在苏里格气田的应用摘要研制开发出一种新型阴离了表面活性剂压裂液，确定了 该压裂液的配方大量的室内试验表明，该压裂液具有防膨性能 好、滤失小、易破胶、携砂性能好、摩阻低和对储层伤害低等优 点目前该压裂液已成功应用于苏东地区 6口双层改造井，增产 效果明显该压裂液适合用于对苏里格东部岩屑砂岩储层进行改 造关键词：阴离子表面活性剂 压裂液 流变性 储层伤害苏里格气田东区上古砂岩储层气藏物性差、孔喉小，因此外 来流体易因为吸附作用堵塞孔喉 ;储层的压力系数低、排驱压力 高，因此压裂液返排困难，容易滞留在地层造成伤害 ;岩屑和粘 土刁'一物含量高，易发生膨胀运移堵塞孔喉，降低岩石的有效 渗透率 1-2长庆油田目前多采用水基压裂液，它的增稠剂主要 是呱胶及其改性产品，储层伤害大，岩心伤害率一般在 30%左右 因此以降低储层伤害为目的，开发新型的低伤害、低吸附、低滤 失、易返排和防膨性好的压裂液体系是非常必要的1 阴离子表面活性剂压裂液体系国内外现状目前国内外使用的表面活性剂压裂液体系以阳离子型或与阳 离子型复配为主长庆油田白 2000 年以来应用阳离子表面活性 剂压裂液体系进行了多口井的现场试验，增产效果均不明显。
这 主要是因为砂岩岩石表面都带有负电性，阳离子表面活性剂压裂 液易被岩芯表面吸附形成薄膜，阻止原油的流动，也会造成岩芯 润湿性的改变，据文献报道，水湿地层转为油湿地层后，可使油 相渗透率降低 40%与阳离子表面活性剂相反，阴离子表面活性 剂与砂岩表面的负电性相斥，不易在砂岩表面吸附，很难进入砂 岩及其填隙物的孔喉开发新型的阴离子粘弹性表面活性剂压裂 液，以消除对储层的润湿性影响，是解决阳离子表面活性剂在长 庆储层的不适应性的对策2 阴离子表面活性剂压裂液的研制及其性能测试2. 1 主剂的合成从天然油脂中提取的脂肪酸中油酸 A 的含量仅为 40%，其他 大部分为亚油酸C,为进一步降低成本，通过反应将亚油酸C大 部分转化为油酸A反应条件:温度200 °C,压力0.6 M P a,反 应时问lh,催化剂浓度0. 6%A与小分了醇D进行共聚反应可将A转化为B[3],最终制备 成阴离子表面活性剂反应条件为:温度150C，压力1. 0 M Pao C+ H 2 少 A A+nD-型三卫皿 通过室内实验研制出了耐温和抗盐性能优良的阴离子表 面活性剂D3F- OS，其碳链长度已达到C22，国内外性能较好的表面活性剂碳链长度为C12 — C18,大于C20儿乎不溶于水［4-5］。
为了进一步降低CaZ'、MgZ'、Fe3'对阴离子表面活性剂压裂液 的影响，采用添加EDTA和KOH来防止金属皂盐沉淀的生成［6］ 通过室内试验，确定了该压裂液的配方组成（表 1）表1阴离子表面活性剂压裂液配方组成组份炎犁加量范围,%作 用D3F- 053. 5表面活性剂KC1弘8防膨l：l)T A0. 3防止生成金属皂盐KOH0 55澗pH值2. 2阴离子表面活性剂压裂液的性能测试2. 2. 1 流变性采用 RS600 流变仪将 3. 5%的 D3F- OS 阴离子表面活性剂压裂液在剪切速率为170 s-1 ‘下升温剪切，实验结果见图1可达135°C压裂施工液体刚进入裂缝时，地层温度最高，随着施工的进行地层温度降低根据苏里格东部气藏mtn图2阴离子表面活性剂压裂液耐剪切曲线的地层温度，采用R S 6000流变仪将3. 5%的D3F-OS阴离子表 面活性剂压裂液在剪切速率为170s- 1 , 80C下恒温剪切，实验结 果见图 2由图 2 可以看出:阴离子表面活性剂压裂液抗剪切性能强， 粘度随时间的增加基本不降低，并且还有所增加，这是由于阴离 子表面活性剂压裂液本身为活性剂类产品，在长时间动态剪切过 程中产生泡沫而使粘度上升。
2. 2. 2 携砂性能通过粘弹性试验分析了该压裂液的携砂能力，采用 R S 6000 流变仪，实验温度100 C,应力0. 3Pa,频率为0. 1 Hz〜10 Hz, 实验结果见表 2表2压裂液冻胶粘弹性测试表类型储能模量心损耗模量⑴G7CUPaD3F- ()5止裂液4 80. 2534 2常规肌胶爪裂液4. 5L 43. 2从表 2 可以看出，阴离子表面活性剂压裂液明显具有低 粘高弹的特点压裂液的携砂能力与压裂液的粘弹性（G ‘/G “， 比值）成正比2. 2. 3滤失性能按 SY 5107- 2005 标准规定的压裂液静态滤失测定方法， 用地层天然岩心，采用高温高压滤失仪，滤失压差3.5 MPa，对 阴离子表面活性剂压裂液和常规胍胶压裂液的滤失性能进行了 测定，测定结果见表 3表3 盹匸下静态滤失性能对比初滤失｛ft滤貴系数炎 型t ・ 1/ ■>in / m'm/ mm "D3F- ()5 11(裂液0. 1872. 64 x l(r4常规枫胶压裂液A 375& 23 x IO-4从表 3 可以看出:阴离子表面活性剂压裂液的滤失量低于 常规胍胶压裂液，这说明阴离子表面活性剂压裂液更有利于携 砂，对储层伤害更低。
2. 2. 4 摩阻测试压裂施工时，施工摩阻对施工质量有很大的影响，因此对交联胍胶压裂液摩阻和交联阴离子表面活性剂压裂液摩阻进 行对比，其中羟丙基胍胶的浓度为 0. 6%，基液粘度为84 mPa ' s 结果见图 3丸駅軀胶IK离子社面諾注卜：2,5 3.0 3.S 4, 0 4, 5排量』7miii |从图 3 可以看出:阴离子表面活性剂压裂液的施工摩阻较 低，有利于压裂施工的顺利进行2.2.5 破胶性能阴离子表面活性剂压裂液的破胶可通过地层水、淡水稀 释方法破胶，也可以通过与天然气的气体接触破胶为了提高压 裂液的返排，降低对储层的伤害，要求压裂液在施工结束时实现 快速彻底破胶，又要求压裂液破胶时间和裂缝闭合时间相匹配 根据这些施工要求，模拟现场施工加量对压裂液体系进行破胶实 验，实验结果见表 4表4阴藹子表面活性剂压裂液的破胶实验实验讪度,C破胶剂加量，囑时破胶液粘度,mPa ' s6(}(}. 072.(}4. S7(}0. 051.54.20. 031.54.3由实验得知:针对不同的井深，通过调整破胶剂的加量，可满 足不同规模的压裂施工要求2.2.6 岩芯伤害表5阴离子表面活性剂压裂液滤液岩芯伤害井克氏渗透率孔隙度渗透率伤害率平均伤害率号i(r%%%0. 03590{}. 00658A 028540. 005312(X 519. 319. 9使用苏东上古砂岩气层段岩心模拟压裂液的岩心流动试验 对阴离子表面活性剂压裂液进行了评价。
实验结果见表 5由表 5 可以看出，所研制的阴离子表面活性剂压裂液岩芯 平均渗透率伤害率仅为 19.9%，表现出良好的储层适应性2. 2. 7 裂缝导流伤害能力 提高裂缝导流能力是保证高产稳产的重要条件，本试验 选用刚玉 20 目一 40 目支撑剂，10 kg/ m2 铺砂浓度，分别加入 250 mL 0. 5%的呱胶压裂液、4. 0%阳离子表面活性剂压裂液以及 4%阴离子表面活性剂压裂液，不考虑嵌入情况，采用美国 Core 一 Lab) 公司按照 API 标准设计生产的 FCES- 100 型导流仪测试 支撑剂的导流能力，实验结果如图 4o o o o nV o O ” b -S ■ 1TW Tr* 1图4总適能力对比图由图 4 可以看出:相同条件下，阴离子表面活性剂压裂可 以获得更高的支撑裂缝导流能力，有利于压裂后的长期稳产3 现场应用2008 年在室内试验的基础上，在苏里格东部进行了现场 试验，压裂了 1 口探井和5 口井开发井13 个层位，气层厚度与 邻近对比井相当，物性略差于邻近对比井，试验结果见表 6表6阴离子表面活性剂压裂试验井及与常规压裂液应用井对比表类別压裂液类型井号层位气层厚度亠气层段数视孔隙度％基质渗透率 IO- "Pin-视含气饱和度，％解释结果无阻流量104 iu '/(1阴离子表面活A盒83312. 770. 577(). 08气层25. 35521奘性剂压裂液|[| 110. 7213. 330. 9584. 81气层邻井常规压裂液平均H| A ^ (：|盒8|[| 19. 94. 8313. 3810. 821. 170. 49172. 2281.67气层气k5.4559类别井号 戶广气层厚气层 视孔隙 基质渗透率 视含气饱解释 无阻流量度，m 段数 度％ 10-3Um2 和度.％ 结果 ltTm+d阴离子表面活性剂 盒8 6.01压裂液平均 '、 山1 7.08邻井常规压裂液 , 盒8 6. 78平均 山1 410. 76 0. 8912. 25 0. 7766.94 气层7& 29 气层13 26412. 07 0. 7810. 68 0. 33871. 35 气层74.92 气层3.4781阴离子表面活性剂E3. 117. 640. 47「 爪裂液|[| 12. 31& 860. 331117$邻井常规压裂液 平均扛3、、€：3負XIII 13. 217. 670. 2164. 4439. 520. 370. 749. 9气层差气层4. 584679. 12 气层74. 16 气层4. 071由表 6 可以看出:用阴离子表面活性剂压裂液压裂改造后 井的无阻流量明显高于临近对比井，取得了较好的改造效果，说 明阴离子表面活性剂压裂液适合用于对气田砂岩储层进行改造。
4 结论(1)针对长庆油田岩屑砂岩气藏，开发了低伤害的新型阴 离子表面活性剂压裂液体系，现场实施 6 口井，平均无阻流量 12. 29 x 104 m3 / d,取得了显著的增产效果 2)所开发的耐温和抗盐性优良的阴离子表面活性剂不 但具有阳离子表面活性剂压裂液防膨性好、滤失小、易破胶返排 的特点,还改善了阳离子表面活性剂对储层岩石吸附伤害大的缺 点 3) 阴离子表面活性剂压裂液体系配制简便,在施工中表现出稳定的携砂性能和较低的施工摩阻,压后破胶彻底,易返排 表现出良好的工艺适应性。