王莉

[摘 要]南泥湾采油厂长6油层组属于特低渗储层，油井自然产能低，需经压裂改造才能获得工业油流。南泥湾油田油井产液量大，含水率高，给南泥湾采油厂带来很大生产压力和环保压力。高矿化度的油层水不但能与地层水配伍性好，而且能抑制粘土膨胀。本课题将通过对油田水配置清洁压裂液室内及压裂现场施工工艺的研究。

[关键词]清洁，压裂液，表面张力

中图分类号：TE357.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0345-02

引言

南泥湾采油厂主力开发层系为上二叠统延长组长6油层组[1]。该油层属于特低渗储层，油井自然产能低，需经压裂改造才能获得工业油流[2]。南泥湾采油厂所处地理位置水源较少，水质差，泥沙含量超标，达不到压裂配液要求水质，地层水资源也缺乏，严重影响了井压裂产油效果和生产任务[3-5]。另一方面，南泥湾油田油井产液量大，含水率高，给南泥湾采油厂带来很大生产压力和环保压力[6]。高矿化度的油层水不但能与地层水配伍性好，而且能抑制粘土膨胀。经过物理和化学方法处理过的油层水达到了压裂液配制对水质的要求，与地层水相当，易成胶，易破胶，还可以降低油水界面张力，提高油井产量[7-8]。本课题将通过对油田水水质、油田与地层水配伍性、清洁压裂液、清洁压裂液室内性能、压裂层资料、压后工作、压裂液配方及现场试验的分析研究。获得的水配制压裂液工艺简单，与油层配伍性好，减少了油层的伤害，符合现场施工要求，施工中压力平稳，即良好的增产效果。

一、油田水配置清洁压裂液室内研究

1.1 油田水水质分析

依据《油田水分析方法》（SY/T5523-2006）对上述水样离子的测定，水样的离子分析结果（见表1）。

1.2 与地层水配伍性研究

配伍性决定着压裂体系的效果，使用之前必须进行配伍性实验，室内用油田产出水在一定比例之后配制成油田水清洁压裂液。

（1）试验方法

与地层水配伍性观察：破胶液与地层水按1：2.1：1，2：1的体积比混合，在不同温度下观察是否产生沉淀，放置时间均为4h（见表2）。

通过对油田水水质分析及配伍性研究，油田水完全能够满足配液要求，同时油田水中所含的原油对于压裂施工后加速破胶、提高返排率起着很大的作用。

1.3 清洁压裂液的研究

压裂作业是延长油田增产的主要措施，压裂液的优劣直接影响压裂作业的成功率和压后油井的产量。随着常规压裂液体系成本的逐渐增加，且其对储层渗透率的伤害性一直无法得以改进。VES清洁压裂液，由增稠用表面活性剂、交联助剂组成。VES清洁压裂液体系中不含高分子聚合物，其增稠性能是由特殊的表面活性剂分子和助剂来实现的，表面活性剂分子具有一定的自聚化倾向，以尽可能将其非极性部分与水隔离开来。形成的这种胶束结构通常为小球状或长棒状。这种胶束的网络结构具有一定的抗扭曲能力，从而赋予液体较高的粘度而作为压裂液使用。当有机物质溶解到这种胶束结构核心时，最终会导致胶束结构的破坏，将原来的网络结构转变为球状结构而降低其粘度。利用这一点，生产井的产出液（如油、气）就会大大降低这种VES液体粘度，而不必添加破胶剂；此外，VES压裂液在地层盐水的稀释作用下也会自行破胶化水。降粘后的体系为表面活性剂的小分子溶液，粘度与水大致相同，易于返排而不会造成固相残留。

1.4 清洁压裂液室内性能评价

（1）压裂液的耐温性能测定

配制清洁压裂液，配方为1.2%稠化剂+0.3%交联剂，测定该清洁压裂液在170 s-1、剪切60 min 时粘度随温度的变化（见图1）。

压裂液的表观粘度随着温度升高粘度先升高后降低，在20℃时，粘度高达39 mPa﹒s。在10～80℃范围内，压裂液表观粘度均≥20mPa·s，满足《压裂液通用技术条件》中对于表面活性剂类压裂液耐温耐剪切性能的要求，可满足携砂及其它要求。根据实验结果判定其可以适用10～80℃度地层，特别适用中低温的油气井压裂。

（2）压裂液稳定性试验

根据配方配制500ml压裂液静置0min、30min、4h、16h后，于室温、170 s-1的速率下测定其表观粘度，观察稳定性，结果如表1所示。由表1可知，该清洁压裂液稳定性好，放置16h粘度变化不大，可避免浪费（见表3）。

（3）压裂液的悬砂性能测定

压裂液的悬砂性能是指压裂液对支撑剂的悬浮能力，提高压裂液的携砂性能是提高压裂施工的砂比、避免施工过程中出现砂堵的重要措施（见表4）。

可以看出，随着砂比的提高，瓜膠压裂液的悬砂时间稍有降低，而清洁压裂液的悬砂时间逐渐增大，悬砂时间远大于瓜胶压裂液。

（4）压裂液的破胶性能

从图2可以看出，该体系与原油接触容易破胶，最多320min即可破胶，且原油浓度越大，破胶越快且彻底。采用油田水配制清洁压裂液，由于油田水中含有一定量的原油及其他有机组分，压裂液体系破胶更彻底。

二、压裂现场施工工艺研究

2.1 压裂层资料

压裂施工目的是压裂改造油层，获得经济产量。压裂方式及要求1、压裂方式：双封；2、施工排量：1.2—2.5m3/min；3、施工限压：45MPa3。

2.2 压裂液配方

（1）交联液：1.0% HK-5A（稠化剂）+0.25%HK-5B（交联剂）

（2）活性水：0.5% KCl +0.3%助排剂（HS-4）

（3）顶替液：活性水，尾追25kg破胶剂HK-518混砂车加入。

2.3 压后工作压裂液配方现场试验

压裂结束后憋压24小时，生产调度室安排安装。

2.4 现场试验

在2015年，采用油田水配制的清洁压裂液对南泥湾50口井进行了压裂作业。油田采出水配制使用浓度：稠化剂HK-5A 0.8-1.3%；辅助增稠剂0.2%-0.3%。避免与强氧化还原性物质接触。现用现配，宜当天用完，剩余配液需密闭存放，一般不得超过1天。施工时间关井时间：2小时-6小时。图为其中一井次的施工效果图。

由压裂施工曲线图，使用油田水配制压裂液工艺简单，符合现场施工要求，施工中压力平稳，取得了良好的增产效果。该体系与油层配伍性好，减少了油层的伤害，使用油田水配制压裂液工艺简单，施工中压力平稳，取得了良好的增产效果。现场返排效果良好。该技术现场试验50口井，工艺成功率100%，有效成功率100%。

四、结论

本课题通过对对油田水配置清洁压裂液室内及压裂现场施工工艺的探索研究。结果表明：通过对油田水水质分析及配伍性研究，油田水完全能够满足配液要求，同时油田水中所含的原油对于压裂施工后加速破胶、提高返排率起着很大的作用，生产井的产出液（如油、气）就会大大降低这种VES液体粘度，而不必添加破胶剂；使用油田水配制压裂液工艺简单，符合现场施工要求，施工中压力平稳，取得了良好的增产效果。该体系与油层配伍性好，减少了油层的伤害，使用油田水配制压裂液工艺简单，施工中压力平稳，取得了良好的增产效果。现场返排效果良好。该技术现场试验50口井，工艺成功率100%，有效成功率100%。

参考文献

[1] 李新.一种新的剩余油研究方法在南泥湾油田新窑区的应用[J].化工管理，2014（33）：82.

[2] 陈涛，陈亮，王英.低渗透油田注水系统问题探讨[J].石油化工腐蚀与防护，2011，28（3）：19-21.

[3] 崔会杰，李建平，王中立.清洁压裂液室内研究[J].钻井液与完井液，2005，22（3）：49-51.