫鍵有著很大的關系。