生物酶压裂技术在南泥湾油田的应用

2012-11-14王亚鹏周国信吴媛媛

石油化工应用 2012年3期

关键词：胶剂南泥湾破胶

李平，王亚鹏，周国信，孙敏，吴媛媛

（延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西延安 716000）

生物酶压裂技术在南泥湾油田的应用

李平，王亚鹏，周国信，孙敏，吴媛媛

（延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西延安 716000）

延长油田南泥湾采油厂所处区块储层物性较差，属于低含油饱和度、低孔隙度、超低渗透率的"三低"储层物性。油井普遍无自然产能,需经压裂改造后才能获得工业油流 ,常规压裂液对油井压裂后，由于压裂液返排不彻底，对储层造成一定的污染、堵塞孔喉，从而造成油田采收率低。本文采用了一种新型的压裂方法-生物酶压裂，此方法弥补了常规压裂液压裂后对储层造成污染的不足，生物酶压裂液有着破胶彻底，低残渣，利用率高、提高采收率的优点。得出的合理产量对气井的配产更具有指导意义。

生物酶压裂；破胶；残渣含量；破胶时间

延长油田南泥湾采油厂从2005年才开始大规模开采，所处区块储层除了属于“三低”物性外，储层基本上没有边水、底水，注水开发很难在短时间见效，压裂成为了油田有效的增产措施。而压裂过程中压裂液破胶彻底返排，是决定压裂成功与否的一个关键环节[1]。本文介绍了能较好解决这些矛盾的生物酶压裂技术。

1 常规压裂效果不好的原因

1.1 储层物性差

南泥湾采油厂属于“三低”油田，渗透率平均值0.5 mD,平均空隙度9%，平均含油饱和度24.9%，油井普遍无自然产能。

1.2 粘土矿物含量高

表1 本厂储层粘土矿物成分表

从表1可以看出：粘土矿物含量为9.84%，而其中能引起酸敏的绿泥石含量最高，此外，能引起水敏的蒙脱石含量也比较高。

1.3 压裂后对近井污染严重

常规压裂破胶时间长，破胶不彻底，不能及时返排压裂后的压裂液，滞留在储层的残渣堵塞孔吼，对储层造成污染。

2 实验部分

2.1 压裂液配制

原胶液的配制：质量分数0.3%瓜尔胶、0.5%氯化钾、0.3%助排剂、0.1%杀菌剂、0.1%引发剂；交联剂的配制：0.025%硼砂；破胶剂的配制：0.05%过硫酸铵（常规）和0.05%生物酶破胶剂，其余为清水。

2.2 实验结果

选择三种生物酶破胶剂，采用《水基压裂液性能评价方法》[2]对生物酶压裂液与常规压裂液压裂参数（破胶时间和残渣含量）进行评价对比，结果（见表2）。（实验条件：温度 40 ℃，pH=7～8,交联比=100:2）。

表2 生物酶压裂液与常规压裂液压裂参数对比表

从表2可以看出：由世恒公司和延长研究院提供的生物酶压裂液压裂后残渣的含量明显少于常规压裂液，尤其是延长研究院提供的生物酶压裂液最佳，破胶时间50 min与压裂液进入地层后半小时左右可破胶相吻合，而且残渣含量为3%～4%。而丰源公司提供的生物酶压裂液效果最差，残渣滞留的比较多，这与其破胶时间较长有关系，没能及时返排出井口。压裂液残渣是植物胶水不溶物，破胶水化程度及压裂液中其他添加剂杂质共同作用的结果[3]。残渣含量越低，破胶时间越及时，对储层伤害越小，由此可见延长研究院提供的压裂液压裂效果最佳。

3 压裂效果影响因素

3.1 破胶机理对比

常规破胶剂（过硫酸铵为主）是以其氧化性发挥作用，易在高温下受热分解，降低效成分，延长破胶时间，影响破胶效果，从而在储层中滞留更多的残渣。而生物酶的破胶原理是在酶的作用下，催化生物酶瓜尔胶分子表面的B（1-4）糖苷键，使其裂解，最终将瓜尔胶分子的聚糖形式裂解为不可还原的单糖或二糖，粘度变稀，使压裂液残渣液从支撑剂充填中，快速返排出来，减少聚合物伤害，以提高采油的效率[4]。

3.2 温度影响

本厂油层浅，油层温度大概35～45℃，此温度范围是酶发挥催化作用适宜温度，过硫酸铵是一种过氧化合物，易溶于水受热分解成氧气、臭氧，氧气是造成油田腐蚀的主要因素，所以在本厂生物酶压裂效果明显优于常规压裂。

图1 阳809-5与阳809-2产量对比

3.3 破胶时间影响

破胶时间也是影响压裂效果的重要因素，破胶时间越长，越不能及时返排压裂液，残渣滞留储层的可能性越大，对储层伤害也越严重。延长研究院提供的压裂液破胶时间短，返排及时，残渣含量少。

3.4 残渣含量影响

残渣含量多少是影响压裂效果最为关键的一步，也是本文研究的重点，它决定了是否对近井产生了污染，影响储层渗透率。从残渣含量可见生物酶压裂效果明显优于常规压裂，其中，延长研究院提供的生物酶压裂液效果最佳。

4 现场试验效果

选择了物性基本一致的（阳809-5与阳809-2、刘251-4与刘251-2）4口井，进行了生物酶压裂（阳809-5和刘251-4）、常规压裂（阳809-2和刘251-2）后的效果评价，试验结果（见图1、图2）。

图2 刘251-4与刘251-2产量对比

试验结果表明：延长研究院提供的生物酶压裂液，压裂后的两口井在150 d内，产量都呈现递减，但递减速度远远小于常规压裂的两口井，且平均日产明显高于常规压裂后的平均日产，累计产油比常规压裂高出38.1 t、121.8 t。150 d内获得收益比常规压裂高出9.88万元、31.67万元（1吨油按2600元计算）。