1、汇报人：黄贵存 2009.4月于重庆,多功能表面活性剂在致密 气藏压裂中的应用,“九五”以来，我国新增天然气储量大幅度增加,但低渗储量所占比例愈来愈高，储量越来越难于动用。,每5年新增天然气储量变化图胡见义院士,2007,大中型气田低渗致密储量比例统计韩大匡院士,2007,川西致密砂岩气藏基本情况,（1）川西地区基本上属于低孔低渗致密砂岩储层，开发难度很大 （2）类、类储层孔渗结构更差，开发难度更大,针对川西地区严峻的稳产形势，如何进一步提高低渗致密储层的采收率是迫切需要解决的难题。,川西致密砂岩气藏开发特征,储层特征：致密砂岩气藏低孔、低渗、单井自然产能低，平均单井产能低于0.5104m3/
2、d。 解决方法：压裂改造是开发建产的必备手段。 存在问题：压裂过程中压裂液对低渗致密气藏的伤害很严重。因此，降低压裂液对储层的伤害是增产的重要保证。,研究思路,汇报提纲,现场应用及评价,结论,性能评价及压裂液配方调试,压裂液对川西地区气藏储层伤害因素,储层品质差,压裂液伤害大,低孔、低渗，气藏平均孔隙度8%，平均渗透率：0.110-3m2 ；深层气藏的孔隙度为3-5%，渗透率低于0.110-3m2粘土含量高，水敏严重孔喉结构差，对固相伤害敏感,水锁伤害严重,川西致密砂岩气藏属于细孔喉、亲水性储层，液固界面张力和液气界面张力大，压裂液在毛细管力的作用下侵入储层后，导致近井地带的含水饱和度增加，气
3、相渗透率下降。,压裂液对储层伤害因素分析,地层能量不足，返排困难,随着气藏采出程度的增加，地层压力不断下降，部分气藏的压力系数下降到了0.8以下。地层能量不足导致压后返排率很低，对储层造成很大伤害。,必须研制一套强返排、低伤害的压裂液体系，减轻压裂过程中的伤害和水锁效应，提高压裂液的返排程度和速度，改善压裂效果。,返排率与产量的关系,多功能表面活性剂性能要求分析,存在问题,地层能量不足,水 锁 伤 害,储层敏感性强,起泡沫排液,优良防膨性能,低表面张力,解决思路,解决办法,研制一种集起泡、防膨、低表面张力于一体的多功能表面活性剂,多功能表面活性剂研制,根据性能要求分析，表面活性剂分子链中须具有
4、起泡、降低表面张力、防膨性能三种类型的官能团。 起泡成分：采用烷基磺酸盐、聚氧乙烯和聚氧丙烯共聚物等作为起泡的成分。 降低表面张力：采用含氟类表面活性剂，降低体系的表面张力。 防膨成分：采用的小分子类阳离子表面活性剂（如季铵盐类），它们是目前最常用的粘土稳定剂。,研究中：首先合成烷基醇聚氧乙烯醚，然后复配氟碳类表面活性剂，最后成功研制了多功能表面活性剂。,氟碳表面活性剂： CmF2m+1（CH2)nN+（CH3)2CH2CHRCH3 十二醇聚氧乙烯醚： CnH2n+1O（CH2CH2O)n,多功能表面活性剂研制,研究思路,汇报提纲,现场应用及评价,结论,性能评价及压裂液配方调试,采用旋滴式表面
5、张力仪对常规助排剂和多功能表面活性剂的表面张力进行了对比。结果表明：在相同浓度下，多功能表面活性剂大大降低了体系的表面张力，可以很好的降低储层水锁。,多功能表面活性剂性能评价,表面张力测定,通过对携液时间、起泡时间、稳泡时间和携液量等参数进行测定，结果表明：该多功能表面活性剂在浓度为0.5%时，有较好的起泡和稳泡性能，可以满足压裂液返排过程中的起泡要求。,多功能表面活性剂性能评价,起泡性能评价,多功能表面活性剂在24小时的膨胀率为30.6%，远远小于相同浓度的粘土稳定剂。表明：多功能表面活性剂可以在储层表面形成一层膜，抑制水分子进入粘土分子骨架，起到防止粘土水化膨胀的目的。,多功能表面活性剂性
6、能评价,防膨性能评价,在研制成功多功能表面活性剂基础上，形成了一系列从35-120的致密砂岩气藏低伤害压裂液体系，并对其性能进行了评价。 （1）剪切稳定性评价在不同温度及170S-1的剪切速率下，连续剪切120分钟，不同配方低伤害压裂液粘度均保持在50mPa.s以上，满足我们施工要求。,低伤害压裂液综合性能,（2）滤失性能评价结果表明：在压裂施工中，添加有多功能表面活性剂的压裂液在地层中与拌注氮气在流动过程中形成结构稳固的泡沫冻胶，起到很好的降滤效果。,低伤害压裂液综合性能,实验条件：温度：30-120滤失压力：3.5MPa滤失时间：36min,低伤害压裂液综合性能评价,（3）伤害率测定压裂液
7、伤害率是反映压裂液对储层伤害程度的一个重要指标。采用高温高压岩心流动装置对常规压裂液和低伤害压裂液进行了伤害率对比研究。结果表明：低伤害压裂液的伤害率远远低于常规压裂液。,实验条件：温度：100伤害压力：3.5MPa伤害时间：2h,研究思路,汇报提纲,现场应用及评价,结论,性能评价及压裂液配方调试,现场应用情况,（1）构造位置：DS104井是西南油气分公司在川西鼻状构造东翼部署的一口定向开发井 （2）目的层：JSN111945.0-1950.8m、JP431746.5-1754.3m （3）储层特征：测井解释渗透率分别为：0.0710-3m2、0.1410-3m2，孔隙度分别为：6%、8%，测
8、录井解释均为含气层或差气层。 （4）压力系数：0.75,典型井应用DS104井,现场应用情况,典型井应用DS104井,DS104井采用低伤害压裂液完成48m3陶粒加砂任务，入地总液量为366m3。 返排破胶液粘度仅1.5mPas，破胶彻底。 返排泡沫较多。 在压后液体返排了311m3，返排率达到85%。 天然气产量1.515104m3/d（10.4MPa）。,邻井DS1-1采用常规压裂液体系，压后排液137m3，返排率57%。,现场应用情况,为了进一步验证多功能表面活性剂的应用效果，在川西地区进行了4口井的推广应用。与常规压裂液相比，采用低伤害压裂液后结果表明： （1）返排率大大提高，平均提高了约20% （2）返排速度大大提高，返排12小时的液量占返排总量70%以上 （3）增产效果明显：采用低伤害压裂液的四口井产量合计23.58104 m3/d,推广应用情况,研究思路,汇报提纲,现场应用及评价,结论,性能评价及压裂液配方调试,结论,（1）研制的多功能表面活性剂具有良好的起泡性能、低表面张力以及防膨性能，可以有效减轻压裂液对储层的水锁伤害，抑制粘土的膨胀和运移，达到降低伤害的效果。 （2）采用多功能表面活性剂配制的低伤害压裂液体系能有效加快压裂液返排，提高压后返排率，在川西致密砂岩气藏应用中能够降低压裂过程中的伤害和水锁效应，取得了明显的增产效果，具有很好的推广应用前景。,谢谢！,
