3.现场应用

S59-16-XXH2井位于内蒙古自治区鄂托克前旗昂素镇，属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡构造，改造层位石盒子组，采用桥射联作压裂，设计段数为10段，压裂施工设计排量10.0～14.0 m3/min，现场有压裂返排液1860 m3，气田水2100 m3，返排液、气田水经过絮凝沉降去除固相悬浮颗粒，水质指标如表5所示。

表5 S59-16-XXH2井现场返排液及气田水水质指标

根据实验情况、水质指标、现场液罐分布情况，为保证良好的液体性能和施工安全，通过优化供液流程，形成动态回用方案，并优化了不同水质的回用配方，如表6所示。

表6 S59-16-XXH2井气田水动态回用方案及优化配方

施工期间实时监控水质变化情况，并根据施工参数变化，灵活调整混合比例及ASCM稠化剂加量，顺利完成该井施工，单段气田水最大混合比例高达78%，平均混合比例57%，ASCM平均加量1.38%，比清水施工加量增加约15%。

该井第5段施工，前置液阶段使用100%返排液施工，起黏时间20～30 s，黏度105～114 mPa·s，携砂液阶段使用100%气田水施工，起黏时间25～35 s，黏度120～129 mPa·s，在高砂浓度阶段（460 kg/m3砂浓度）取样观察静态悬砂性能，放置1 h无沉砂现象，放置2 h无明显沉砂，性能满足施工需求，说明ASCM稠化剂能够满足纯气田水/返排液施工需求。

压裂后1 h开井排液，压裂液破胶彻底，破胶液黏度2～4 mPa·s，表面张力25.7～27.1 mN/m，返排顺利，初期排液速率16.1 m3/h，排液初期点火持续，测试无阻流量57.67×104 m3/d，改造效果与清水一致。

现场开展重复配液回用9井次，累计回用气田水/返排液1.43×104 m3（其中气田水3255 m3），压裂液性能及施工参数与清水配制的一致，施工成功率100%，压裂后破胶彻底，返排顺利，改造效果良好。气田水配制ASCM压裂液施工情况见图4。

图4 S59-16-XXH2井气田水配制ASCM压裂液施工情况

采用返排液、气田水回用，节约水处理费用110元/m3（现场回用处理费用比交地方处理厂低），液体成本增加20～40元/m3，综合费用节约20%以上，经济效益可观。同时，解决气田水处置难题，缓解苏里格区域压裂用水“供需”矛盾。

综上所述，ASCM稠化剂具有高耐盐、耐剪切、高悬砂、低摩阻、低伤害等特点，配合动态回用方案可有效降低施工难度，能够满足苏里格气田水、返排液等复杂水质大规模回用需求，经济效益可观，社会效益明显。

4.结论及建议

1.采用聚丙烯酰胺AM为主链，引入苯磺酸、双尾单体、阳离子疏水基团等功能型基团，通过反相乳液聚合制备出了高耐盐稠化剂ASCM，并通过正交实验等优化了合成条件，单体摩尔比为AM∶SSS∶DEAM∶CnDMAAC=8∶0.5∶1∶0.15，引发剂用量为0.2%～0.25%，反应温度为40～50℃，聚合单体质量浓度为30%。

2.ASCM稠化剂的耐盐能力达到85 000 mg/L，耐钙镁能力达到6000 mg/L，在120℃连续剪切90 min后黏度在50～70 mPa·s，经2000 s^-1高速剪切后，黏度恢复率达90%，静态悬砂实验2 h无沉砂，30～120 min可控破胶，破胶液表面张力25～27 mN/m，破胶液残渣含量小于200 mg/L，岩心伤害小于25%。

3.开展气田水/返排液回用9井次，累计回用气田水/返排液1.43×104 m3（其中气田水3255 m3），压裂液性能及施工参数与清水配制的一致，施工成功率100%，改造效果良好。综合费用节约20%以上，经济效益良好。

4.ASCM稠化剂具有高耐盐、耐剪切、高悬砂、低摩阻、低伤害等特点，能够降低高矿化度水配液施工难度，节约成本，可满足苏里格气田水、返排液等大规模回用需求。