高小紅　龐靜

摘要：為了降低瓜爾膠類(lèi)水基聚合物壓裂液對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力的傷害，本研究?jī)?nèi)容通過(guò)轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式，在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上，對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝，使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。

關(guān)鍵詞：水不溶物；導(dǎo)流能力；降解；親水性

一、前言

水基聚合物壓裂液是目前應(yīng)用最為廣泛的壓裂液，聚合物增稠劑主要包括瓜爾膠及其化學(xué)改性產(chǎn)品（如羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠），然而，這類(lèi)壓裂液的破膠殘?jiān)皻堄喔叻肿幽懿煌潭鹊囟氯蝿┧纬傻膶?dǎo)流通道，降低油井改造的效果。

本研究?jī)?nèi)容通過(guò)轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式，在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上，對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝，使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。經(jīng)過(guò)改性后的增稠劑所形成的壓裂液在破膠后產(chǎn)生較少的殘?jiān)透叻肿託埩?，與交聯(lián)劑所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更易氧化降解，因此它對(duì)儲(chǔ)層和裂縫導(dǎo)流能力的傷害較低。同時(shí)，通過(guò)改性后的產(chǎn)品含有烷基糖苷的成份，而烷基糖苷是重要的親水性可降解生物表面活性劑，具有破乳、低表界面張力的特性，因而所形成的壓裂液不需添加破乳劑和助排劑，可以節(jié)省化學(xué)劑的用量。

二、技術(shù)機(jī)理及參數(shù)

QLC-HG壓裂液增稠劑正是利用了烷基糖苷的合成原理，針對(duì)瓜爾膠中的纖維素進(jìn)行改性，在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)瓜爾膠中的纖維素進(jìn)行改性：首先對(duì)纖維素進(jìn)行水解、使其轉(zhuǎn)化為分子量相對(duì)較小的聚糖，但這類(lèi)聚糖因不能與交聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，對(duì)壓裂液的性能不會(huì)有所貢獻(xiàn)，為此，需進(jìn)一步對(duì)這種聚糖進(jìn)行化學(xué)改性。通過(guò)與含有親水性羥基的長(zhǎng)鏈脂肪醇進(jìn)行接枝，使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、親水性強(qiáng)的烷基糖苷表面活性劑，這類(lèi)活性劑具有較低的分子量、較低的表、界面張力及良好的破乳性能。

三、室內(nèi)評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、增稠劑的水溶性

（1）溶解性

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QLC-HG壓裂液增稠劑具有較低的水不溶物。

（2）溶脹速度

25℃下，QLC-HG壓裂液增稠劑（烷基糖苷）的溶脹速度遠(yuǎn)高于羥丙基瓜爾膠和瓜爾膠，攪拌結(jié)束后即達(dá)到最終粘度的95%、3分鐘后達(dá)到最高粘度。

2、壓裂液流變

壓裂液—基液為“0.3%GX-C-1增稠劑（烷基糖苷）+0.5%GX-J-1-3粘土穩(wěn)定劑”的交聯(lián)液在50℃下的流變?cè)囼?yàn)。

3、破膠試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，50℃的壓裂液的破膠劑加量以0.03%為宜、60℃的壓裂液以0.03%為宜、80℃的壓裂液以0.02%為宜。

4、破膠液表界面張力

將不同類(lèi)型壓裂液徹底破膠后的破膠液進(jìn)行表界面張力的測(cè)定數(shù)據(jù)，幾種類(lèi)型的壓裂液破膠液均具有較低的表面張力和界面張力，可以不再添加降低表界面張力的助排劑。

5、QLC-HG壓裂液增稠劑在不同的使用濃度和溫度的情況下，基液粘度均穩(wěn)定在50 mPa.s左右，與常規(guī)胍膠加入0.1%殺菌劑基液相比，常規(guī)胍膠在72小時(shí)后微小下浮，但QLC-HG壓裂液仍然比較穩(wěn)定。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)表明：QLC-HG壓裂液在不添加殺菌劑的情況下，防腐效果良好。

四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

經(jīng)過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)及實(shí)驗(yàn)確定壓裂液配比如下：

基液：0.2%GX-C-1增稠劑

交聯(lián)劑：0.3-0.5%GX-J-1交聯(lián)劑+0.05過(guò)硫酸銨（按總液量）

交聯(lián)比：100：0.3-0.5

QLC-HG壓裂液在七里村采油廠(chǎng)共計(jì)施工12井次，（新井6口、舊井6口）壓裂液現(xiàn)場(chǎng)交聯(lián)速度快，交聯(lián)時(shí)間在12-15秒左右、平均砂比31%；破膠效果良好，4小時(shí)后破膠液粘度均在3.5-4.5之間；返排效果良好，平均返排率87%；對(duì)QLC-HG壓裂液試驗(yàn)井與同井組措施井進(jìn)行壓后產(chǎn)量對(duì)比，QLC-HG壓裂液試驗(yàn)井平均日產(chǎn)0.64T，對(duì)比井平均日產(chǎn)0.51T。

五、創(chuàng)新點(diǎn)

1. 壓裂液增稠劑方面

本研究通過(guò)轉(zhuǎn)變瓜爾膠的化學(xué)改性方式，在傳統(tǒng)的降低瓜爾膠水不溶物的基礎(chǔ)上，對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)----蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝，使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性烷基糖苷的新物質(zhì)。因此，經(jīng)本研究實(shí)現(xiàn)化學(xué)改性后的物質(zhì)為QLC-HG活性壓裂液的混合性增稠劑。

經(jīng)過(guò)改性后的增稠劑所形成的壓裂液在破膠后產(chǎn)生較少的殘?jiān)透叻肿託埩?，與交聯(lián)劑所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更易氧化降解，因此它對(duì)儲(chǔ)層和裂縫導(dǎo)流能力的傷害較低。同時(shí)，通過(guò)改性后的產(chǎn)品含有烷基糖苷的成份，而烷基糖苷是重要的親水性可降解生物表面活性劑，具有破乳、低表界面張力的特性，因而所形成的壓裂液不需添加破乳劑和助排劑，可以節(jié)省化學(xué)添加劑的用量。

2.新型交聯(lián)劑方面

降低壓裂液的水不溶物含量和破膠液殘?jiān)?，是減少壓裂液對(duì)支撐裂縫傷害的一個(gè)重要手段。通過(guò)研制開(kāi)發(fā)了GXS-J-1交聯(lián)劑為主，針對(duì)延長(zhǎng)油田壓裂改造的QLC-HG壓裂體系?？梢允箟毫岩褐辛u丙基瓜爾膠的濃度由0.3～0.45%下降至0.15～0.25%，該壓裂液體系能提供更經(jīng)濟(jì)的液體效率、降低液體對(duì)儲(chǔ)層的傷害、減少液體所耗成本。

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