低浓度胍胶压裂液在泥盆系东河塘组的研究应用

于春虎

（中原工程公司井下特种作业公司，河南濮阳 457164）

低浓度胍胶压裂液在泥盆系东河塘组的研究应用

于春虎

（中原工程公司井下特种作业公司，河南濮阳 457164）

巴麦井区东河塘组储层泥质含量高、储层物性差、克氏渗透率在0.06~0.82md（平均0.34md），孔隙度4.7%~10.6%（平均7.7%），属于特低孔特低渗-超低孔超低渗透储层。为有效控制和降低压裂液对储集层的伤害，提高压裂效果，降低压裂成本，研发了满足特低孔特低渗-超低孔超低渗透储层压裂需要的低伤害、耐高温的低浓度胍胶压裂液体系配方。通过室内实验研究，对低浓度胍胶压裂液体系配方的耐温耐剪切能力、流变性能、静态滤失、破胶性能及残渣含量进行了评价。室内实验评价表明，该体系能够大大降低胍胶的使用浓度，降低压裂液的残渣含量，降低压裂液对储集层的伤害，具有优良的破胶、返排、降滤失性能，是一种低成本、低伤害压裂液。

压裂液；低浓度；羟丙基胍胶；性能评价

1 低浓度羟丙基胍胶压裂液性能

常用的胍胶体系有羟丙基胍胶、羧甲基胍胶以及羧甲基羟丙基胍胶，其中羧甲基胍胶性能不稳定，施工工艺不成熟；而羧甲基羟丙基胍胶成本较高。因此，选择即经济又成熟的羟丙基胍胶为该体系用增稠剂。通过大量实验表明，增稠剂使用浓度0.30%~0.40%即可获得良好的交联和挑挂效果。通过优选交联剂及对基液pH值的调整，依据储层及流体物性特点优选了与低浓度胍胶压裂液体系配伍优良的黏土稳定剂、助排剂、杀菌剂、破乳剂等系列外加剂，最终形成了适合巴麦井区东河塘组低浓度羟丙基胍胶压裂液体系配方。该配方较常规的胍胶压裂液体系胍胶加量降低了30%以上，耐温耐剪切性能好、摩阻低、残渣少，能满足超低孔超低渗储层压裂工艺改造对压裂液的要求。

2 低浓度胍胶压裂液的研究及性能评价

2.1 交联性能

低浓度羟丙基胍胶压裂液体系优选高效交联剂，这种交联剂向胍胶分子引入了一种带电基团，当交联剂与胍胶联结成网状体型结构时，利用带电基团之间的静电斥力使原有胍胶交联后形成的收缩线团变成扩张线团，增大了交联剂与胍胶的网状交联体积，从而降低形成交联网状所需的胍胶用量，未改变压裂液冻胶的交联性能。通过室内配方优化，研制出了低浓度胍胶压裂液体系配方。具体配方组成：0.30%~0.40%羟丙基胍胶+1.00%黏土稳定剂+0.30%助排剂+0.10%杀菌剂+0.05%破乳剂+0.10%~0.30%温度稳定剂+0.10%~0.20%pH值调节剂+0.30%~0.40%交联剂。

2.2 耐温耐剪切性能

压裂液的耐温耐剪切性能直接影响到压裂的成功与否。用低浓度胍胶基液与交联剂以不同交联比交联后分别做100℃、120℃、140℃流变曲线，0.30%胍胶交联冻胶在温度100℃、剪切速率170s-1、剪切时间120min的实验条件下，黏度保持在100mPa·s以上，满足100℃以内油气层压裂改造。

2.3 破胶性能

压裂液破胶液性能的好坏对储层的保护起着重要作用，压裂液破胶越彻底，则压裂液残渣越少，对地层的伤害就越小。由于压裂液的注入使的温度场不断变化，进行了90~120℃的破胶实验。

2.4 压裂液静态滤失性测定

压裂液滤失系数越低，使用效率就越高，砂液比相对提高，对地层的伤害减小。应用0.35%低浓度胍胶压裂液制备冻胶，采用高温高压滤失仪在3.5MPa、100℃条件下进行低浓度胍胶压裂液滤失性能评价。实验测得该压裂液的滤失系数为0.887×10-3m/min1/2，表明该压裂液有较低的滤失系数和好的造缝性能。

3 现场应用

3.1 油藏特征

泥盆系东河塘组砂岩沉积环境以滨岸相沉积为主，主要发育临滨和前滨亚相。东河塘组储层发育受沉积微相和成岩作用控制。BT4CX井单井相及区域沉积相分析认为先巴扎构造圈闭东河塘组总体以前滨亚相为主，滨岸砂坝微相发育，具备发育良好储层的沉积背景。岩心黏土矿物主要由伊/蒙混层和伊利石构成，伊/蒙混层含量占了黏土矿物含量的81%~92%，并且含有少量的蒙脱石。岩性主要为中、细粒石英砂岩，岩屑石英砂岩，储集空间主要为粒间孔、粒间溶孔。BT4CX克氏渗透率在0.06~0.82md（平均0.34md），孔隙度4.7%~10.6%（平均7.7%）；属于特低孔特低渗-超低孔超低渗透储层。地温梯度2.64℃/100m，以此折算地层温度在135℃左右，胶液采用0.40%的低浓度胍胶压裂液。

3.2 施工情况

2016年5月4日10时31分至18时07分对BT4CX井泥盆系东河塘组井段5 153.50~5 750.00m进行压裂改造，注入井筒总液量1 460m3，其中土酸64.5m3、线性胶152m3、携砂液1 243.5m3。加入70~140目支撑剂18m3，30目~50目支撑剂26m3，加砂符合率100%。最高施工泵压89.6MPa，施工最大排量4.8m3/min。

4 压裂液成本

在满足施工条件下，低浓度胍胶压裂液较常规压裂液单方降本27.67%。

5 结束语

1）优选了一种高效交联剂。该交联剂能够使胍胶在较低的使用浓度下形成耐高温、抗剪切、携砂能力强的冻胶，可以满足高温深井的压裂工艺改造。

2）该压裂液固相含量少，破胶彻底，有效的降低了压裂工艺改造对储层的二次伤害，保护了储层。为低渗特低渗储层压裂改造提供了新的思路。

3）与常规压裂液相比，单方成本降幅27.67%，是一种低成本压裂液。

[1] 王亚南，陆丽，刘腊梅.高效低伤害瓜胶压裂液体系在苏里格的应用[J].天然气技术与经济，2014（6）：35-37.

Research and Application of Low Concentration Guaridine Fracturing Fluid in Devonian Donghe Formation

Yu Chun-hu

The reservoirs of Donghetang Formation in Bamaii area have high muddy soil content，poor reservoir property，Keshi permeability between 0.06 and 0.82md（average 0.34md），porosity of 4.7%-10.6%（average 7.7%），Belonging to the ultra-low porosity and ultra-low permeability ultra-low permeability reservoir.In order to effectively control and reduce the damage of the fracturing fluid to the reservoir，improve the fracturing effect and reduce the fracturing cost，the low impact of the fracturing of the ultra low porosity and ultra low porosity ultra-low permeability reservoir is developed，High temperature and low concentration of guanidine fracturing fluid system formula.The results show that the temperature resistance，shear resistance，rheological property，static filtration，breaking performance and residue content of low concentration guanidine fracturing fluid system are evaluated by laboratory experiment.The experimental results show that the system can greatly reduce the concentration of guanidine gel，reduce the residual content of fracturing fluid，reduce the damage of fracturing fluid to the reservoir，and have excellent breaking ability，Is a low cost，low damage fracturing fluid.

fracturing fluid；low concentration；hydroxypropyl guanidine；performance evaluation

TE357.12

A

1003–6490（2017）05–0142–02

2017–04–28

于春虎（1977—），男，工程师，主要从事压裂、酸化液体的研究与现场应用工作。