趙 怡

高家溝壓裂作業(yè)破膠劑的評價(jià)與優(yōu)化

趙 怡

（延安職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 延安 716000）

根據(jù)高家溝區(qū)塊油藏特點(diǎn)以及目前壓裂作業(yè)中遇到的破膠問題，本文以常用的化學(xué)破膠劑過硫酸銨為參比，對供應(yīng)商提供的三種生物酶破膠劑從破膠時(shí)間、表面張力、殘?jiān)亢蛶r心滲透率傷害率這四個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。在這四個(gè)評價(jià)指標(biāo)中，由于巖心滲透率傷害率對壓裂效果的影響最為顯著，所以給予著重考慮，同時(shí)結(jié)合其他三個(gè)評價(jià)指標(biāo)，最終選擇生物酶-2作為高家溝壓裂液的破膠劑。

壓裂液；生物酶；破膠劑

青平川采油廠高家溝區(qū)塊屬于埋藏淺、壓力低、物性差的低滲透巖性油藏，其主力產(chǎn)油層是延長組的長2油層。長期以來，高家溝區(qū)塊主要依靠水力壓裂進(jìn)行采油，在實(shí)施壓裂作業(yè)時(shí)，壓裂液的流變性能、抗剪切性能、懸砂性能均能較好的滿足現(xiàn)場施工要求，但是高家溝區(qū)塊由于井淺、地層溫度低的原因，目前使用頻率較高的化學(xué)破膠劑過硫酸銨存在破膠程度不徹底的問題，同時(shí)過硫酸銨也會造成化學(xué)污染對壓裂施工效果產(chǎn)生不利影響。為了提高高家溝壓裂作業(yè)的施工效果，本文以常用的化學(xué)破膠劑過硫酸銨作為參比，對三種生物酶破膠劑進(jìn)行評價(jià)，優(yōu)選出適合高家溝水基壓裂作業(yè)的破膠劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品及儀器

藥品：瓜膠、四硼酸鈉、過硫酸銨、生物酶-1、生物酶-2、生物酶-3;

儀器：水浴鍋、表面張力儀、離心機(jī)、高溫高壓失水儀、巖心驅(qū)替裝置、烏氏粘度計(jì)。

1.2 破膠時(shí)間的評價(jià)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法

分別將三種生物酶破膠劑加入裝有壓裂液的燒杯中，生物酶濃度為10 mg/L，將燒杯用保鮮膜包住，水浴鍋溫度調(diào)節(jié)為高家溝壓裂作業(yè)的施工溫度25 ℃，前2 h每隔30 min用干凈的玻璃棒輕輕的挑掛體系，兩小時(shí)后每隔10 min輕輕挑掛體系，一旦發(fā)現(xiàn)體系不可挑掛，立刻測試該體系黏度，直到體系黏度變到不大于5 mPa·s，立即記錄達(dá)到該狀態(tài)所需要的時(shí)間。這段時(shí)間則被認(rèn)為是該破膠劑所需要的破膠時(shí)間。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為滿足壓裂施工的效果，結(jié)合高家溝壓裂施工現(xiàn)場環(huán)境要求，表1中的4種破膠劑均可以滿足施工要求。生物酶破膠劑的停留時(shí)間相對較短，可以減輕壓裂液滯留對地層的傷害。它們的排序是：生物酶-3>生物酶-2>生物酶-1>過硫酸銨(“>”在這里是優(yōu)于的意思，下同)。

表1 破膠時(shí)間

1.3 表面張力的評價(jià)

1.3.1 實(shí)驗(yàn)方法

首先預(yù)熱表面張力儀，然后向50 mL燒杯中加入20~25 mL破膠液，將燒杯放在表面張力儀的托盤中間位置，調(diào)零，待鉑金片深入破膠液中穩(wěn)定后讀數(shù)。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6376-2008《壓裂液通用技術(shù)條件》中對表面張力大小的的要求是不大于28 mN·m-1。表2中四種破膠劑均可以滿足壓裂液對表面張力的要求，當(dāng)然這四種破膠劑均滿足表面張力的要求也和壓裂液配方中添加的表面活性劑密不可分。其中生物酶-1=生物酶-2>生物酶-3>過硫酸銨。

表2 表面張力

1.4 殘?jiān)康脑u價(jià)

1.4.1 實(shí)驗(yàn)方法

將完全破膠后的殘液多次均勻的注入離心管，將離心機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為3 600 r·min-1，離心時(shí)間為30 min。離心完成后，取出離心管，將上層清液倒掉，把管底的殘?jiān)〕觯胖糜?0 ℃烘箱中30 h，離心管從烘箱取出后先放入干燥器中冷卻至室溫，然后稱量并記錄，結(jié)果見表3。

表3 殘?jiān)?/p>

1.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

《壓裂液通用技術(shù)條件》中對殘?jiān)康囊?guī)定是不超過600 mg·L-1的指標(biāo)要求，這四種破膠劑中生物酶-1、生物酶-2、生物酶-3均可以滿足《壓裂液通用技術(shù)條件》的要求，它們的排序是：生物酶-2>生物酶-3>生物酶-1>過硫酸銨。

1.5 巖心傷害率

1.5.1 實(shí)驗(yàn)方法

取高家溝地層巖心，先將巖心用標(biāo)準(zhǔn)鹽水飽和，然后把飽和的巖心裝入巖心流動實(shí)驗(yàn)儀中準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)。首先向巖心中正向擠入經(jīng)過處理的精制煤油，測巖心的初始滲透率，然后反向擠入壓裂液濾失液，并使其在巖心中停留一定時(shí)間，再正向擠精制煤油，測其經(jīng)過壓裂濾失液傷害以后的巖心滲透率，然后計(jì)算得到巖心滲透率傷害率結(jié)果見表4。

表4 巖心滲透率傷害率

1.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

《壓裂液通用技術(shù)條件》對巖心滲透率傷害率的要求《壓裂液通用技術(shù)條件》是不大于30%，從表4中的可見生物酶-1和生物酶-2這兩種破膠劑滿足要求。它們的排序是：生物酶-2>生物酶-1 >生物酶-3>過硫酸銨。

2 結(jié)果與討論

通過對這三種生物酶的評價(jià)，破膠時(shí)間是生物酶-2>生物酶-1>生物酶-3>過硫酸銨，表面張力是生物酶-1=生物酶-2>生物酶-3>過硫酸銨，殘?jiān)渴巧锩?2>生物酶-3>生物酶-1>過硫酸銨，巖心傷害率生物酶-2>生物酶-1>過硫酸銨>生物酶-3>過硫酸銨。在這評價(jià)的四個(gè)項(xiàng)目中，由于巖心傷害率會對壓裂效果的影響最顯著給予著重考慮[1-3]，同時(shí)結(jié)合其他三個(gè)評價(jià)指標(biāo)最終選擇生物酶-2作為高家溝壓裂液的破膠劑。生物酶-2和過硫酸銨室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果顯示生物酶-2破膠劑不但破膠效果好，而且節(jié)約成本，可以考慮進(jìn)行現(xiàn)場使用。

［1］莊照鋒，趙賢，李荊，等. HPG壓裂液水不溶物和殘?jiān)鼇碓捶治鯷J].油田化學(xué)， 2009，26(2): 139-141.

［2］盧擁軍.壓裂液對儲層的損害及其保護(hù)技術(shù)[J]. 鉆井液與完井液，1995，12 (5): 36-40.

［3］鄭曉軍，蘇君慧，徐春明. 水基壓裂液對儲層傷害性研究[J]. 應(yīng)用化工，2009，38 (11): 1623-1628.

Evaluation and Optimization of Gel Breakers for Fracturing Operation of Gaojiagou Reservoir

（Yan’an Vocational & Technical College, Shaanxi Yan’an 716000, China）

Based on the characteristics of Gaojiagou reservoir and the problems of gel breaking in fracturing operation at present, a common gel breaker(ammonium persulfate) was taken as the reference to evaluate the three enzyme breakers from four aspects including gel breaking time, surface tension, residue content and core permeability damage rate. Among the four indicators, special consideration was given to the core permeability damage rate for its obvious influencing effect to fracturing operation, and bio-enzyme-2 was finally preferred as the gel breaker for Gaojiagou reservoir.

fracturing fluid; bio-enzyme; gel breaker

TE 357

A

1004-0935（2017）03-0297-02

2017-02-08

趙怡（1987-），女，助教，碩士，陜西省西安市，2012 年畢業(yè)于西安石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，研究方向：從事壓裂液破膠劑的篩選。