压裂液性能及分类

按化学性质分类常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳状压裂液、醇基压裂液以及酸基压裂液等六种类型。

1.水基压裂液是以清水做溶剂或分散介质，向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的。

主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂，即植物胶及衍生物（脈尔胶、田菁胶、香豆胶等）、纤维素衍生物和合成聚合物。

这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶，经交联剂交联后形成黏度极高的冻胶，在施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。

2.油基压裂液是矿场原油或炼厂粘性成品油均可作油基压裂液，但其黏度较低、热稳定性差、携砂能力不好、压裂液效率低。

目前多用稠化油，基液为原油、汽油、柴油、煤油或凝析油。

稠化剂为脂肪酸皂（如脂肪酸铝皂，磷酸酯铝盐等），矿场最高砂比可达30% （体积比）。

稠化油压裂液遇地层水后会自动破乳，所以无需加入破胶剂。

3.泡沫压裂液是一种新型水基压裂液，它是液体、气体及添加剂的混合物。

基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液，气相为二氧化碳、氮气、天然气，发泡剂用非离子型活性剂。

其最大特点是易于返排、滤失少以及摩阻低等，它具有弱酸性，可溶解近井地带及地层中的无机垢和部分岩石中的碳酸盐矿物，抑制粘土膨胀，改善或保护了油气层。

缺点是砂比不能过高、井深不能过大。

适用于低渗透、易水敏、高压油层和下部受水层威胁的油井以及气井的压裂，是一种综合性能较理想的压裂液体系。

4.乳状压裂液是指水包油型乳化液，基本上综合水基压裂液和油基压裂液的优点。

由于外相为水冻胶，所以乳状液的摩阻低、黏度高、热稳定，性好，其悬砂能力强，滤失低。

由于乳状液所含的水比较少，进入地层的水不多，因此可以较好的防止粘土膨胀和运移。

主要有聚合物乳化压裂液和植物胶冻胶原油乳化压裂液。

5.醇基压裂液由彳氐碳醇、稠化剂、水、PH调节剂、粘土稳定剂、助排剂等构成醇基压裂液。

醇基压裂液对砂岩储层无水敏、水锁伤害，而且还有解水锁的能力。

能有效降低水相滞留伤害，补充地层能量，具有返排能力强、低伤害等特点，能有效改善裂缝导流能力，提高压裂效果。

压裂液性能评价压裂过程中，要求压裂液具有高的携带支撑剂的能力、低的摩阻力及在不同的几何空间、不同的流动状态下优良的承受破坏的能力。

能否达到完善这些性能，首要的工作在于对压裂液流变性能进行正常评价。

压裂液性能的测试和评价是为配制和选用压裂液提供依据，为压裂设计提供参考。

（1）流变性能测定1）基液粘度：压裂液基液是指准备增稠或交联的液体。

基液粘度代表稠化剂的增稠能力与溶解速度。

压裂基液粘度用范35旋转粘度计或用类似仪器测定。

对于不同井深的地层进行压裂，对基液粘度有不同要求。

对于低温浅井（小于2000m）基液粘度在40～60mPa·s；对于中温井（井深2000～3000m），基液粘度在60～80mPa·s；对于高温深井（3000～5000m），基液粘度在80～100mPa·s。

2）压裂液的剪切稳定性：评价压裂液的剪切稳定性实际上是测定压裂液的粘—时关系。

在一定（地层）温度下，用RV3或RV2旋转粘度计测定剪切速率为170s-1时压裂液的粘度随时间的变化。

压裂液的粘度降到50mPa·s时所对应的时间应大于施工时间。

3）稠度系数K'和流动行为指数n'：用粘度计测定压裂液室温至油层温度下的流动曲线，如图18-8，用此图可以计算得出压裂液在不同温度下的K'和n'值，即n'=lgD1-lgD lg -lg 212ττ(18-15)式中n'—流动行为指数；τ—剪切应力，mPa ；D —剪切速率，s -1。

K'值越大，说明压裂液的增稠能力越强；n'值越大，说明压裂液的抗剪切能力越好。

但是K'值大，n'值就小。

n'值在0.2～0.7之间。

K'，n'值亦可以用旋转粘度计测定不同剪切速率下的应力值，再经计算得出。

（2）压裂液的滤失性测定压裂液向油层内的渗滤性决定了压裂液的压裂效率。

压裂液总结压裂液是压裂施工的关键性环节之一，素有压裂“血液”之称。

它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外，还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。

压裂液在施工时应具有良好热稳定性和流变性能，较低的摩阻压降，优秀的支撑剂输送和悬浮能力，而在施工结束后，又能够快速彻底的破胶返排，残渣低、并且进入地层的滤失液与油气配伍性好，对储层造成的潜在性伤害应最小，从而获得较理想的施工效果。

因此，在优选水力压裂所用的工作液时，应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍，对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手，优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。

压裂是油气井增产，水井增注的有效措施之一。

特别适于低渗透油气藏的整体改造。

压裂形成具有高导流能力的填砂裂缝，能改善储集层流体向井内流动的能力，从而提高油气井产能。

然而，压裂作业中压裂液进人储集层后，总会干扰储集层原有平衡条件，压裂措施本身包含了改善储集层和伤害储集层双重作用，当前者占主导时，压裂增产，反之则造成减产。

为了获得较好增产效果，就应充分发挥其改善储集层的作用，尽量减少对储集层的伤害。

一、压裂液对油气层的损害压裂液是压裂施工的关键性环节之一，素有压裂“血液”之称。

它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外，还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。

压裂作业中压裂液造成油气层损害的主要原因有：一是由于压裂液及其添加剂选择不当造成压裂液与油气层岩石矿物和油气层流体不配伍造成损害；二是压裂液对支撑裂缝导流能力的损害；三是压裂施工过程中的损害。

1．压裂液与油层岩石和油层流体不配伍损害1）压裂液滤液对油层的损害在压裂施工中，向储集层注人了大量压裂液，压裂液沿缝壁渗滤人储集层，滤液的侵人改变了储集层中原始含油饱和度，并产生两相流动，流动阻力加大。

毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。

如果储集层压力不能克服升高的毛细管力，则出现严重和持久的水锁。

压裂液有那些评价指标？
压裂液体系中指标有以下可以参考：
基液性能，包括表观粘度和pH值。

交联性能，基液与交联剂交联时间和形成冻胶的状况。

流变性能，考察在施工条件下，温度，剪切力对粘度的影响。

破胶性能，直接影响到压裂液返排和增产效果。

滤失性能，此行能影响压裂液效率及造缝能力。

岩心伤害，通过评价压裂液对储层基质渗透率的影响，评价对储层的伤害率。

携砂性能，包括冻胶的粘弹性及支撑剂的静态沉降时间。

配伍性性能，包括与储层岩石、储层流体及各种助剂的配伍实验。

摩阻性能，此性能为压裂施工泵压的关键参数。

辅助性能，如助排性能、残渣含量、抗菌性能等。

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