致密气藏有机硼交联HPG压裂液体系的选择与评价

曾义金 郑晓志 等

文章摘要:低压低渗致密气藏压裂施工时往往存在储层易伤害、难返排的特点，试验应结合压裂工艺对压裂液的要求进行综合考虑，调试出的压裂液体系既要低成本、低伤害、易返排，又有结合气藏特征与施工特点较好的满足施工需要。对于致密气藏的压裂液休系的选择与评价主要开展的工作内容包括：评价和优选适合于压裂目的的层的压裂液及添加剂，进行压裂液耐温耐剪切、静态破胶、滤失性能、残渣含量、滤液表面张力岩心伤害等综合性能的评价，本文以我所对鄂北低压致密气藏压裂液的选择为例，阐述了低渗致密气藏压裂液评价与选择的方法及现场施工技术。
文章主题:有机硼 交联 HPG压裂液体系 致密气藏 储层 静态破胶

文章内容：第4期《致密岩石气藏勘探开发致密气藏有机硼交联压裂液体系～的选择与评价摘要曾义金郑晓志韦代延(中石化勘探开发研究院石油钻井研究所)晶伤害,难返捧的特点.诲皇应结合压理工艺对压裂液的要求进亍综合考虑,调试出的压裂踱体系既要蛀成本,低伤害,易返捧,点较好的满足施工需要.对于致密气藏的压裂液体系的玺择与评竹主要开展曲工怍内喜包括;评价和优选适音于压裂目的层的压裂液厦添加剂.进行压裂液耐温耐剪切,静涮幢,谴先性能,强渣古量,滤液表面张力岩心伤害等综台性能的评螗.奉文以我所对液评价与选择的方法囊现场摘工拄木.主题词致密气藏压强渍为纠,阐述丁低滓致密气糠压裂一.致密气藏压裂液试验的基本思路1.鄂水低压致密气藏特征鄂尔多斯盆地岩塔巴庙,杭锦旗区块盒层为一套以分流河道沉积为主的砂泥岩段,砂岩为细冲粒岩屑砂岩.含砾及中粗粒岩屑质石英砂岩.其中大探井,锦评1井,伊,26等井是新星公司组织实施压裂的几口重要的天然气探井,储层埋深2300-3000,压力系数0.7980.95.温度分布6585",孔隙度&;1%.渗透率&;0.08.胶结物中粘土矿物主要以高岭石,伊利石及伊一蒙挹层矿物为主.粘土矿物总含量平均为5%左右.其中高岭石在气层中含量为3.3%,伊一蒙混层矿物在气层中的含量为0.,占粘土矿物总量的7.5%.储层水被程度属弱水敏.地层水矿化度为4990050000,为2水型.具有低压低渗,孔隙小,连通性不好的特点.2.气藏储层特征对压裂液要求及对策①由于粘土矿物含量低,并且以高岭石为主.不舍单独的蒙脱石,具有弱水敏特征,水基压裂液对储层渗透率的影响属偏弱.可以使用水基压裂液.②三口井属于65—85℃的中温中深井,进行压裂液优选时应着重考虑压裂液耐温性能与破胶性能之间的优化关系.既要具有一定的造缝和携砂的粘度,又能尽早破胶,及时返排,以减少对储层的伤害.因而在考虑裂缝温度场变化的情况下可采用胶囊和勖口破胶《致密岩石气藏勘探开发》2001年剂的工艺.要求近井地带的压裂液粘度应在小时左右降至以下,远井裂缝顶部的压裂液破胶时间可略向后推迟,但压裂液在储层温度下应能流动.考虑各井的施工靓模,压裂液的前置液按90评价.同时,还要求压裂液具有低摩阻性能.降低地面泵压,为此采用延迟交联技术,压裂液延迟交联时间在2左右.③由于压裂目的层为致密砂岩储集体,基本属低渗,低孔隙类型,可以减少压裂兴的滤失损失,不使压裂液残渣颗粒进入地层孔喉深部.因此,压裂液配方不再考虑单独加入降滤失剂,如果小型压裂测试发现压裂液滤失较为严重,可能是天然裂缝引起,需要从工艺上采取措施或加入粉陶(砂)降低液体滤失.④对于气井,一般不加入破乳剂,但考虑气藏产出凝析油,可加入少量的破乳剂.对于低压低渗气藏,滤液的水锁现象是要解决重要问题,因而要尽可能地降低压裂液的表面张力以减少水锁发生,要求使用高效助排剂,使滤失液的表面张力降低至28/以下⑤地层水矿化度为4990050000,为水型.要求压裂液有一定的含盐量以保证合适的矿化度和地层配伍.一般压裂液含有1～2%的,除能使粘土稳定外-也有提高矿化度的作用⑥压裂储层的压力系数约为0.85,属于低压地区,可能不利于压裂液的返排园此,建议采用强制闭合与液氯助排相结合的办法排液,这要求压裂液尽快的破胶,快速放喷排液,减少压裂渡对气层的伤害.⑦压裂液在现场应用简单易行,经济有效.3.裂缝温度场变化温度是影响压裂液综合性能的关键因素,缝内温度场的分布是决定压裂液评价方案的依据.地面温度的压裂液(前置液,携砂液)在泵入井筒和地层裂缝的流动过程中与周围环境发生热交换.随着压裂液在井筒流动过程中温度逐渐提高.井筒周围的地层逐渐冷却.压裂液进入裂缝后,地层沿裂缝壁面不断向缝中的液体传热.使液体逐渐达到地层温度.施工结束后经过一段时间缝内的液体与地层温度场达到平衡.压裂过程中压裂液温度由地面到缝端的温度变化,影响压裂液的流动及流变性能,从而影响裂缝的几何尺寸,支撑剂的铺砂浓度及压裂液的破胶时间.因此,裂缝内温度场的分布与压裂液配方的配比密切相关.裂缝内液体温度是地层和液体的热传导率和比热,静态井底温度,地表温度以及注入液体温度的函数,还与裂缝的几何形状,液体泵入速度,泵入液体总量有关在压裂液施工时,前置液遭遇的是储层的原始温度,而第一阶段的携砂液所遇到的储层温度则要低一些.随着地面液体不断注入,地层运渐被冷却,直至接近地面温度.因而根据压裂规模和施工时间,可计算裂缝内压裂液的温度分布,从而指导压裂渡在各温度下的评价时间?如图所示.第4期《致密岩石气藏勘探开发》93.1)旨詈:÷封三1907060鲁量薯川】丈探井蛆厦插壹化!_2036708090施工时周∞】?061)<>50星4÷善加20静评1井沮度场变化010∞000∞80工时同∞图1不同施工时间裂缝内部温度的变化因此.将按不同温度和不同组分来评价进入裂缝的压裂液的粘度,可采用降低交联浓度和实时追加破胶剂用景来实现不同组分的压裂液.以使压裂液达到优化.二.试验材料和方法1.主要仪器和药品5流变仪(美国科学流变仪公司),50旋转粘度计(美国),克吕士表面张力仪(德国),吴茵混调器.恒温水浴,品氏毛细管粘度计,高温高压滤失仪,采油化学评价装置等.羟丙基胍胶(),山东东营油田化学联营公司,一级品.,青海产.工业品:过硫酸铵().成都产,工业品;..有机硼交联剂.钻研所产.工业品:一1气井高效助排剂,钻研所产.工业品.2.试验方法按标准/5107—1995,利用粘度计,流变仪,高温高压滤失仪,采油化学评价装置,品氏毛细管粘度计等仪器,对65.85"的压裂液配方进行了交联性能,耐温耐剪切,一≮《致崭岩石气藏勘探开发》2001年破胶,静态滤失,残渣和伤害等性能评价.(1)配制方法在盛有一定水量的吴茵混调器中依次加入,杀菌荆,破乳剂和稠化剂.在6000的转速下搅拌10使其充分溶解,再加入调节剂,助排剂,搅拌均匀后加入交联剂和破胶剂混合搅匀,即形成冻胶.(2)耐温耐剪切性能测定利用流变仪和旋转粘度计,在地层温度和1