针对目前常规压裂施工存在的根本问题,我公司研制了新一代无残渣低摩阻低伤害压裂液。新一代压裂液是根据结构流体流变学相关理论及超分子化学与超分子结构溶液理论与实践,经过多年科研攻关所取得的重要成果。
图1 利用原子力显微镜(AFM)观测的新一代压裂液(580mg/l)中超分子聚集体形成状态
该压裂液无需化学交联,具有无残渣、抗高温、低伤害、低摩阻、抗剪切、成本低、不受细菌侵蚀等优点,室内试验已达到170℃使用要求。经过中原、大庆、东北局、青海、吐哈、胜利油田及山西沁水盆地煤层气等近200余井次的实验性施工表明,该压裂液增产效果良好、配制简单、方便。与常规压裂液相比,施工摩阻极低,有利于减少设备的负荷。携砂性能良好,对地层的伤害低,最高施工温度达到153℃,在地质状况很差的油气层应用也取得了良好的增产效果。该新一代压裂液的成功应用,对低渗透油气藏的压裂改造具有重大意义。
1.某油田A井(地层温度: 83.5℃)
2005年2月2日曾采用胍胶压裂液,井段2512.9-2535.5m,8.1m/3n,加陶粒17m3,破压44.7MPa,排量3.85m3/min。压后日产液4.2m3,日产油1.1t,日产气432m3。
2006年9月采用新一代无残渣低摩阻低伤害压裂液压裂同一层段井段:2513.3-2535m,厚度8.1m,层数3层;测井解释砂体厚度小,解释为2级水淹层。施工共泵入地层压裂液121.6方,平均砂比20.7%,施工获得圆满成功。现场施工表明,其摩阻仅相当于清水摩阻的49.6%。压后4小时后开始排液,取样分析,破胶液粘度3.5mPa•S,pH值为7.0,外观为无色透明状,破胶效果良好。初期日产液15m3,日产油12.7t,日产气2280 m3。一直稳产6~12.3t/d之间,平均日产油8.3t/d,含水10-20%。常规压裂每方砂增油0.06t/d,清洁压裂液每方砂增油0.83t/d (14倍)。
该井位于某油田卫81块,原生产层位为沙四4-5,由于产能低,本次补孔沙四3砂组进行压裂改造,井段2719.8-2741.3米,14.9米/5层。最大井斜17.9度,地层温度100℃。于2007年4月15日施工,N80-φ89mm外加厚油管注入,泵注前置液75m3,携砂液70m3,总液量157.7m3,加0.09-0.224mm陶粒1.2m3,0.45-0.9mm陶粒15m3,平均砂比21.4%。
泵注预前置液(活性水)时泵压66.5MPa、排量3.8 m3/min、套压17.5MPa。泵注前置液(新一代无残渣低摩阻低伤害压裂液)后,泵压开始下降,一直到28.3MPa、排量3.8 m3/min、套压17.5MPa,降阻率高达78%。
施工表明该新一代压裂液体系:
◆配制简单,防腐性能良好;
◆抗温性能良好;
◆施工摩阻低,降摩阻性能良好;
◆对地层伤害小,增产效果良好。