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壓裂液介紹網(wǎng)上一、壓裂液介紹1.壓裂液(fracturingFluid)定義-壓裂施工中用到的工作液。

-壓裂液是由多種添加劑按一定配比形成的非均質(zhì)不穩(wěn)定化學(xué)體系。

-按泵注順序和所起的作用不同，壓裂液分為預(yù)前置液、前置液、攜砂液和頂替液。一、壓裂液介紹2.壓裂液應(yīng)用必備的條件

-與地層巖芯和流體配伍性良好；-能造出一定寬度、有足夠?qū)Я髂芰Φ牧芽p；-造縫并沿漲開的裂縫輸送支撐劑；-耐溫、耐剪切；-施工完成后能夠破膠，迅速返排；-易于控制、安全；-經(jīng)濟可行。二、壓裂液概述1.壓裂液按化學(xué)性狀分類（分散介質(zhì)）

-水基--交聯(lián)凍膠、線性膠-油基--稠化柴油（原油）、油凍膠-乳化--水包油、油包水（水基-線性、交聯(lián)）-泡沫--氮氣、二氧化碳、雙元-醇基--甲醇-氣體--純二氧化碳(1)水基壓裂液體系

水基壓裂液：交聯(lián)凍膠壓裂液和線性膠壓裂液。交聯(lián)凍膠壓裂液：是目前壓裂液應(yīng)用的主要類型，發(fā)展的方向是低成本、低傷害。交聯(lián)凍膠在上世紀(jì)60年代末開始使用，被認(rèn)為是壓裂液技術(shù)上的重大進(jìn)步。交聯(lián)凍膠在使用上表現(xiàn)出很強的粘彈性和塑性，在水力造縫與攜砂能力等方面優(yōu)于線性膠壓裂液。二、壓裂液概述（2）油基壓裂液體系

適用于低壓、偏油潤濕、強水敏的儲層。（3）乳化壓裂液體系適用于水敏、低壓地層。（4）泡沫壓裂液體系適應(yīng)于低壓、水敏性儲層，特別是氣藏。二、壓裂液概述美國不同壓裂液類型發(fā)展趨勢對比195019601970198019902000二、壓裂液概述三、壓裂液添加劑稠化劑殺菌劑破膠劑pH值調(diào)節(jié)劑表面活性劑粘土穩(wěn)定劑發(fā)泡劑溫度穩(wěn)定劑轉(zhuǎn)向劑降濾劑交聯(lián)劑1.構(gòu)成水基交聯(lián)凍膠壓裂液體系主要包括三、壓裂液添加劑2.壓裂液添加劑應(yīng)用的基本要求－每種液體需要最少的添加劑；－檢查所有添加劑的配伍性；－添加劑對溫度和pH的敏感性，按設(shè)計的配比加入。3.壓裂液添加劑-稠化劑

水溶性聚合物作為稠化劑(增稠劑)是水基壓裂液的基本添加劑。植物膠（如胍爾膠、香豆膠、田菁膠、皂仁膠、槐豆膠、魔芋膠和海藻膠）及其衍生物纖維素的衍生物(如羧甲基纖維素、羥乙基纖維素等)；

合成聚合物（如聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等）,以及生物聚合物（黃胞膠）。

胍膠是一種由甘露糖和半乳糖組成的長鏈高分子聚合物，原料是生長在巴基斯坦和印度的胍膠豆胚乳。胍膠粉有15%-18%的不溶殘余物。利用丙烯氧化物可將胍膠改性為羥丙基胍膠（HPG），可去除聚合物中大量的植物成分，水不溶殘余物最小時僅含2%-4%。

稠化劑含水量

（%）水不溶物含量(%)1%溶液粘度30℃、170S-1、mPa.s香豆膠4.5-9.06.0-13.0160-210田菁膠8.0-14.020.0-35.0120-160胍爾膠（巴基斯坦）9.520.0309羥丙基田菁膠6.0-11.07.5-16.0100-160羥丙基胍爾膠（國內(nèi)）7.0-12.08.0-15.0170-280羥丙基胍爾膠（美國）8.24.4297

按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5764-1995和SY/T5766-1995檢測七項,重要的、直接影響壓裂液性能的指標(biāo)是水不溶物和粘度。常用稠化劑性能3.壓裂液添加劑-交聯(lián)劑交聯(lián)劑是能通過交聯(lián)離子（基團）將溶解于水中的高分子鏈上的活性基團以化學(xué)鏈連接起來形成三維網(wǎng)狀凍膠的化學(xué)劑。常用交聯(lián)劑一般分為無機和有機兩類，無機類有十水合四硼酸鈉（俗成硼砂），一般為非延遲交聯(lián)；有機類包括有機硼絡(luò)合物（JL系列），多為可延遲交聯(lián)。交聯(lián)時間為線性膠溶液加入交聯(lián)劑至呈現(xiàn)剛性結(jié)構(gòu)所需要的時間。3.壓裂液添加劑-交聯(lián)劑延遲交聯(lián)有利于交聯(lián)劑的分散，產(chǎn)生更高的粘度并改善壓裂液的溫度穩(wěn)定性。同時，延遲交聯(lián)使管路中流動的大部分是線性膠，而能形成低的泵送摩阻。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T6216-1996規(guī)定交聯(lián)劑檢測8項指標(biāo)，關(guān)鍵是交聯(lián)時間、耐溫能力和破膠能力。有機硼交聯(lián)壓裂液具有可控制的延遲交聯(lián)作用、耐高溫和自動破膠三大特性。3.壓裂液添加劑-破膠劑使壓裂液交聯(lián)凍膠發(fā)生化學(xué)降解，由大分子變成小分子，有利于壓后返排，減少儲層傷害。水基交聯(lián)凍膠壓裂掖常用的破膠劑有酶、氧化劑（常用過硫酸鹽）和酸。生物酶和催化氧化劑適應(yīng)于21-54℃；一般氧化劑適應(yīng)于54-93℃。低溫破膠活化劑，針對過硫酸銨分解溫度較高而開發(fā)的還原性化學(xué)品，有效降低了破膠劑活化溫度。3.壓裂液添加劑-pH值調(diào)節(jié)劑pH調(diào)節(jié)劑可控制稠化劑水合增粘速度、交聯(lián)劑所需的pH值范圍和交聯(lián)時間；當(dāng)pH值較低時，大多數(shù)液體迅速破膠；當(dāng)pH值較高時，壓裂液的溫度穩(wěn)定性好，破膠時間較長；壓裂液的pH值應(yīng)控制在合理的范圍。3.壓裂液添加劑-表面活性劑破乳劑，與原油之間配伍性好，有效破除油液乳化。助排劑，降低表、界面張力，增大接觸角，減小毛管力，有利于壓裂液返排?；ト軇?，可與烴和水互溶的化合物，降低水溶液的表面張力，促進(jìn)殘液的返排。3.壓裂液添加劑-粘土穩(wěn)定劑防止粘土膨脹、分散和運移無機鹽KCl，提高壓裂液礦化度，有效壓縮使粘土膨脹的雙電層，并且鉀離子大小恰能進(jìn)入粘土的硅氧四面體的六角空間，防止粘土膨脹、分散和運移。陽離子聚合物，帶正電的表面活性劑被帶負(fù)電的粘土吸附，造成電荷中和并降低粘土的離子交換能力，使粘土不再因吸附水合陽離子而發(fā)生膨脹。3.壓裂液添加劑-殺菌劑所有的水含有細(xì)菌；水基液必須加有殺菌劑；殺菌劑能控制厭氧菌或喜氧菌繁殖；細(xì)菌侵襲有機聚合物，損壞其鏈和降低粘度。加入殺菌劑主要是為了防止因聚合物降解導(dǎo)致粘度下降，影響交聯(lián)、攜砂。3.壓裂液添加劑-簡述4添加劑類型功能代表產(chǎn)品殺菌劑殺死細(xì)菌1227、甲醛破膠劑降低液體粘度酸,氧化劑,膠囊破膠劑pH調(diào)節(jié)劑控制pH氫氧化鈉,醋酸粘土穩(wěn)定劑防止粘土膨脹KCl,NH4Cl,KCl替代物轉(zhuǎn)向劑使液體轉(zhuǎn)向粉砂,硼酸降濾失劑提高液體效率柴油,顆粒,細(xì)砂降阻劑降低摩阻丙烯酰胺共聚物鐵離子穩(wěn)定劑防止鐵沉淀乙酸、檸檬酸、EDTA,NTA表面活性劑降低表面張力氟碳,非離子表面活性劑溫度穩(wěn)定劑保持液體粘度甲醇,硫代硫酸鈉4.壓裂液添加劑質(zhì)檢（1）采油、采氣工程方案要求：①加強壓裂液體系質(zhì)量和技術(shù)監(jiān)督管理，保證添加劑質(zhì)量穩(wěn)定合格，性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求；②加大壓裂液體系中增稠劑、各種添加劑的隨機抽檢力度，進(jìn)行定期不定期抽樣；③（每個產(chǎn)建區(qū)）每季度送樣至油田公司指定部門質(zhì)檢一次。4.壓裂液添加劑的質(zhì)檢（2）抽樣

分化工庫和現(xiàn)場應(yīng)用兩種取樣方式，采用多點平均取樣方式，取樣范圍須包括整個藥品存放空間。將所取的試樣裝入清潔、干燥的取樣瓶中，并粘貼標(biāo)簽，標(biāo)簽中標(biāo)明：產(chǎn)品名稱、代號、批號、取樣日期、取樣人。4.壓裂液添加劑的質(zhì)檢（3）質(zhì)量檢查

（1）在油氣工藝研究院油田化學(xué)與防腐實驗室設(shè)有壓裂酸化添加劑和支撐劑質(zhì)檢中心，負(fù)責(zé)油田公司規(guī)定的定期和抽查質(zhì)檢工作。（2）在油氣院靖邊支撐組和隴東支撐組設(shè)有壓裂液添加劑和支撐劑現(xiàn)場質(zhì)檢點，每月定期和抽查現(xiàn)場壓裂液添加劑和支撐劑的質(zhì)量情況。1.壓裂液特性粘度-控制縫寬（近井地帶）-影響支撐劑傳輸液體濾失-控制總的液體濾失-影響裂縫的幾何尺寸密度-控制靜水壓梯度-影響支撐劑傳輸摩阻

-控制施工壓力

-影響注入排量pH值

-控制交聯(lián)反應(yīng)時間

-影響液體性能四、壓裂液性能測試1.粘度測試Q或剪速率()牛頓流體牛頓流體常數(shù)=pQQQpp或剪切應(yīng)力1.粘度測試馬達(dá)轉(zhuǎn)子測試液體轉(zhuǎn)筒六速粘度計測試粘度示意圖1.粘度測試-表觀粘度的測量用現(xiàn)場配液用水和所用添加劑混合配制的壓裂液在現(xiàn)場應(yīng)用六速粘度計實時測試，在低速100轉(zhuǎn)/min下，測試的讀速乘3為表觀粘度。測試交聯(lián)凍膠交聯(lián)時間和破膠時間。在恒溫、時間、剪切速度的條件下測試液體2.壓裂液濾失效率低效壓裂液短縫高濾失長縫高效壓裂液低濾失3.壓裂液的粘溫曲線五、壓裂液的現(xiàn)場質(zhì)量控制1.壓裂液現(xiàn)場質(zhì)量-控制內(nèi)容（1）空壓裂罐到位時，應(yīng)進(jìn)行檢查，確認(rèn)清潔度。如果罐中存在銹、油、土和作業(yè)殘留物等時，應(yīng)在裝水前清洗干凈。（2）從到位罐內(nèi)取水樣，進(jìn)行配液前的水分析。

保證用水來此地表水，而非地面水。水質(zhì)檢查包括測試pH值和目測（是否有油膜、懸浮顆?；蚋铀樾嫉让黠@的污染物）。（3）配液前對罐進(jìn)行計量，確保各罐中按比例加入添加劑；配液中形成的“魚眼”和非水化聚合物塊，主要原因是向配液漏斗中加入稠化劑與水流沖刺的速度不相匹配。五、壓裂液的現(xiàn)場質(zhì)量控制2.壓裂液現(xiàn)場質(zhì)量-控制內(nèi)容（4）用六速粘度計測試