2.1.5   新型攜砂液破膠性能測試

按SY/T 5185—2024規定測試新型攜砂液的破膠性能。

2.1.6   新型攜砂液降黏性能測試

在燒杯中加入120 g原油和280 g新型攜砂液破膠液，然后將其置于50 ℃水浴中放置1 h，對原油乳狀液進行攪拌后，測定其黏度值，按式（1）計算新型攜砂液對原油的降黏率。

式中：為原油降黏率，%；μ0為原油初始黏度，mPa·s；μ1為降黏后原油乳狀液黏度，mPa·s。

2.1.7   新型攜砂液傷害性能評價

按SY/T 5107—2016《水基壓裂液性能評價方法》對新型攜砂液的破膠液進行巖心傷害性評價。

2.2   結果與討論

新型攜砂液初始黏度值為240 mPa·s，其耐溫耐剪切性能測試結果如圖5所示，其在 90 ℃、170 s?1 剪切速率條件下剪切120 min后的黏度為75 mPa·s，耐剪切性能高于技術指標要求的50 mPa·s，可滿足現場施工需求。

圖 5 新型攜砂液流變曲線

攜砂性能測試結果表明，該攜砂液的攜砂性能優異，粒徑為0.425~0.850 mm的石英砂沉降速度為0.77 mm/s，可滿足現場施工要求。

采用過硫酸銨作為破膠劑，將攜砂液在90 ℃下破膠，破膠完全后使用烏氏黏度計測得破膠液的黏度為2.37 mPa·s；使用芬蘭Kibron公司生產的Delta-8全自動高通量表面張力儀測得破膠液在25 ℃下的表面張力為26.34 mN/m；使用芬蘭Kibron dIFT雙通道動態界面張力儀測得破膠液在25 ℃下的界面張力為1.36 mN/m。

表3為新型攜砂液對不同原油的降黏實驗結果。從表3可看出，新型攜砂液體系對不同黏度的原油均具有較好的降黏效果，降黏率可達98%以上。這主要是由于聚合物中的Gemini型陽離子表面活性劑、2-丙烯酰胺基烷基磺酸以及芥酸酰胺丙基甜菜堿三者均具有長鏈結構，具有協同增效作用，可大幅降低界面張力，促進稠油乳化為水包油（O/W）乳液；同時，其分子可插入稠油的瀝青質/膠質聚集體中，破壞其氫鍵和 π?π 堆疊結構，削弱分子間作用力，進而達到大幅降低原油黏度的目的。

表  3  新型攜砂液對不同原油降黏效果的評價

表4為巖心傷害性評價結果。由表4可知，新型攜砂液對不同滲透率巖心的傷害率均在9%以下，傷害較低。這主要是由于新型攜砂液利用疏水締合聚合物和黏彈性表面活性劑的協同增稠作用實現高黏度攜砂，且使用的疏水締合聚合物分子量較低，破膠完全，破膠后形成分子量極低的小分子，因此，對巖心的傷害率較低。

表  4  巖心傷害率評價結果

3.   現場應用

自2023年以來，新型攜砂液在樁西稠油油藏共試驗12井次，最高砂比80%，單井平均加砂量23.2 m3。開井后，初期單井日均增油4.3 t，有效期內累計增油10 968 t，而同區塊使用普通攜砂液油井日均增油為2.8 t，新型攜砂液增產效益顯著。

以X井為例，該井原油黏度6 350 mPa·s，自2022年3月解堵開井后一直液量較低，日產液9.6 t，日產油1.2 t。分析后認為7# Ng71有擴射增油潛力。因儲層膠結疏松，容易出砂，為了提高該井防砂強度和防砂管柱的服役周期，提高單井產能，采取充填防砂方式。

2023年1月，實施充填防砂施工，用新型攜砂液139 m3，加砂22 m3，砂比5%~80%。開井后初期日產液50.4 t，日產油7.5 t，日增液40.8 t，日增油6.3 t，有效期內累增油1 645 t。同區塊Y井原油黏度6 278 mPa·s，措施前日產液2.5 t，日產油0.6 t，采用常規攜砂液充填防砂后，開井初期日產液10.7 t，日產油3.4 t，日增液8.2 t，日增油2.8 t。表5為新型攜砂液與常規攜砂液措施效果對比。由表5可知，與常規攜砂液相比，新型攜砂液降低了原油黏度，充填防砂后增液增油效果明顯。

表  5  新型攜砂液與常規攜砂液措施效果對比

4.   結論

1） 以丙烯酰胺、丙烯酸、Gemini型陽離子表面活性劑和2-丙烯酰胺基烷基磺酸為單體，采用水溶液聚合物法，制備了疏水締合聚合物，其最佳反應溫度為60 ℃，反應時間為6~10 h。紅外表征結果顯示合成的疏水締合聚合物中含有相應特征峰，為目標產物。

2） 以制備的疏水締合聚合物為增稠劑，復配具有降黏作用的芥酸酰胺丙基甜菜堿、pH調節作用的碳酸鈉，研制了新型攜砂液，初始黏度達240 mPa·s。新型攜砂液在90 ℃、170 s?1下剪切2 h后，黏度仍達75 mPa·s，粒徑為0.425~0.850 mm的石英砂在該攜砂液中的沉降速度為0.77 mm/s，其破膠液對稠油的降黏率可達98%以上，各項指標滿足現場施工需求。

3） 新型攜砂液現場實施12井次，與普通攜砂液相比，單井日均增油增加1.5 t。采用研發的新型攜砂液實施充填防砂后，無需再進行降黏施工，降低了措施費用，提高了治理效果。