压裂液技术现状与发展趋势

压裂液技术现状及发展趋势，压裂是油气井增产的主要措施之一。 压裂通过高压泵将压裂液注入地层，扩大地层裂缝，引起新裂缝，填充支持剂，提高地层渗透率。 压裂液的作用是传递压力，形成地层裂缝，带有支撑剂进入裂缝。 压裂技术设备解决后，压裂效果主要取决于压裂液。 现代压裂液按制备材料的化学性质和压裂液系统的最终性状分类，包括水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、表面活性剂胶束压裂液等。 目前国内外有各种压裂液体系统，适应不同油气储藏和不同施工技术的要求。 开始，1948年水力压裂开始用于油井增产，50年代末使用油基压裂液(原油、凝固汽油、皂化凝胶油系统)，瓜尔胶作为水基压裂液的增稠剂，在60年代发现产生了现代压裂液化学的瓜尔胶改性研究及其交联水性压裂液体系(b，Al ) 开展的70年代是水基压裂液体系(无机钛和锆)，提高发泡液的80年代的有机钛，锆交联水性压裂液体系及其泡沫压裂液体系(N2和CO2)。 90年代有机硼延迟交联水性压裂液的新体系，胶囊破胶剂技术。 2000年以后，低增稠剂浓度的水基压裂液和清洗压裂液技术。 国内外压裂液体系统的发展回顾，压裂液体的发展历史：首先，压裂液体综述2，压裂液体的常用系统和发展方向3，压裂液体添加剂4，压裂液体的选择5，哈里伯顿常用压裂液体系统6，压裂液体的现场质量管理7，工作盒，目录，压裂液体(fracturingFluid )的定义-压裂施工-压裂液是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定化学系统。 根据泵的注入顺序和作用，压裂液可分为预浸液、预浸液、便携液和交换液。 另一方面，压裂液的综述，压裂液的基本功能之一是从井筒通过孔向裂缝前端的指定位置运送支撑剂，压裂液的漂浮和运输能力是基本要求，必须具有必要的“有效粘度”。 另一方面，压裂液的综述，粘度-狭缝宽度(近井地带) -影响支撑剂输送的液体过滤损失-控制整体液体过滤损失-控制裂纹的几何尺寸密度-控制静水压梯度-影响支撑剂输送-影响改造效果-影响裂纹尺寸-影响支撑剂输送，另一方面， 压裂液综述摩擦阻力-施工压力的控制-注入排出量的pH值的控制-交联反应时间的控制-影响液体性能的配合性-影响改造效果，另一方面，压裂液的综述、压裂液的粘度曲线、一、压裂液的综述、影响压裂液流动变化的因素有温度剪切速度剪切履历增粘剂浓度交联剂浓度压裂液浓度、一、 压裂液的综述、压裂液效率、低效压裂液、短缝、高过滤损失、长缝高效压裂液、低过滤损失、一、压裂液的综述、一、压裂液的综述、一、压裂液的伤害基质渗透率伤害滤液残渣胶体支持带伤害残渣胶体、一、压裂液的综述、残渣的伤害、一、压裂液的综述、一、压裂液的综述不同压裂液对支撑裂纹导率的对比，一、压裂液综述、压裂液应用所需条件-地层岩芯与流体的配合性良好-宽度，能够制作具有充分导率的裂纹-缝隙，沿膨胀裂纹运送支撑剂-耐温耐剪切-工程结束后垃圾一、压裂液综述、序言一、压裂液综述二、压裂液常用体系和发展方向三、压裂液添加剂四、压裂液选择五、哈里伯顿常用压裂液体系六、压裂液现场质量控制七、工作实例、目录压裂液按化学性状分类水系交联胶、线性凝胶油性增稠柴油(原油)、油胶乳化水包油、 油包水(水系线性，交联) -泡-氮气、二氧化碳、二元醇甲醇表面活性剂清洗压裂液其他：气体、酸性、低分子、自发热压裂液等2、压裂液常用系统和发展方向，(1)水系压裂液系水压裂液：交联果冻压裂液和线性压裂液。 交联果冻压裂液：目前压裂液应用的主要类型，发展方向低成本、伤害低。 交联果冻在1960年代末开始使用，被认为是压裂液技术的一大进步。 交联果冻在使用上表现出较强的粘弹性和塑性，在水力缝合和砂搬运能力等方面优于线形果冻压裂液。 二、压裂液的常用体系和发展方向；(二)油基压裂液是以油为溶剂或分散介质，与各种添加剂配制而成的压裂液。 磷酸酯溶解在烃类(柴油和轻质原油)中，添加少量的铝酸盐后，通过Al3的交联作用形成油性果冻类。 适用于低压、偏油湿润、强水敏地层。 缺点： 1、容易引起火灾。 2 .易对作业人员、设备及场所造成油污。 3、基础油成本高。 二、压裂液的常用体系和发展方向，乳化压裂液按水相和油相加有乳化作用的表面活性剂制备的分散介质分为水包油状压裂液和油包水状压裂液。 特点：对地层的损伤小，成本低于油基压裂液，耐温性差异适应浅井、低温、低砂比的水敏地层压裂。 (3)乳化压裂液、二、压裂液常用体系和发展方向，泡沫压裂液具有氮、二氧化碳或空气分散在压裂液中的分散体系特征：具有高悬浮能力的低密度系摩擦阻力小，过滤量少，水分相对少，压裂后容易排出，对油层的污染少，泡沫稳定性差。 适应范围：适应低压、低渗透、水敏地层。 (4)泡沫压裂液、二、压裂液常用体系和发展方向、泡沫质量影响粘度、粘度、cp、泡沫质量、%、0、20、40、60、80、100、%二、压裂液常用体系和发展方向、(5)压裂液-粘弹性表面活性剂、粘弹性表面活性剂(ViscoelasticSurfactant，简称VES )压裂液长网状胶束结构使表面活性剂胶束溶液具有凝胶性质，溶液粘度大幅增加，具有一定的弹性，以粘弹性表面活性剂压裂液命名。 国外的商品名为ClearFRAC(Schlumberger )，在国内被解释为清洁的压裂液。 二、压裂液的常用体系和发展方向，加入McBain小胶团(ccmc )、Hartley球状胶束(ccmc )、Debye香肠式棒状胶束(C10CMC )、棒状胶束六角束(c持续增大)、表面活性剂，在水中形成棒状胶束结构，使烃类有机物可溶于胶束(5)压裂液-粘弹性表面活性剂，二、压裂液常用体系和发展方向，二、压裂液常用体系和发展方向，压裂液的特点：无残渣，损伤小粘度，输沙能力强，可减少不必要的狭缝高发育，在有效的砂中拉伸裂缝，特别适合浅油层的压裂改造。 遇油自动破胶，遇水稀浆，可解决低温井破胶难题。 二、压裂液的常用系统和发展方向，5、降低水压裂液，清水压裂的优点：(1)容易形成具有一定电导性的长裂纹，(2)消除冻胶损害，不含残渣，有利于排放，(3)延长现有的天然裂纹，或形成相互连通的天然裂纹，(4)成本低清水压裂缺陷：(1)工作液效率低，使用量多，(2)工作液粘度低，形成的龟裂宽度窄，(3)搬砂能力差，(4)要求高泵排出量，补偿工作液的高过滤损失，主要配置阻碍剂等添加剂，二是压裂液常用系统和发展方向， 比较美国不同压裂液类型的发展趋势发现： 1950、1960、1970、1980、1990、2000；发展方向：低残渣、低伤害、低成本、配置简单、操作性强；2、压裂液常用系统和发展方向；以压裂液总论二、压裂液常用系统和发展方向三、压裂液添加剂四、压裂液选择哈里伯顿常用压裂液体系6、压裂液现场质量控制7、工作盒、目录、增稠剂杀菌剂压裂剂pH调节剂表面活性剂粘土稳定剂、发泡剂温度稳定剂转向剂降解剂交联剂、1 .构成水性交联剂压裂液体系的主要组成部分有三、压裂液添加剂、二、压裂液添加剂应用的基本要求-各液体需要最低限度的添加剂-所有添加剂三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-增稠剂、水溶性聚合物作为增稠剂(增稠剂)是水性压裂液的基本添加剂。 胍、香豆素、花青素、皂苷、槐豆胶、芋头、海藻胶等植物胶及其衍生物纤维素衍生物(羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等)； 合成聚合物(聚丙烯酰胺、甲基聚丙烯酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等)、生物聚合物(黄原胶)。 三、压裂液添加剂、羟丙基瓜尔胶、合成聚合物、纤维素衍生物、三、压裂液添加剂、瓜尔胶是由甘露糖和半乳糖组成的长链高分子聚合物，原料是生长在巴基斯坦和印度的瓜尔胶胚乳。 胍粉有15%-18%的不溶残渣。 利用丙烯酸氧化物将胍改性为羟丙基胍(HPG )，可以去除聚合物中的大量植物成分，最少含有2%-4%的水不溶性残渣。 三、用压裂液添加剂、行业标准SY/T5764-1995和SY/T5766-1995测定7项，重要的是直接影响压裂液性能的指标是水不溶性和粘度。 常用的增粘剂性能，三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-交联剂、交联剂是将溶解于水中高分子链的活性基团用交联离子(基团)用化学链连接形成三维网状果冻的化学剂。 常用交联剂一般分为无机和有机两种，无机类为四硼酸钠(通称硼砂)十水合，一般为非延迟交联的有机体系中含有有机硼络合物(JL系列)，延迟交联较多。 交联时间是在线性橡胶溶液中加入交联剂，表现刚性结构所需的时间。 三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-交联剂、交联延迟有利于交联剂的分散，产生更高的粘度，改善压裂液的温度稳定性。 同时，延迟交联在管道中流动的大部分是线性橡胶，可以形成较低的泵送阻力。 行业标准SY/T6216-1996规定了交联剂检测的8项指标，重要的是交联时间、耐温能力和破胶能力。 有机硼交联压裂液具有可控的延迟交联作用、耐高温和自动破胶三大特性。 三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-破胶剂化学分解压裂液交联胶，由大分子转化为小分子，压裂后排出，减少储层伤害。 水性交联果冻压裂常用的破胶剂有酶、氧化剂(常用过硫酸盐)和酸。 生物酶和催化氧化剂为21-54； 一般氧化剂适用于54-93。 低温破胶活性剂对于因过硫酸铵的分解温度高而开发的还原性化学物质，有效降低了破胶剂的活性化温度。 三、如果压裂液添加剂、压裂液添加剂-pH调节剂、pH调节剂能够控制增稠剂的水合增稠速度、交联剂所需的pH范围和交联时间的pH值较低，大部分液体迅速破胶的pH值较高时，压裂液的温度稳定性好，断胶时间长的压裂液的pH值必须控制在合理的范围内。三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-表面活性剂、破乳剂：与原油配合性好，能有效打破油液乳化。 助排剂：有利于钟表、降低界面张力、增大接触角、减小毛细管力、使压裂液逆流。 相互溶剂：是可与烃和水相互溶解的化合物，降低水溶液的表面张力，促进残液的排出。 三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-粘土稳定剂可防止粘土的膨胀、分散和无机盐KCl的输送，提高压裂液的矿化度，有效压缩使粘土膨胀的双电层，钾离子的大小进入粘土的硅四面体的六角空间，防止粘土的膨胀、分散和输送。 阳离子性聚合物，带正电的表面活性剂被带负电的粘土吸附，电荷被中和，粘土的离子交换能力降低，粘土吸附水合阳离子而不膨胀。 三、压裂液添加剂、压裂液添加剂-杀菌剂、所有水中含有细菌的水性液体中必须添加杀菌剂的杀菌剂，能够控制厌氧菌和好氧菌繁殖的细菌侵入有机聚合物，破坏其链，降低粘度。 添加杀菌剂主要是为了防止聚合物分解引起的粘度下降，影响交联、输沙。 三、压裂液添加剂、序言一、压裂液总论二、压裂液常用系统和发展方向三、压裂液添加剂四、压裂液选择五、哈里伯顿常用压裂液系统六、压裂液现场质量控制七、作业实例、目录、压裂液选择应同时满足储层特征、压裂技术和复排技术三个要求的储层特征1 )储藏2 )温度3 孔渗透特性4 )地层压力5 )敏感性6 )龟裂发育状况7 )地层流体，压裂工序要求1 )过滤损失2 )摩擦阻力3 )损伤，返回工序要求1 )破胶性能2 )返回性能，压裂液选择，4 )压裂液选择，压裂液选择，4 )压裂液选择，压裂液选择，压裂液选择，4 )压裂液选择为首，压裂液总论2，压裂液常用系统和发展方向3， 压裂液添加剂4、压裂液选择5、哈里伯顿常用压裂液系统6、压裂液现场质量控制7、作业例、样本、三角洲200h(60c93c)hybroh(52c150c )优点：1)增稠剂用量低、增粘性能高、残渣低(1-2%)2)低残留(80.6mg/L)3) 4.8m3/min； 4.5”)6)具有水链解除能力7 )延迟时间控制(115min )、5、哈里伯顿常用压裂液体系、t=310minT=125=288mPa.s、50%砂比时交联压裂液的砂运送性能、HybroH压裂液性能、5， harverton常用压裂液系统的压裂液添加剂防水链添加剂-GasPerm1000高效压裂剂-VIConNF、5、harverton常用的压裂液系统、压裂液添加剂-GasPerm1000、渗透率：0.05510-3m2、5， 哈利伯顿常用压裂液系压裂液添加剂-GasPerm1000改变接触角度2 .降低表面张力(降低到20dynes/cm )降低接触面张力(降低到0.1-1dynes/cm )，5 .哈利伯顿常用压裂液系，实验结果表明， 研究表明，以vicon-nf为破胶剂的压裂液系统可以大幅度降低压裂液对龟裂导率的损伤率，将损伤率从平均47%降低到平均8.7%，以vicon-nf为破胶剂的压裂液系统具有良好的低损伤性能。 高效破胶剂-VIConNF，5，哈里伯顿常用压裂液体系统，序言1，压裂液体综述2，压裂液体常用系统和发展方向3，压裂液体添加剂4，压裂液体选择5，哈里伯顿常用压裂液体系统6，压裂液体现场质量管理7，工作盒，目录，6，压裂液体现场质量管理，6，压裂液体现场质量管理，1 .压力罐中有锈、油、土、作业残留物等时，请在加水前清洗。 (2)从罐内取样，进行配水前水分析。 保证在这个地表的水中使用水，而不是地面的水。水质检查包括pH的测定和目视(油膜、浮游粒子、浮游碎片等有无明显污染物)。 (3)配水前计量水箱，确保各水箱中按比例添加添加剂的配液中形成的“鱼眼”和非水系聚合物嵌段，