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      生物膠清潔壓裂液在致密油藏水平井的應用效果分析

      2014-03-27 03:45:56
      中國新技術新產品 2014年18期
      關鍵詞:配液低濃度壓裂液

      (長慶油田公司第十采油廠,甘肅 慶陽 745100)

      生物膠清潔壓裂液在致密油藏水平井的應用效果分析

      羅 劍

      (長慶油田公司第十采油廠,甘肅 慶陽 745100)

      華慶油田屬于典型的超低滲油藏,儲層致密,層內隔夾層發(fā)育,縱向非均質性強,部分水平井鉆遇致密隔夾層,物性差;隨著油田開發(fā)進一步擴大,地層物性逐步變差;聲波時差205us/m、滲透率0.1md以下地層,用低濃度胍膠很難壓開。本文通過分析新型生物膠清潔壓裂液在致密儲層水平井的試驗效果,認為該壓裂液較低濃度胍膠具有低摩阻、可回收、施工方便等優(yōu)點,符合長慶油田高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念,益于華慶油田致密儲層水平井壓裂改造。

      生物膠;致密油藏;水平井

      1 生物膠清潔壓裂液簡介

      1.1 生物膠來源:新型可回收生物膠清潔壓裂液是通過對菌種、有機物經微生物降解、分離和純化而來的一種新型天然高分子壓裂液。

      1.2 交聯機理:生物膠壓裂液在外因給定的適當條件下,遇水在分子主價力、次價力、靜電力以及機械作用力等綜合作用結果形成良好的膠體,隨濃度增大,該物質溶液的粘度和彈性會迅速提高,滿足壓裂液交聯及攜砂要求。

      2 生物膠液體性能室內試驗

      2.1 液體PH值顯中性;按比例稱好的可回收生物膠清潔壓裂液濃縮液中,迅速攪拌起粘,形成的生物膠清潔壓裂液外觀清亮,測得其PH值為中性。

      2.2 耐溫耐剪切性能良好;4%的生物膠清潔壓裂液分別在80℃、170S-1下剪切1h粘度仍>20mPa·s,符合清潔壓裂液標準要求。

      2.3 破膠速度快

      2.4 巖心基質滲透率損害低

      2.5 對配液水質要求低;生物膠對配液水質適應性廣,不腐敗。地表水(包括高礦化度水)、地層水,油田污水、都可以用于可用于生物膠壓裂施工,不影響壓裂液性能。

      3 生物膠壓裂液現場應用及效果

      3.1 現場交聯、破膠及攜砂情況。A井現場試驗表明,3%濃度生物膠壓裂液依靠其粘彈性攜砂原理,交聯及攜砂性能良好;對壓裂返排液取樣二次交聯,再破膠三次交聯,顯示返排液交聯及破膠效果與清水相同。

      3.2 施工壓力分析

      (1)同井噴射壓力對比。選取A井試驗,該井共11段,前8段為低濃度胍膠,第9段為生物膠與活性水,第10、11段為生物膠。前8段平均噴射壓力48.4MPa;第9段先用1.3%生物膠,壓力降至25MPa后換活性水壓力漲至46MPa,再次換1.3%生物膠,壓力降至23MPa噴射至完畢。第10段用1.1 %生物膠,壓力32MPa,第11段先用0.8%生物膠壓力升至40MPa后改用1.0%生物膠,壓力降至36MPa噴射至完畢,對比得1.0%生物膠相比低濃度胍平均噴射壓力降低12.4MPa;

      (2)同井物性及壓裂壓力對比。A井

      采用油管加砂分段多簇壓裂11段,前8段用低濃度胍膠+有機硼交聯壓裂液,后3段用3%稠化水壓裂液,其物性及壓裂情況見表1。

      表1 井物性及壓裂數據統計表

      前8段平均聲波時差211.43us/m,滲透率0.18md,后3段平均聲波時差201.81us/m,滲透率0.12md,后3段物性差于前8段。前8段平均破壓、工作壓力分別為54.31MPa和39.56MPa,后3段平均破壓、工作壓力分別為45.37MPa和31.27MPa。對比得生物膠比低濃度胍膠平均破壓和工作壓力低8.95MPa和8.30MPa;

      (3)同區(qū)塊致密儲層物性及壓裂壓力對比。選取一區(qū)整體物性差的B井試驗,與該區(qū)塊低濃度胍膠一次性未壓開的7口11段物性及壓裂情況對比,其物性及壓裂情況見表2。數據顯示:對比井平均聲波時差210.57us/m,滲透率0.12md,試驗井平均聲波時差205.67us/m,滲透率0.11md,試驗井物性差于對比井。對比井采取加前置酸、粉陶突破、多次憋壓、調整噴點等多種措施后方壓開,破壓及工作壓力分別為51.39MPa和41.65MPa;試驗井全部一次性壓開,破壓、工作壓力分別為47.94MPa和36.74MPa,低于對比井3.45MPa和4.91MPa。

      3.3 施工時間分析。配液時間:低濃度胍膠在施工前需先配液后施工,水平井大砂量壓裂,每次從配液到循環(huán)結束需消耗時間6小時以上。生物膠現場接混砂車直接調配液體,省去配液時間;備水時間:低濃度胍膠需要備夠水以后方可配液施工,而生物膠壓裂過程即可拉水和回收返排液補充液體,節(jié)約備水時間;更換鉆具時間:生物膠相對低濃度胍膠施工壓力低,降低鉆具損耗,減少更換鉆具次數,節(jié)約更換鉆具時間。前期施工的10口生物膠和76口低濃度胍膠井,除去雨天、外協等其它因素,對壓裂時間進行比較,得出低濃度胍膠1.43天/段,生物膠0.89天/段,平均每段節(jié)約0.54天。

      3.4 返排液回收及應用。前期施工10口井,共回收返排液13581m3,回收率91.3%,回收液用于噴射、沖砂、洗井、替補、配攜砂液等各種施工。

      3.5 經濟效益評價。水費:前期施工10口井,按每方水100元計算,井均節(jié)約水費:13581m3×100/10=13.58萬元;運輸費用:直接配液施工,每口井節(jié)約大罐至少3具,節(jié)約費用0.12×3=0.36萬元;污水回收每車30m3,節(jié)約車次13581/30=450次,節(jié)約費用:450×0.0838=37.71萬元;合計37.71+0.36=38.07萬元;環(huán)保治理:廢液直接回收進罐減少了排污坑面積,降低了環(huán)保治理費用;其他費用:施工壓力低,延長設備及鉆具使用周期,減少了更換鉆具次數,縮減了施工時間,節(jié)省了設備、鉆具及人工費用。

      3.6 試油及投產效果 。選取試驗井壓裂段相近、產液正常的鄰井試排、采油效果進行對比。試油數據顯示:生物膠井均10.2段,日產純油44.4m3,低濃度胍膠井均10.2段,日產純油43.1m3,試驗井產液略高于對比井,生物膠與低濃度胍膠相比,不影響地層生產能力。

      結語

      液體性能好,生物膠具有良好的耐溫、破膠、助排及回收利用等性能,完全滿足壓裂液交聯及攜砂要求;施工壓力低,生物膠噴射、破裂和工作壓力相比低濃度胍膠均有很大降低,益于華慶油田致密油藏水平井壓裂改造;施工周期短,施工方便,現場直接接混砂車配液施工,可邊施工邊備水,省去配液、清罐和備水時間,液體循環(huán)利用,節(jié)約備水時間,鉆具壽命延長,減少更換鉆具時間;回收利用率高,返排液經除砂處理后即可全部回收重復利用,對一井場多口井及水平井壓裂優(yōu)勢顯著;經濟效益好,每口井節(jié)約水量及運輸費用約67.94萬元(包含后期污水處理),返排液直接進罐,降低了環(huán)保治理費用;施工壓力低,延長設備及鉆具使用周期,節(jié)省了設備、鉆具及人工費用;環(huán)保作用顯著,返排液直接進罐,取締了排入排污坑,容易造成排污坑垮塌,污油、污水泄露的弊端,利于環(huán)境保護,符合油田安全、環(huán)保發(fā)展的理念。

      [1]陳馥, 王安培, 李鳳霞,等.國外清潔壓裂液的研究進展[J].西南石油學院學報, 2002(05).

      TE357

      :A

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