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尽管近年来开发了很多低残渣压裂液体系,硼交联羟丙基瓜尔胶压裂液(BXHPG)仍是当前水基压裂液的主流。本文通过研究BXHPG压裂液水不溶物的伤害特点,提出了降低BXHPG伤害的途径和返排出的压裂液重复利用的可行性,对提高压裂效果和环境保护具有现实意义。
压裂液的伤害可分解为两个区域。压裂液对地层的伤害可用缝面表皮系数表示,压裂液对支撑裂缝的伤害可用缝内节流表皮系数表示。分别测试了压裂液对基质岩心和支撑裂缝的伤害。通过分析BXHPG压裂液伤害特点,认为当前水基压裂液伤害评价方法存在缺限。压裂液对地层的伤害取决于两个参数,即压裂液滤失侵入深度和滤液侵入区的伤害程度,因此引入岩心附加厚度的概念表征伤害程度更为合理。利用附加厚度的测试数据可直接计算缝面表皮系数,估算压裂液对裂缝表面的伤害程度。
对于单井,压裂注入储层的支撑剂量与该井控制的储层决定一个常数,称为支撑剂数。对于一定的支撑剂数,存在一个最佳的缝长与缝宽以获得最高的采油指数。压裂液的伤害将降低可能获得的最高采油指数。计算表明,通常情况下缝面表皮对产能影响并不严重,但缝内表皮的影响应引起足够的重视。
造成裂缝导流能力伤害的主要因素是压裂液的残渣和滤饼。水不溶物是残渣的主要来源。按照粗分散体系的一般规律,提出三种降低水不溶物伤害的方法,沉降分离、机械破碎和高粘悬浮,并用填砂管实验进行了证明。
对三种降低水不溶物的压裂液体系现场施工效果进行了对比分析,证明降低压裂液中水不溶物可提高压裂效果。
压后返排液返胶井效果分析与填砂管实验表明适当提高压裂液返排粘度有利于防止水不溶物对支撑剂导流能力的伤害。分析压裂液返排监测数据,证明压裂液粘度对返排率影响不大。实验表明玻璃纤维可有效防止高粘压裂液返排时造成的支撑剂回流。
为实现压裂液返排时具有合适的粘度,应采用非降解性破胶技术。缓释酸、加热和稀释。这些破胶方式的返排液中HPG高分子链主体结构没被破坏,通过适当的技术处理,可重复利用。这对实现压裂施工的清洁生产很有意义。