適用于冬季施工的清潔壓裂液體系評價及應用

徐太平 李栓 費廷凱 張士強

摘 ?????要： 通過利用捷貝通耐溫抗鹽清潔壓裂液體系為基礎配方，根據新疆油田冬季施工要求，經過大量的室內評價開發出一套適用于冬季施工的清潔壓裂液體系，并進行了現場應用。通過室內評價及現場應用結果表明，該體系具有以下優點：基液黏度低，可實現支撐劑在基液中的均勻分布;低溫下正常交聯，低排量下支撐劑不會迅速沉降;防凍性能好，壓裂液在-15 ℃下保持流動狀態;與儲層配伍性好，不會出現壓裂返膠現象;攜砂性能好，常溫攜砂，36 h不沉降;高溫下耐剪切性能好，在100 ℃下剪切60 min尾黏大于100 mPa·s;凍膠呈中性，不會對管道、設備產生腐蝕;破膠液表、界面張力低，有利于破膠液返排;抗二價鐵離子效果好。

關 ?鍵 ?詞：冬季施工;清潔壓裂液;防凍;低溫交聯

中圖分類號：TE357.1+2 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）06-1321-05

Abstract： A set of clean fracturing fluid system suitable for winter operation in Xinjiang was developed through series of laboratory experiments based on Gepettos temperature-resistant and salt-resistant cleaning fracturing fluid system. And it was applied in the oilfield. The results of laboratory evaluation experiments and field application showed that the system has the following advantages： the viscosity of the base liquid is low， and the uniform distribution of the proppant in the base liquid can be achieved; Normal cross-linking reaction can occur at low temperature， the proppant does not settle quickly at low injection rate; The anti-freeze performance is good， and the fracturing fluid keeps flowing at -15 °C; It has good compatibility with the reservoir and will not cause fracturing fluid to re-gel; it has good sand carrying performance， no sand settlement occur in 36 h at normal temperature; The shear resistance is good at high temperature， and the tail viscosity is more than 100 mPa·s after shearing at 100 ℃ for 60 min; The gel is neutral and will not cause pipes and equipment to corrode; The broken-glue liquid has low surface and interfacial tensions and is beneficial to the backflow; The effect of resisting divalent iron ions is good.

Key words： Fracturing treatment in winter; Clean fracturing fluid; Anti-freeze; Low temperature cross-linking

壓裂改造工藝是新疆油田低滲、超低滲油氣藏開發的主要技術手段，其中，水基壓裂液性能優、價格低等優點已被廣泛應用。目前，常規瓜膠壓裂液體系存在破膠殘渣含量高、傷害嚴重等問題，而且如果地層含有硼、鋯等元素就會出現返膠現象，堵塞壓裂裂縫，影響壓裂效果。鑒于此，行業內開展了對低分子聚合物型清潔壓裂液的研究，但是超低溫下的適用性研究并沒有相關報道[1-18]。新疆油田11月底至12月初需繼續進行壓裂作業，而此時室外溫度已達零下十幾度，加之施工地層為烏夏斷裂帶二疊系風城組，與常規瓜膠壓裂液不配伍，需使用低聚物壓裂液。冬季壓裂施工對水基壓裂液有很大的負面影響：

（1）外界溫度低，水基壓裂液存在較大的凍堵風險。

（2）低溫下基液黏度會變高，基液黏度過高會導致支撐劑分布不均、產生結團而引起堵泵的問題。

（3）聚合物在低溫下交聯緩慢，會使支撐劑在低排量下會迅速沉降，極易導致砂堵 [19-21]。在此背景下，進行了適用于冬季施工的清潔壓裂液體系研制。

1 ?體系簡介

捷貝通清潔壓裂液體系是通過開發一種超分子聚合物，采用特殊合成工藝在其分子鏈上引入疏水基和親水基團，同時引入活性基團，使得增稠劑在水中更易溶解、分布更均勻，同時能耐溫抗鹽，并具有表面活性。體系具有以下特點：

歷時4小時8分42秒，風南x井順利完成施工，并順利完成設計加砂量。施工排量4.3～4.5 m3/min，累計注入凍膠壓裂液868.12m3，施工壓力55～70 MPa，最高砂比320 kg/m3。施工過程中壓裂液性能穩定，最高加砂濃度達到了320 kg/m3，并順利完成了設計加砂量;體系與儲層配伍性良好，壓后壓裂液破膠徹底，返排性能良好。

4 ?總 結

根據冬季現場施工情況，研發出了防凍清潔壓裂液體系。該體系經過室內評價及現場應用結果表明，該體系具有以下優點：

（1）基液黏度低，可實現支撐劑在基液中的均勻分布。

（2）低溫下正常交聯，低排量下支撐劑不會迅速沉降。

（3）防凍性能好，是壓裂液在-15 ℃下保持流動狀態。

（4）與儲層配伍性好，不會出現壓裂返膠現象。

（5）攜砂性能好，常溫攜砂，36 h不沉降。

（6）高溫下耐剪切性能好，在100 ℃下剪切60 min尾黏大于100 mPa·s。

（7）凍膠呈中性，不會對管道、設備產生腐蝕。

（8）破膠液表、界面張力低，有利于破膠液返排。

（9）抗二價鐵離子效果好。

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