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摘 要：本文针对当今常规压裂液成本高、压裂液残渣伤害大的现状，经过资料调研、分析及室内试验，研究筛选出了更高效的交联剂，而开发出了低浓度压裂液体系，来解决成本大幅飙升的问题，对低浓度压裂液体系的性能进行了评价和阐述，得出：低浓度压裂液体系耐温耐剪切性能好，有较强的携砂能力，破胶迅速彻底，残渣更少，具有很好的应用价值和推广价值。
关键词：压裂液成本 低浓度 残渣
一、选题原因
水基压裂液所用的稠化剂主要是羟丙级瓜胶，多年来我国只能从国外进口大量的瓜尔豆胶等天然植物胶来满足国内市场的需求。2012年初，由于各种原因，国内瓜胶原粉价格飞涨，大大超出了预期，使得压裂液成本急剧上升。
此外，苏里格地区主要为低孔低渗地层，地质条件不好。常规压裂液体系残渣含量高，对地层伤害大，对压裂施工后产能效果影响明显，如何减少压裂液残渣是我们面对的一个难题。
因此，为了降低压裂液成本，减少压裂液残渣的伤害，达到节能降耗的目的，我们对压裂液组成的各成分成本进行对比分析研究，对交联剂进行研究实验，对配方进行优化改进，设法降低压裂液成本构成中权重较大的稠化剂（HPG）的用量，即使用低浓度瓜胶压裂液，来达到降低压裂液成本和减少储层伤害的目的。
二、研究内容
若降低了稠化剂的用量，原体系造缝及携砂的能力就会降低。为了保证施工的顺利进行，本文对低浓度压裂液体系展开研究，通过室内优选高效交联剂，来增强其耐温耐剪切性能，并对低浓度压裂液体系进行了主要性能评价。
三、低浓度配方优化
1.基液粘度与稠化剂浓度的关系
基液粘度随稠化剂浓度升高而提高，图3-1是基液粘度与稠化剂浓度的关系曲线。
2.交联剂的筛选
交联剂是影响压裂液造缝携砂性能的要素，同时也是整个低浓度压裂液的核心，为了筛选出适合苏里格地区地质环境的交联剂，对两种交联剂分别进行实验，实验曲线如图3-2到3-3，结果统计如表3-1。
由图表可知：两种交联剂的耐温性和缓交时间均存在较大的差异，对照苏里格区块的应用实际，SY-1的耐温性能最佳，缓交时间也在合适的范围，符合要求，因此，我们选择SY-1作为低浓度交联剂。
综上所述，再根据现场经验，确定苏里格地区直井（110℃）的稠化剂浓度为0.4%；水平井（120℃）的稠化剂浓度为0.5%。
四、低浓度压裂液体系性能评价
1.低浓度压裂液流变性能
筛选出高效交联剂SY-1后，使用稠化剂浓度为0.4%进行110℃流变实验，使用稠化剂浓度0.5%进行120℃进行流变实验，实验结果如图4-1和图4-2所示。
110℃的流变曲线可以看出，在170s-1条件下经过120min的剪切，冻胶的粘度为127.0mpa.s，120℃的流变曲线中，在170s-1条件下剪切120min，粘度为92.5 mpa.s，完全满足施工的需求。
2. 低浓度压裂液悬砂性能
结果表明：稠化剂的浓度降低，沉降速度加快。从携砂能力上讲，稠化剂浓度为0.4%时，所形成的冻胶能满足输送支撑剂的要求。
3. 低浓度压裂液破胶性能
在压裂液体系中，关键添加剂的改变，对破胶性能有较大的影响，当配方发生改变之后，破胶剂的加量需要重新实验来确定。这里，我们比较原配方和低浓度压裂液体系在破胶性能上的变化。实验结果如表4-2所示。
实验结果表明：随着稠化剂浓度的降低，破胶速度变得更快，破胶剂的加量更少，破胶液粘度更低。在施工过程中破胶剂加量需要严格控制，对胶囊破胶剂的要求更高。
4.残渣含量测定
破胶液中的残渣对压裂后裂缝的导流能力产生影响，是影响压裂后油井产量的重要因素。裂缝中实际残渣含量的多少与稠化剂的浓度有着必然的联系。当稠化剂浓度降低后，破胶液中的残渣含量也相应减少实验结果如表4-3所示。
结果表明，随着稠化剂浓度的降低，破胶后的残渣含量降低，残渣含量越低。
五、现场应用及经济效益
1.现场应用
苏11-22-72井施工曲线如图5-1，该井压裂井段为3509.0-3512.0m和3488.0-3492.0m，设计砂量85 m3，设计砂比21.3%，排量。实际加砂85 m3，实际砂比20.8%，施工排量3.3-3.8 m3/min。停泵压力19.7MPa。
现场应用表明：降低稠化剂浓度以后，能够满足加砂携砂的要求，平均砂比与原配方比有所降低，原来为23-25%，现在为20-23%，这是需要我们在今后的工作中重点解决的问题。在不影响压裂工程的要求下，保证加砂规模，压裂施工是成功的，压裂后产能效果明显。
六、应用前景
通过室内实验筛选出高效交联剂之后，低浓度压裂液体系流变及各项性能良好，不仅能保持原有压裂液的延迟交联特性，且能满足耐温耐剪切要求，破胶效果好，破胶液粘度低，残渣含量少，对储层裂缝导流能力伤害小。
低浓度压裂液比普通压裂液使用胍胶浓度低，能有效降低压裂液成本，压裂液残渣降低30%，有效的降低了残渣对储层的伤害。现场成功应用53口井次。累计节约压裂液成本七百多万元，达到降低成本、减少残渣对储层伤害的目的，因此具有大面积推广应用的意义及必要性。
关键词：压裂液成本 低浓度 残渣
一、选题原因
水基压裂液所用的稠化剂主要是羟丙级瓜胶，多年来我国只能从国外进口大量的瓜尔豆胶等天然植物胶来满足国内市场的需求。2012年初，由于各种原因，国内瓜胶原粉价格飞涨，大大超出了预期，使得压裂液成本急剧上升。
此外，苏里格地区主要为低孔低渗地层，地质条件不好。常规压裂液体系残渣含量高，对地层伤害大，对压裂施工后产能效果影响明显，如何减少压裂液残渣是我们面对的一个难题。
因此，为了降低压裂液成本，减少压裂液残渣的伤害，达到节能降耗的目的，我们对压裂液组成的各成分成本进行对比分析研究，对交联剂进行研究实验，对配方进行优化改进，设法降低压裂液成本构成中权重较大的稠化剂（HPG）的用量，即使用低浓度瓜胶压裂液，来达到降低压裂液成本和减少储层伤害的目的。
二、研究内容
若降低了稠化剂的用量，原体系造缝及携砂的能力就会降低。为了保证施工的顺利进行，本文对低浓度压裂液体系展开研究，通过室内优选高效交联剂，来增强其耐温耐剪切性能，并对低浓度压裂液体系进行了主要性能评价。
三、低浓度配方优化
1.基液粘度与稠化剂浓度的关系
基液粘度随稠化剂浓度升高而提高，图3-1是基液粘度与稠化剂浓度的关系曲线。
2.交联剂的筛选
交联剂是影响压裂液造缝携砂性能的要素，同时也是整个低浓度压裂液的核心，为了筛选出适合苏里格地区地质环境的交联剂，对两种交联剂分别进行实验，实验曲线如图3-2到3-3，结果统计如表3-1。
由图表可知：两种交联剂的耐温性和缓交时间均存在较大的差异，对照苏里格区块的应用实际，SY-1的耐温性能最佳，缓交时间也在合适的范围，符合要求，因此，我们选择SY-1作为低浓度交联剂。
综上所述，再根据现场经验，确定苏里格地区直井（110℃）的稠化剂浓度为0.4%；水平井（120℃）的稠化剂浓度为0.5%。
四、低浓度压裂液体系性能评价
1.低浓度压裂液流变性能
筛选出高效交联剂SY-1后，使用稠化剂浓度为0.4%进行110℃流变实验，使用稠化剂浓度0.5%进行120℃进行流变实验，实验结果如图4-1和图4-2所示。
110℃的流变曲线可以看出，在170s-1条件下经过120min的剪切，冻胶的粘度为127.0mpa.s，120℃的流变曲线中，在170s-1条件下剪切120min，粘度为92.5 mpa.s，完全满足施工的需求。
2. 低浓度压裂液悬砂性能
结果表明：稠化剂的浓度降低，沉降速度加快。从携砂能力上讲，稠化剂浓度为0.4%时，所形成的冻胶能满足输送支撑剂的要求。
3. 低浓度压裂液破胶性能
在压裂液体系中，关键添加剂的改变，对破胶性能有较大的影响，当配方发生改变之后，破胶剂的加量需要重新实验来确定。这里，我们比较原配方和低浓度压裂液体系在破胶性能上的变化。实验结果如表4-2所示。
实验结果表明：随着稠化剂浓度的降低，破胶速度变得更快，破胶剂的加量更少，破胶液粘度更低。在施工过程中破胶剂加量需要严格控制，对胶囊破胶剂的要求更高。
4.残渣含量测定
破胶液中的残渣对压裂后裂缝的导流能力产生影响，是影响压裂后油井产量的重要因素。裂缝中实际残渣含量的多少与稠化剂的浓度有着必然的联系。当稠化剂浓度降低后，破胶液中的残渣含量也相应减少实验结果如表4-3所示。
结果表明，随着稠化剂浓度的降低，破胶后的残渣含量降低，残渣含量越低。
五、现场应用及经济效益
1.现场应用
苏11-22-72井施工曲线如图5-1，该井压裂井段为3509.0-3512.0m和3488.0-3492.0m，设计砂量85 m3，设计砂比21.3%，排量。实际加砂85 m3，实际砂比20.8%，施工排量3.3-3.8 m3/min。停泵压力19.7MPa。
现场应用表明：降低稠化剂浓度以后，能够满足加砂携砂的要求，平均砂比与原配方比有所降低，原来为23-25%，现在为20-23%，这是需要我们在今后的工作中重点解决的问题。在不影响压裂工程的要求下，保证加砂规模，压裂施工是成功的，压裂后产能效果明显。
六、应用前景
通过室内实验筛选出高效交联剂之后，低浓度压裂液体系流变及各项性能良好，不仅能保持原有压裂液的延迟交联特性，且能满足耐温耐剪切要求，破胶效果好，破胶液粘度低，残渣含量少，对储层裂缝导流能力伤害小。
低浓度压裂液比普通压裂液使用胍胶浓度低，能有效降低压裂液成本，压裂液残渣降低30%，有效的降低了残渣对储层的伤害。现场成功应用53口井次。累计节约压裂液成本七百多万元，达到降低成本、减少残渣对储层伤害的目的，因此具有大面积推广应用的意义及必要性。