3.現場應用

S59-16-XXH2井位于內蒙古自治區鄂托克前旗昂素鎮，屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡構造，改造層位石盒子組，采用橋射聯作壓裂，設計段數為10段，壓裂施工設計排量10.0～14.0 m3/min，現場有壓裂返排液1860 m3，氣田水2100 m3，返排液、氣田水經過絮凝沉降去除固相懸浮顆粒，水質指標如表5所示。

表5 S59-16-XXH2井現場返排液及氣田水水質指標

根據實驗情況、水質指標、現場液罐分布情況，為保證良好的液體性能和施工安全，通過優化供液流程，形成動態回用方案，并優化了不同水質的回用配方，如表6所示。

表6 S59-16-XXH2井氣田水動態回用方案及優化配方

施工期間實時監控水質變化情況，并根據施工參數變化，靈活調整混合比例及ASCM稠化劑加量，順利完成該井施工，單段氣田水最大混合比例高達78%，平均混合比例57%，ASCM平均加量1.38%，比清水施工加量增加約15%。

該井第5段施工，前置液階段使用100%返排液施工，起黏時間20～30 s，黏度105～114 mPa·s，攜砂液階段使用100%氣田水施工，起黏時間25～35 s，黏度120～129 mPa·s，在高砂濃度階段（460 kg/m3砂濃度）取樣觀察靜態懸砂性能，放置1 h無沉砂現象，放置2 h無明顯沉砂，性能滿足施工需求，說明ASCM稠化劑能夠滿足純氣田水/返排液施工需求。

壓裂后1 h開井排液，壓裂液破膠徹底，破膠液黏度2～4 mPa·s，表面張力25.7～27.1 mN/m，返排順利，初期排液速率16.1 m3/h，排液初期點火持續，測試無阻流量57.67×104 m3/d，改造效果與清水一致。

現場開展重復配液回用9井次，累計回用氣田水/返排液1.43×104 m3（其中氣田水3255 m3），壓裂液性能及施工參數與清水配制的一致，施工成功率100%，壓裂后破膠徹底，返排順利，改造效果良好。氣田水配制ASCM壓裂液施工情況見圖4。

圖4 S59-16-XXH2井氣田水配制ASCM壓裂液施工情況

采用返排液、氣田水回用，節約水處理費用110元/m3（現場回用處理費用比交地方處理廠低），液體成本增加20～40元/m3，綜合費用節約20%以上，經濟效益可觀。同時，解決氣田水處置難題，緩解蘇里格區域壓裂用水“供需”矛盾。

綜上所述，ASCM稠化劑具有高耐鹽、耐剪切、高懸砂、低摩阻、低傷害等特點，配合動態回用方案可有效降低施工難度，能夠滿足蘇里格氣田水、返排液等復雜水質大規模回用需求，經濟效益可觀，社會效益明顯。

4.結論及建議

1.采用聚丙烯酰胺AM為主鏈，引入苯磺酸、雙尾單體、陽離子疏水基團等功能型基團，通過反相乳液聚合制備出了高耐鹽稠化劑ASCM，并通過正交實驗等優化了合成條件，單體摩爾比為AM∶SSS∶DEAM∶CnDMAAC=8∶0.5∶1∶0.15，引發劑用量為0.2%～0.25%，反應溫度為40～50℃，聚合單體質量濃度為30%。

2.ASCM稠化劑的耐鹽能力達到85 000 mg/L，耐鈣鎂能力達到6000 mg/L，在120℃連續剪切90 min后黏度在50～70 mPa·s，經2000 s^-1高速剪切后，黏度恢復率達90%，靜態懸砂實驗2 h無沉砂，30～120 min可控破膠，破膠液表面張力25～27 mN/m，破膠液殘渣含量小于200 mg/L，巖心傷害小于25%。

3.開展氣田水/返排液回用9井次，累計回用氣田水/返排液1.43×104 m3（其中氣田水3255 m3），壓裂液性能及施工參數與清水配制的一致，施工成功率100%，改造效果良好。綜合費用節約20%以上，經濟效益良好。

4.ASCM稠化劑具有高耐鹽、耐剪切、高懸砂、低摩阻、低傷害等特點，能夠降低高礦化度水配液施工難度，節約成本，可滿足蘇里格氣田水、返排液等大規模回用需求。