压裂液降滤失性能的研究

2014-11-28孙长浩SUNChanghao刘海勇LIUHaiyong

价值工程 2014年24期

孙长浩SUN Chang-hao；刘海勇LIU Hai-yong

（①东北石油大学，大庆 163318；②中海油服油田生产事业部，天津 300452）

（①Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China；②COSL Oil Field Production Division，Tianjin 300452，China）

0 引言

水力压裂过程中，压裂车通过高压手段把压裂液挤入底层。然后压裂液的液相在强大压差的作用下会滤失在地层当中，长此以往下去压裂液会大量的滤失，并且造成稠化剂的浓度升高，破胶机的浓度降低。另外，如果在液相滤失形成滤饼的过程中滤饼过厚的话，也会造成上述现象。而要想有效的解决这种现象，必须在压裂液体系中加入降滤失剂。通过室内研究，优选羧甲基羟丙基瓜胶和锆硼复合交联剂，合成粘土稳定剂PDA，改性油溶性降滤失剂，组成防膨降滤失压裂液的基本体系。下面对该压裂液的降滤失性能进行研究。

1 压裂液滤失性的影响因素

压裂液液相滤失量的高低和是否在压裂液体系中加入降滤失剂有着直接的关系。如果加入降滤失剂可以有效的降低液相的滤失量，如此不仅可以使压裂液的利用价值最大化，用最小的量发挥最大的价值，还能够使稠化剂的浓度得到合理控制，有效的降低成本，同时还能够增强破胶、返排效果，降低残渣含量，有效的保护油气层不受伤害。并且在压裂液体系中加入降滤失剂，还能够使裂缝的导流能力得到增强，有效改善压裂措施效果。

动滤失、瞬时滤失和静滤失是压裂液滤失的三种主要类型。通常我们说的加入降滤失剂降低压裂液的滤失量就是通过降低压裂液的瞬时滤失和滤失系统实现的。其中影响瞬时滤失的主要因素是压裂液的基液粘度、地层温度等，而滤失量的关键因素就是滤失系统，需重点研究。

2 油溶性降滤失剂的制备与评价

2.1 实验试剂及仪器

表1 实验仪器设备

表2 主要实验试剂

2.2 油溶性树脂的改性

通过选用磺化沥青对油溶性树脂进行改性，提高整体性能。

首先高温熔融磺化沥青和油溶性树脂，要求其具有不同的软化点，然后进行多组室内平行实验，通过优化两者之间的配比，研制出一种新型抗温性油溶性树脂降滤失剂。

2.3 降滤失剂油溶性评价

为了实验降滤失剂是否溶于原油，是否影响油井的产量，是否影响渗透率的恢复，我们为此进行了以下实验。

首先应该准备100ml 脱脂煤油，并加入2.0g 油溶性降滤失剂。

然后准备4 组实验样品，使之充分的溶解，并分别把其放入不同的恒温箱内24 小时，要求这些恒温箱处于60℃、80℃、100℃、120℃不同的条件。

最后按照规范步骤称取油不容物的含量，并且计算油溶率，评价油溶性。实验结果见表3。

表3 温度对降滤失剂油溶性的影响

分析上述实验结果不难发现，温度对降滤失剂的油溶性有着一定的影响，降滤失剂的油溶率会随着温度的升高而不断的加大，降低油不溶物残渣的含量。这说明了在脱脂煤油中新型的降滤失剂的溶解度是很高的，固体质量会很快减少。

所以，该降滤失剂能够溶于原油，不会影响油井的产量，也不会对地层造成伤害。

2.4 降滤失剂软化点的测定

评价降滤失剂的耐温性能可以通过降滤失剂软化点的测定来实现。在实际的施工中，要想使油溶性降滤失剂真正的发挥作用，必须使其略高于地层温度。实验时，首先把适量的油溶性滤失剂颗粒加入到200ml 丙三醇溶液中，然后把其放到电炉上进行缓慢加热，最后观察并记录随着温度的升高降滤失剂的变化情况。实验结果见表4。

表4 油溶性降滤失剂软化点的测定

分析上述实验结果可以发现，油溶性降滤失剂是在温度升到110℃时开始软化、变稀的，所以该降滤失剂的软化点是110℃，此时抗温性能最好。

2.5 降滤失剂的分散性能评价

由于油溶性降滤失剂具有溶解性，很容易与压裂液出现分层，如此不仅影响降滤失效果，也影响压裂施工效果。但是如果在压裂液中加入适当的分散剂就能很好解决掉这个问题。为了评价降滤失剂的分散性能进行了以下实验，配置两组稠化剂为天然瓜胶的降滤失压裂液，一组加入适当的分散剂，并使之充分溶解，另一组不做处理，然后观察并记录两组溶液的分层情况。实验结果如表5 所示。

表5 分散剂对油溶性降滤失剂在压裂液中分散稳定性的影响

分析上述实验结果可以知道，分散剂对提高油溶性降滤失剂在压裂液中的稳定性有着重要的影响，能够有效的提高其整体性能。

2.6 降滤失剂滤失暂堵模拟实验

通过降滤失剂滤失暂堵模拟实验可以评价油溶性降滤失剂的滤失暂堵性能。选取4 组天然岩心，使用岩心流动压力仪，在室温条件下进行实验。采取反向煤油驱替，测定相对渗透率Ko1；正向2%KCl 溶液水驱，测得相对渗透率Kw1。将天然岩心浸泡在5%油溶性降滤失剂中，置于恒温箱内在60℃下进行养护。数小时后取出岩心，正向2%KCl 溶液水驱，测得相对渗透率Kw2；反向煤油驱替，测定相对渗透率Ko2。根据Kw1、Kw2，计算降滤失剂滤失暂堵率ηw；评价油溶性降滤失剂的滤失暂堵性能。根据Ko1、Ko2，计算岩心渗透率恢复值ηo，评价降滤失剂的解堵性能。如表6 所示。