致密儲層蓄能壓裂用滑溜水研究

張偉

摘 ?要 ?致密儲層孔滲物性條件極差、對注入流體極其敏感，以往注入的滑溜水與儲層巖性礦物、油品存在不配伍的問題，導致壓裂液返排率低、大量液體滯留地層的情況，蓄能壓裂可以在增加地層能量的同時，利用滑溜水與地層流體的“滲吸置換”作用，提高致密油藏的開發效果。

主題詞 ?滑溜水;蓄能壓裂;

1概況

致密油是我國能源接替的重要組成部分，致密儲層開發仍然面臨著較大的技術難題：①初期產能高，持續時間短，產量遞減快，當產量降到一定程度后將穩產相當長的一段時間;②如果采用“井網壓裂+注水”方式開發，體積壓裂造成復雜裂縫網絡相互交錯，裂縫間距較小的部位容易形成水流優勢通道，導致水竄，影響生產。

遼河油田致密儲層孔滲物性條件極差、對注入流體極其敏感，以往注入的滑溜水與儲層巖性礦物、油品存在不配伍的問題，導致壓裂液返排率低、大量液體滯留地層的情況，到目前為止，造成此種現象的具體原因仍認識不清。

“縫網壓裂+油水置換”是致密儲層有效開發方式，儲層致密及物性差異為流體置換提供了條件，壓裂液不僅是攜砂造縫的載體，更是驅油置換的工具。蓄能壓裂時向地層注入大量滑溜水，增加地層能量同時，利用滑溜水與地層流體的“滲吸置換”作用，提高致密油藏的開發效果。

2 致密儲層返排率低的原因分析

（1）極高的毛細管力束縛加上較低的返排壓力梯度形成較大的低返排區域。

（2）儲層層理縫等大孔喉流體吸入量明顯。

加強致密儲層蓄能壓裂用滑溜水研究，提高壓裂改造效果。

3 添加劑性能評價

（1）增粘劑是滑溜水壓裂液中最基本的添加劑之一，主要目的是提高水溶液粘度，其性能主要以其增粘能力、水不溶物含量、含水率等來表征。依據SY/T 5764-2007《壓裂用植物膠通用技術要求》對目標區塊壓裂用樣品進行了性能檢測。

（2）助排劑是滑溜水壓裂液中重要的添加劑，具有降低表面張力，降低流體毛管阻力、降低油水界面張力，提高殘液返排效率的作用。采用表界面張力測量儀，評價30℃條件下，采用蒸餾水配制不同濃度的助排劑水溶液，結果顯示助排劑溶液具有較好的降低表面張力及界面張力的能力，但是減低幅度較小。

（3）氯化鉀為壓裂液常用的無機型粘土穩定劑，目的是為了保持一定的陽離子交換能力使粘土穩定。按照SY/T 5971-2016《油氣田壓裂酸化及注水用粘土穩定劑性能評價方法》規定，選用膨潤土，采用粘土體積膨脹離心法，采用蒸餾水配制不同濃度的氯化鉀溶液，評價不同濃度的氯化鉀對膨潤土的防膨脹性能，隨著氯化鉀溶液濃度的增加，防膨效率不斷提高，當濃度為1%時，防膨率可以達到80%以上。

4 表面活性劑優選

優選2種滲吸驅油劑CBA、OBA開展表/界面張力評價、開展礦化度影響分析及潤濕性評價。

（1）表/界面張力評價：優選的表面活性劑復配形成的滲吸驅油劑OBA、CBA均有良好的降低表面張力和界面張力的能力，CBA降低表面張力的能力略優于OBA，兩者性能基本相當; CBA降低油水界面張力的能力略優于OBA，但是在低濃度條件下，OBA降低界面張力的能力更優。

（2）礦化度影響：制備不同礦化度的水溶液，分別配制0.25%的滲吸驅油劑溶液，在30℃條件下評價其標表界面張力，由實驗結果可知，礦化度對溶液表面張力影響較小，隨著配液水礦化度的增加，表面張力略有增加，但是增加幅度很小。但礦化度溶液對界面張力的影響較大，其中OBA界面張力隨礦化度的增加而降低， CBA界面張力隨礦化度的增加而增加。由評價結果發現，開發的滲吸驅油劑OBA耐鹽能力略優于CBA。

（3）潤濕性評價：針對開發的2種滲吸驅油劑體系，測定了不同類型及濃度的表面活性劑水溶液在對巖心切片表面的接觸角，評價了其對巖石潤濕性的影響。

5 滑溜水體系研制

（1）增粘性能：濃度為0.1%-0.2%的增粘劑具有一定的增粘效果，粘度及pH指標符合標準規定;清水配制的滑溜水壓裂液增粘效率高于污水，且增粘劑在污水中溶脹速率慢，在室溫下放置4小時后，未溶解的增粘劑在底部沉積，分析原因主要在于，污水中具有相對較高的礦化度，另向其中加入1%氯化鉀，導致礦化度更高，且污水中HCO3-濃度達到2000mg/L，致使污水pH值接近8，因此導致了污水中增粘劑增粘及溶脹速率慢。

（2）配伍性能：清水配制的滑溜水壓裂液在室溫及50℃、70℃下滑溜水壓裂液保持穩定，污水配制的滑溜水壓裂液在室溫及50℃、70℃下靜置4h后，出現沉淀現象，沉淀物為未完全溶脹的增粘劑。

（3）表/界面張力性能：加入助排劑可以有效降低滑溜水壓裂液表界面張力。助排劑優化前，添加0.25%助排劑，清水及污水配制的滑溜水壓裂液其表界面張力指標相對較高，具有較好的增粘、防膨、降低表面張力及界面張力及一定的降阻效果，能夠滿足常規體積壓裂技術需求，并未考慮蓄能壓裂對滑溜水滲吸驅油、表界面張力、改變潤濕性等綜合性能。助排劑優化后，添加相同濃度0.25%滲吸驅油劑OBA，清水及污水配制的滑溜水壓裂液其表界面張力指標明顯降低，同樣也滿足行業標準要求。

（4）流變性能：滑溜水壓裂液在50℃、70℃條件下，170s-1連續剪切60min，仍具有一定粘度。清水配制的滑溜水壓裂液在初始剪切條件下粘度約為8-10mPa·s，與污水配制的滑溜水壓裂液相比具有更高的粘度;在50℃下清水配制的滑溜水壓裂液粘度相對穩定。

（5）摩阻性能：滲吸驅油型瓜膠滑溜水壓裂液降阻效果與常規瓜膠滑溜水壓裂液相當，但是降阻效果明顯高于配液污水配制的瓜膠滑溜水。

（6）支撐劑沉降性能：與清水相比，支撐劑在污水配制的滑溜水壓裂液中的沉降速率快，主要原因在于污水配制的滑溜水壓裂液粘度低;支撐劑粒徑越小，在滑溜水壓裂液中的靜態沉降速率越慢;與石英砂相比，陶粒在滑溜水壓裂液中的沉降速率高，主要原因在于陶粒密度較大。總結分析實驗結果，支撐劑在滑溜水中的靜態沉降速率較快。

（7）破膠性能：由滲吸驅油調研可知，滲吸液的粘度嚴重影響滲吸驅油效率，滲吸液體粘度越大，毛管粘滯阻力越大，原油滲吸采收率越低。按照配方0.15%增稠劑+1.0%氯化鉀+0.25%滲吸驅油劑OBA，配制滑溜水壓裂液，向其中加入0.04%APS，在70℃條件下靜置2h，滑溜水壓裂液體系粘度明顯降低。滲吸液的粘度降低，有利于提高滲吸驅油效率。

6 結論與認識

（1）分析了致密儲層返排率低的原因。

（2）開展了添加劑性能評價、表面活性劑優選，評價了增粘性能、配伍性能、表/界面張力性能、流變性能、摩阻性能、支撐劑沉降性能、破膠性能，研制出一套致密儲層用滑溜水體系。

參考文獻：

（1）吉德利J L.水力壓裂技術新發展[M].北京：石油工業出版社，1995。

（2）Economides M J.油藏增產措施[M].北京：石油工業出版社，1995。

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