随着全球对油气资源需求量的不断增大,常规油气藏的产量和储采比都显示出日益降低的趋势,非常规油气资源被认为是最有希望的能源补充,因而低渗透储层的勘探开发越来越受到人们的重视。近十几年来,低渗透储层的原油储量在所探明油田的比例逐年增大。另外,由于中、高渗透油藏的持续开采,其剩余储量的不断减少,也是导致低渗透油藏原油储量在石油总资源量中所占的比例迅速增加的原因之一。因此特低渗透油藏是今后油田增储增产的主要潜力之一。深入开展相关的研究工作,对于特低渗透油气开采的长期可持续发展具有深远的意义。然而,压裂是难动用储量开采的重要内容和关键环节之一,如何提高特低渗透油气藏的采收率,就成为一个亟待解决的重大问题。本文主要针对特低渗透性油藏的特点：(1)储层物性差、渗透率低,原生孔隙度低,孔隙结构复杂且分选较差,增大了储层原油的渗流阻力,导致不能形成有效生产压差,引起油气压裂增产效果失效；(2)砂泥岩层交互,胶结物含量高,主要是粘土含量高,非均质性严重,束缚水饱和度高等；(3)毛管力对渗流有明显影响,具有非达西流特征,启动压力随着渗透率的降低而增大；(4)储层动力连通性差,单井控制的泄油面积小等特点,并且在压裂作业时,压裂液进入地层后对特低渗透性储层极易引起伤害,一旦受到伤害,对储层的影响将是永久性的,所以压裂液的性能是影响压裂成败和施工成本的诸多因素中的关键。压裂作业过程中,产生的油气层伤害主要包括两方面：压裂液与地层岩石和流体不配伍产生的对地层的损害；不良的压裂液添加剂、支撑剂对支撑裂缝导流能力的损害。本文针对特低渗透储层的特殊性,沿着低残渣或无残渣压裂液对储层的伤害较小的思路,主要以优化水基压裂液和清洁压裂液体系为研究对象,而水基压裂液主要选用几种不同的稠化剂类型：植物胶及其衍生物、生物聚合物、合成聚合物等,不仅对其性能进行了优化,并对其它综合性能进行了综合评价。在保证压裂液整体性能的前提下,通过对不同水基压裂液类型的储层保护效果进行了对比评价,研究了不同压裂液类型对储层伤害的主要因素,为最大限度的提高裂缝导流能力,降低压裂液综合伤害率提供了依据。室内实验主要做了以下研究：1)对胍胶,羟丙基胍胶加入有机硼交联剂形成的冻胶压裂液性能进行了评价,并根据悬砂性能确定了稠化剂与有机硼交联剂的加量以及生物聚合物(XC,HXC)的稠化剂加量,合成聚合物的悬砂性能效果不佳,未予详细评价。本文还研究了适用于四大类型的水基压裂液的其它添加剂(杀菌剂,粘土抑制剂,防乳助排剂等)的种类与加量,防止或降低了水基压裂液可能对特低渗储层造成的污染。2)研究了VES清洁压裂液中各添加剂对其流变性的影响,加入的油溶性降滤失剂FLC2000大大降低了高温高压的滤失量,并加入20%的煤油模拟现场破胶,证明了其具有很好的破胶效果,避免了一般聚合物破胶不彻底可能对特低渗储层造成的污染,而且还具有很好的悬砂性能。3)本文对五种类型的压裂液的综合性能进行了对比试验研究,压裂液中的稠化剂类型决定了其各项性能的主要差异,其中生物聚合物HXC, XC表现出了优异的耐温耐剪切能力,也具有较高的粘弹性。压裂液除了VES清洁压裂液滤失量大,需要加入油溶性降滤失剂FLC2000,其它都具有较高的降滤失效果,其中HXC的性能较好。还对压裂液的降摩阻性能进行了评价,其中HXC降摩阻效果较好。配伍性实验结果证明压裂液破胶液与模拟地层水具有优良的配伍性,避免了对特低渗储层造成不良伤害。针对特低渗透储层的特殊性,研究了五种压裂液对特地渗透储层的储层保护效果进行了研究,将压裂液对储层的伤害主要分为压裂液对储层基质的伤害和对支撑剂导流能力的伤害,分别进行了以下研究：(1)不同压裂液类型的滤液,残渣,浓缩胶液对储层基质的伤害：①压裂液中加入不同添加剂的滤液对岩心的伤害实验表明,加入不同粘土抑制剂对渗透率恢复值有影响,除了加入现场常用的粘土抑制剂KCl外,加入1%的有机粘土稳定剂聚胺UHIB增强了粘土的稳定性,使渗透率恢复值得到了较好的提高,另外对加入防乳助排剂的效果也进行了对比评价,说明了防乳助排剂不仅降低了油水的乳化能力,而且提高了破胶液的返排能力；②对不同压裂液类型的破胶液对岩心的伤害进行了研究,并进行了深度的原因剖析,除了破胶液中残渣的含量较多时,在岩心断面易形成滤饼伤害外,残渣中粒径的大小与储层岩石的孔隙直径间有一定的关系,残渣粒径较大形成滤饼,较小时容易进入孔隙堵塞喉道,引起更深层次的污染；③为消除压裂液破胶不彻底造成的地层伤害,除要加入过量的破胶剂或加入胶囊破胶剂外,还需评价胶液浓缩对岩心端面的封堵作用产生的伤害,聚合物压裂液浓缩的胶液易造成较大的伤害,还有油溶性暂堵剂FLC2000的VES压裂液易在岩心端面形成滤饼,遇到原油易自然破胶溶解,降低了对特低渗透储层岩心的伤害。(2)压裂液对支撑剂的伤害主要分为：压裂液破胶液中的残渣和破胶不彻底导致的胶液浓缩对裂缝间的支撑剂造成的伤害。①通过破胶液对支撑剂导流能力伤害的机理分析,主要是由破胶剂中的残渣含量和粒径分布所造成的。破胶液中的残渣含量越高,颗粒粒径越大,就容易在支撑剂颗粒缝隙间造成堵塞,残渣含量少且颗粒粒径小(小于颗粒孔隙直径的2/3),易返排出去,对岩心伤害的影响程度较小；②压裂液胶液对陶粒导流能力的影响主要与压裂液的粘度与在支撑剂表面的吸附能力有关,粘度越大,吸附能力越强,易引起支撑剂孔隙间的堵塞。总之,VES清洁压裂液对整个储层的导流能力恢复值高,储层保护效果较好。