适用于冬季施工的清洁压裂液体系评价及应用

徐太平 李栓 费廷凯 张士强

摘      要： 通过利用捷贝通耐温抗盐清洁压裂液体系为基础配方，根据新疆油田冬季施工要求，经过大量的室内评价开发出一套适用于冬季施工的清洁压裂液体系，并进行了现场应用。通过室内评价及现场应用结果表明，该体系具有以下优点：基液黏度低，可实现支撑剂在基液中的均匀分布;低温下正常交联，低排量下支撑剂不会迅速沉降;防冻性能好，压裂液在-15 ℃下保持流动状态;与储层配伍性好，不会出现压裂返胶现象;携砂性能好，常温携砂，36 h不沉降;高温下耐剪切性能好，在100 ℃下剪切60 min尾黏大于100 mPa·s;冻胶呈中性，不会对管道、设备产生腐蚀;破胶液表、界面张力低，有利于破胶液返排;抗二价铁离子效果好。

关  键  词：冬季施工;清洁压裂液;防冻;低温交联

中图分类号：TE357.1+2       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）06-1321-05

Abstract： A set of clean fracturing fluid system suitable for winter operation in Xinjiang was developed through series of laboratory experiments based on Gepettos temperature-resistant and salt-resistant cleaning fracturing fluid system. And it was applied in the oilfield. The results of laboratory evaluation experiments and field application showed that the system has the following advantages： the viscosity of the base liquid is low， and the uniform distribution of the proppant in the base liquid can be achieved; Normal cross-linking reaction can occur at low temperature， the proppant does not settle quickly at low injection rate; The anti-freeze performance is good， and the fracturing fluid keeps flowing at -15 °C; It has good compatibility with the reservoir and will not cause fracturing fluid to re-gel; it has good sand carrying performance， no sand settlement occur in 36 h at normal temperature; The shear resistance is good at high temperature， and the tail viscosity is more than 100 mPa·s after shearing at 100 ℃ for 60 min; The gel is neutral and will not cause pipes and equipment to corrode; The broken-glue liquid has low surface and interfacial tensions and is beneficial to the backflow; The effect of resisting divalent iron ions is good.

Key words： Fracturing treatment in winter; Clean fracturing fluid; Anti-freeze; Low temperature cross-linking

壓裂改造工艺是新疆油田低渗、超低渗油气藏开发的主要技术手段，其中，水基压裂液性能优、价格低等优点已被广泛应用。目前，常规瓜胶压裂液体系存在破胶残渣含量高、伤害严重等问题，而且如果地层含有硼、锆等元素就会出现返胶现象，堵塞压裂裂缝，影响压裂效果。鉴于此，行业内开展了对低分子聚合物型清洁压裂液的研究，但是超低温下的适用性研究并没有相关报道[1-18]。新疆油田11月底至12月初需继续进行压裂作业，而此时室外温度已达零下十几度，加之施工地层为乌夏断裂带二叠系风城组，与常规瓜胶压裂液不配伍，需使用低聚物压裂液。冬季压裂施工对水基压裂液有很大的负面影响：

（1）外界温度低，水基压裂液存在较大的冻堵风险。

（2）低温下基液黏度会变高，基液黏度过高会导致支撑剂分布不均、产生结团而引起堵泵的问题。

（3）聚合物在低温下交联缓慢，会使支撑剂在低排量下会迅速沉降，极易导致砂堵 [19-21]。在此背景下，进行了适用于冬季施工的清洁压裂液体系研制。

1  体系简介

捷贝通清洁压裂液体系是通过开发一种超分子聚合物，采用特殊合成工艺在其分子链上引入疏水基和亲水基团，同时引入活性基团，使得增稠剂在水中更易溶解、分布更均匀，同时能耐温抗盐，并具有表面活性。体系具有以下特点：

历时4小时8分42秒，风南x井顺利完成施工，并顺利完成设计加砂量。施工排量4.3～4.5 m3/min，累计注入冻胶压裂液868.12m3，施工压力55～70 MPa，最高砂比320 kg/m3。施工过程中压裂液性能稳定，最高加砂浓度达到了320 kg/m3，并顺利完成了设计加砂量;体系与储层配伍性良好，压后压裂液破胶彻底，返排性能良好。

4  总 结

根据冬季现场施工情况，研发出了防冻清洁压裂液体系。该体系经过室内评价及现场应用结果表明，该体系具有以下优点：

（1）基液黏度低，可实现支撑剂在基液中的均匀分布。

（2）低温下正常交联，低排量下支撑剂不会迅速沉降。

（3）防冻性能好，是压裂液在-15 ℃下保持流动状态。

（4）与储层配伍性好，不会出现压裂返胶现象。

（5）携砂性能好，常温携砂，36 h不沉降。

（6）高温下耐剪切性能好，在100 ℃下剪切60 min尾黏大于100 mPa·s。

（7）冻胶呈中性，不会对管道、设备产生腐蚀。

（8）破胶液表、界面张力低，有利于破胶液返排。

（9）抗二价铁离子效果好。

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