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简述压裂液的主要类型

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压裂液技术剖析!

压裂液技术剖析!
2008-5-27
液粘度大幅度增加并具有了一定的弹性，粘弹性表面活性剂压裂液由 此得名。国外的商品名是 ClearFRAC(Schlumberger ) ，国内将其译 为清洁压裂液。
April 16, 2021
二、压裂液常用体系及发展方向
（5）清洁压裂液-粘弹性表面活性剂
▲加入表面活性剂，在水中形成棒状胶束结构
5、降阻水压裂液
主要有降阻剂等添加剂配置而成.
❖ 清水压裂优点: ❖ （1）易形成有一定导流能力的
长裂缝
❖ （2）消除冻胶损害，不含残渣 ，有利于返排；
❖ （3）延伸已有的天然裂缝或形 成相互连通的天然裂缝；
❖ （4）成本较低。
❖ 清水压裂缺点: ❖ （1）工作液效率低、用量大 ❖2008（-5-227）工作液粘度低、形成的
April 16, 2021
三、压裂液添加剂
压裂液添加剂- 稠化剂
水溶性聚合物作为稠化剂(增稠剂)是水基压裂液的基本添加剂。 植物胶（如胍尔胶、香豆胶、田菁胶、皂仁胶、槐豆胶、魔芋胶和海藻 胶）及其衍生物
2008-5-27
纤维素的衍生物(如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等)； 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（黄胞胶）。
代压裂液化学；
2008-5-27
❖ 60年代开展了瓜尔胶改性研究及其交联水基压裂液体系（B、Al）；
❖ 70年代提高水基压裂液体系（无机钛和锆）、泡沫液；
❖ 80年代有机钛、锆交联水基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基压裂液新体系，胶囊破胶剂技术。
❖ 2000年以后低稠化剂浓度水基压裂液和清洁压裂液技术。

压裂液

压裂液

冻胶，压裂液的起始粘度高，泵送摩阻大，粘度损失也较
大。 • 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联 特征，有利于压裂液粘度时效性控制，获得较高的裂缝粘 度，提高压裂处理效果。
• 热稳定性与剪切稳定性：
•
•
由于不同类的交联剂的交联反应速度不同，而反映出
的压裂液体系的抗温和抗剪切能力不同。 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联
1、水力压裂的作用
• （1）压裂能改造低渗透储层的物理结构，变径向流 动为线性流动，降低流动阻力，增大渗滤面积，达 到油气井增产、水井增注的目的； • （2）减缓层间矛盾，改善中低渗透层的开采状况； • （3）解除近井地带的堵塞； • （4）对储层物性差，自然产能低，不具备工业开采 价值的探井和评价井进行压裂改造，扩大渗油面积 或对油气井作出实际评价。
• 破胶剂使用浓度的影响： • 一般而言，破胶剂使用的浓度越高，破胶越彻底，破 胶时间越短，对地层损害越小。但同时也会造成压裂液粘
度的提前损失，影响压裂液的造缝能力。如果不采取任何
措施，过分的增加破胶剂浓度，不然会引起压裂液粘度的 大幅下降，甚至提前脱砂，导致施工失败。
3、4压裂液对导流能力的影响
、锆等金属螯合物交联压裂液对支撑裂缝导流能力有严重
的伤害，清洁返排能力远低于硼交联压裂液。 • 交联剂用于压裂液时不应仅考察交联和耐温程度，注 重保护油藏、按温度和油藏条件选用适应的交联剂成为必 须遵守的原则。
3、破胶剂 把高粘度压裂液留在裂缝中将降低支撑剂充填层 对油和气的渗透性，从而影响了压裂作业的效果。因 此压裂施工结束后，为了让施工液体能尽快的从井下
特征，使得体系初始粘度不高，而经过高温和连续剪切后
，平衡粘度明显高于无机硼（硼砂体系）。 • 一般而言，硼砂交联羟丙基瓜胶体系可用于80℃以 下的地层，而有机硼、有机钛及有机锆交联的羟丙基瓜胶 体系可抗160℃。

压裂液总结PPT

压裂液总结PPT
泡沫破坏的机理主要有：液膜的排液；气体透过液膜而扩散。
清洁压裂液
定义：又称为粘弹性表面活性剂压裂液，是一种基于粘弹性表面活 性剂的溶液。 清洁压裂液主要是将由长链脂肪酸盐衍生物所形成的季铵盐作为 表面活性剂加入到氯化钾、氯化镁、氯化铵、氯甲基四铵或水杨 酸钠溶液中配置而成。 作用机理：在水中特种表面活性剂随着浓度增加形成棒状胶束结 构。 ▲利用烃类有机物增溶到胶束中并使其分裂而破胶。 VES压裂液携带支撑剂是依靠流体的结构粘度，同时能降低摩阻 力。 VES压裂液与聚合物压裂液不同，它无造壁性，不会留下滤饼。
凝胶破胶形成低粘度水溶液，流阻降低；在裂缝中接触到原油或天然气同样如此。 机理二：在地层水的作用下，清洁压裂液液体因稀释而降低了表面活性剂浓度，棒状胶束也不再相
互纠缠在一起，而呈现单个胶束结构状存在。
与传统聚合物压裂液对比：
➢传统聚合物压裂液随压力增大滤失严重；而VES压裂液对压力不敏感。 ➢VES压裂液不含聚合物，显著降低了残渣在支撑剂填充带和裂缝表面 上的吸附量，形成高导流能力的裂缝。 ➢VES压裂液无造壁性，不会留下滤饼，对地层污染程度较小，改善了 负表皮系数，从而增加了油气井产能。
水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
裂缝的形态与方位
油层通过压裂后形成的裂缝有 两种形态：即水平裂缝和垂直 裂缝。
原理：裂缝面垂直于最小 主应力方向。
岩石 轴应力分布图
压裂液性能及分类
根据压裂液在不同阶段的作用分为：前置液、携砂液、顶替 液。 前置液作用：主要是破裂地层形成一定几何尺寸裂缝。 携砂液作用：将支撑剂带入裂缝并将砂子置于预定位置上。 顶替液作用：将井筒中的携砂液全部替如到裂缝中。
对压裂液的性能要求
(1)滤失少 ；(2)携砂能力强； (3)低摩阻 ； (4)热稳定性和抗剪切稳定性； (5)与地层岩石和地下流体的配伍性； (6)低残渣、易返排 ； (7)价格便宜、宜配制、货源广。

压裂液知识3

压裂液知识3

与前置液：对地层进行解读或补充井底亏空等而采取预处理 所用的液体活性水、酸液等。 前置液：压开地层，形成裂缝；在裂缝壁面形成滤饼，减 缓后续入井液体的滤失；冷却地层，降低携砂液的热降解 ，保证携砂液的抗温抗剪切性。 携砂液：携带砂子进入地层，在裂缝内形成高渗透支撑层。
顶替液：将油管中的携砂液顶替进入地层，防止停泵后油管中的 砂子沉降，埋没油管，形成卡钻事故。
常规的压裂液添加剂主要有：稠化剂、交联剂、破胶剂、杀菌 剂、破乳剂、粘土稳定剂、PH值调节剂、助排剂等。
1、稠化剂 稠化剂就是能够增加压裂液粘度的一种添加剂，一般均为高分子聚合 物（清洁压裂液的稠化剂为具有粘弹性的表面活性剂），主要有四大 类。 （1）瓜儿胶 瓜儿胶来自一年生长草本植物瓜尔豆的内胚乳，4~5Kg瓜尔豆可 加工1Kg瓜儿胶。主要产自印度和巴基斯坦。
（2）羟丙级胍胶 在生产胍胶粉的过程中，并不能将胍胶与其他不溶于水的植物成分如脂 类等完全分离。因此，在胍胶溶液中，仍有12%以上的不溶残余物，需进 行化学改性。在碱性催化环境下，以醇（甲醇、乙醇或异丙醇）为分散 剂，以环氧醚为改性剂，可得到胍胶的衍生物，即羟丙级胍胶（HPG）， 其水不溶物达到1~8%。
主讲人：苟庚武
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第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
压裂基础知识 压裂液的基础知识 压裂液现场质量控制常见问题 油井压裂液体系 气井压裂液体系 现场技术服务风险及急救
第一章 压裂基础知识
一、压裂工艺介绍
目前全国油田区块压裂工艺技术主要分为两大类：高能气体压裂和水 力压裂。
四、水基压裂液的分类 （1）活性水压裂液 活性水压裂液是表面活性剂的稀得水溶液。 特点：配制简单、成本低廉、粘度低、摩阻小、携砂性能 差。

压裂液-专题一

压裂液-专题一

可得到 可得到 WG-8 可得到
WG17 LGCVI
WG-18
NWG-70 NWG-31 SLR,LFC-3 NWG-31, GW-38 NWG-11SLR, XLFC-1,GC-2
油 基 压 裂 液 中 的 CMHPG胶 油 基 压 裂 液 中 的 CMHPG粉
在油基压裂液中的瓜胶。 XLFC1
LGCIV, LGC-8
表4 羟丙基瓜尔胶与国外有关公司同类产品的性能对比
测定项目
超细HPG 稠化剂 淡黄色粉末
100
GRJ-11
淡黄色粉末
WG-16
外观
（120目） ≥ （200目） ≥
荧光白色粉末
99
98
细度
从表4中，我们可以看出，我们新研制的 超细HPG稠化剂的性能已经超过国外的有关 7.0 8.0 7.2 含水≤% 同类产品的性能。已经工业化生产的GRJ-11 0.5%粉比的表观粘 也已经达到国外同类产品的水平。 70 58.5 59.5 度≥mPa.s
在实验时，我们同时作了粘度恢复实验，包括冷却、
和剪切降解对粘度的影响。
B:OBC—2交联剂交联的羟丙基瓜胶 压裂液的性能
700 600
© ³ È ¨ Õ ¶ £ mPa.s£
HPG1 HPG2
500 400 300 200
100 结论 ：用OBC—2有机硼交联剂交联的压裂 0
15 30 45 60 75 90 105 120 液在120℃、170s-1的条件下，仍有较高的粘 ô Ð ±ä ¨ ¼ Ç Ê ¼ £ min£ © 度，这样，保证了该压裂液在该条件下仍可 以很好的悬砂、造缝，完全能满足现场施工 ¼ ¢ » ¨Ì þ  ³ È æ ô Ð ±¼ Ä ä ¯ Ø µ Í 1¡ Ò ¶ õ ¼ Ï Õ ¶ Ë ¼ Ç Ê ä µ ±» ¹ Ï 的需要。

压裂液课多媒体

压裂液课多媒体

3.乳化压裂液
两份油 + 一份稠化水(聚合物)
油相<50%，压裂液粘度太低 >80%，不稳定或粘度太高
4.泡沫压裂液
适用:
K<1MD， 粘土含量高的砂岩气藏 低压、低渗油气层压裂
液相 + 气相 + 添加剂泡沫液 液相:
清水、盐水、冻胶水、原油或成品油、酸液
气相
氮气、二氧化碳、空气、天然气等
油田的压裂液现状
压裂液－①低粉比胍胶压裂液
对常规胍胶压裂液体系，在确保携砂能力的条件下，尽可能
减少胍胶浓度，以减小残渣对地层的伤害。优选具有较宽交联
比范围和良好延缓交联性能的交联剂, 减少管内和裂缝内的流动 摩阻。
井深：3000～3700m 井深：2500～3000m ， 井深：1500～2500m， 井深：小于1500m， 0.55%GRJ 0.50％GRJ 0.40～0.45％GRJ 0.35％GRJ
羧甲基纤维素（CMC）水基冻胶压裂液 聚丙烯酰胺(PAM)与甲叉基聚丙烯酰胺 (PAMM)水基压裂液 羟丙基胍胶压裂液 羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG)
2.油基压裂液
发展历程： 20世纪60年代—羧酸铝盐； 20世纪70年代—铝磷酸酯盐； 如今--铝磷酸酯化学剂
适应: 水敏性地层、有些气层 基液: 原油、汽油、柴油、煤油、凝析油 稠化剂:脂肪酸皂、脂肪酸铝皂、磷酸脂铝盐等 特点: 遇地层水后会自动破乳
在压裂液类型中占有主导作用。
80年代泡沫压裂液大规模的现场应用，取代了部分水基压裂液。 目前仍是以水基压裂液为主（占65%），泡沫压裂液（占30%），油
基压裂液、乳化压裂液（占5%）共存的局面。其中，在水基压裂液中，硼交

煤层气行业压裂液-相当经典

力，提高泵送效率。
02
煤层气行业压裂液的应 用
煤层气开采中的压裂液应用
压裂液在煤层气开采中起到关键作用 ，通过向煤层中注入压裂液，能够使 煤层产生裂缝，增加煤层气的渗透性 ，从而提高煤层气的产量。
压裂液的选择需要根据煤层的特点和 开采条件进行优化，以确保压裂效果 和煤层气的开采效率。
煤层气增产中的压裂液应用
高效化
随着煤层气开采技术的发展，对压裂液的效率要求越来越 高。未来压裂液的发展将更加注重高效化，以提高煤层气 开采效率。
环保化
环保要求日益严格，未来压裂液的发展将更加注重环保性 能，开发低毒、低污染、易降解的压裂液体系，以及压裂 液的循环利用技术。
个性化
不同煤层地质条件对压裂液的要求不同，未来压裂液的发 展将更加注重个性化，根据不同煤层地质条件定制适合的 压裂液体系。
和维护较为复杂。
压裂液的作用
造缝作用
压裂液在高压下将煤层 压开并形成裂缝，增加 煤层气渗透面积，提高
开采效率。
支撑作用
压裂液在裂缝中起到支 撑作用，防止裂缝闭合， 保持煤层气渗透通道的
通畅。
携砂作用
压裂液将破碎的岩石颗 粒携带至地面，保持井 筒通畅，便于后续排采
作业。
降低摩擦作用
压裂液在泵送过程中可 降低管路和泵的摩擦阻
在煤层气增产过程中，压裂液的注入能够扩大煤层裂缝，提高煤层气的渗透性， 从而增加煤层气的产量。
针对不同的增产需求，需要选择不同类型的压裂液，如低粘度、高粘度、泡沫压 裂液等，以达到最佳的增产效果。
煤层气排采中的压裂液应用
在煤层气排采过程中，压裂液的注入能够提高煤层气的解吸 速度和采收率。
压裂液在排采过程中起到调节地层压力的作用，有助于控制 煤层气的生产速度和采收率。同时，合理的排采制度也是提 高煤层气采收率的关键因素之一。

压裂液

压裂液1油层造缝机理 (2)1.1 油层压裂原理 (2)1.2裂缝形成 (3)1.3影响裂缝形成的因素 (5)1.4油层水力压裂的作用 (5)2压裂液性能及分类 (6)3水基压裂液 (8)3.1天然植物胶水基压裂液 (8)3.2纤维素衍生物压裂液 (15)3.3合成聚合物压裂液 (16)3.4水基压裂液添加剂 (18)4油基压裂液 (29)4.1稠化油压裂液 (29)4.2油基冻胶压裂液 (29)5泡沫压裂液 (31)5.1泡沫压裂液的组成 (31)5.2泡沫压裂液的性能及表征 (33)5.3影响泡沫压裂液性能的因素 (35)6清洁压裂液 (36)6.1粘弹性表面活性剂压裂液的特点 (37)6.2清洁压裂液的流变性能和应用性能 (37)6.3清洁压裂液的现场施工工艺及应用情况 (40)7压裂液性能评价 (41)7.1裂缝几何尺寸与压裂液粘度的关系 (41)7.2压裂液滤失性 (41)7.3压裂液流变学 (42)7.4压裂液流变性 (44)8压裂工艺技术 (49)8.1选井选层 (49)8.2压裂施工工艺 (49)8.3高砂比压裂技术 (50)8.4人工隔层控制垂向裂缝高度技术 (50)参考文献 (53)油层水力压裂，简称为油层压裂或压裂，是20世纪40年代发展起来的—项改造油层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。

它是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近形成高压。

此压力超过井底附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。

继续将带有支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以支撑剂。

这样在停泵后即可形成一条足够长，具有一定高度和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层的导流能力，达到油气增产的目的(如图3-1)。

图3-1压裂过程示意图在提高油气产量和可采储量方面，水力压裂起着重要的作用。

1947年出现的压裂技术已成为标准的开采工艺，到1981年压裂作业数量已超过80万井次，至1988年，作业总数发展至100万井次以上，大约近代完钻井数的35%~40%进行了水力压裂。

第6章水力压裂


第一节 造缝机理
造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力 及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有 密切关系。
破裂压力
延伸压力
地层压力
压裂过程井底压力变化曲线 a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
一、油井应力状况
(一)地应力
垂向应力：上覆层的岩石重量。
z
y
Z S gdz
产生水平裂缝时，井筒内注入流 体的压力等于地层的破裂压力：
PF Ps
z tv
1
实验修正：
z tv PF Ps 12 1.94 1
1 2 1
三、破裂压力梯度(破裂梯度)
破裂梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 根据压裂施工资料统计出来的破裂梯度值为： (15～18)～(22～25) 根据破裂梯度的大小估计裂缝的形态： 小于15～18时形成垂直裂缝 大于23时形成水平裂缝 深地层——垂直裂缝 浅地层——水平裂缝
(2)降低了井底附近地层中流体的渗流阻力。
3.压裂的种类：(根据造缝介质分类) 水力压裂
利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力 的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近 的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝 ；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑 剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形 成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝。
干法压裂
利用100%的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无 水无任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可 避免地层伤害。 关键技术：砂子进入液体二氧化碳中的混合器。 适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地 层，适合的储层包括渗水层、低压层及有微粒运移的 储层以及水敏性储层。

第8章 压裂液及压裂用添加剂ppt课件

低粘度（但悬砂能力强）； 低摩阻； 低滤失量； 低含水量； 压裂后易于排出； 对地层污染少。
特 点
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液 将稠化剂溶于油中配成。
常 用 的 稠 化 剂 脂肪酸皂 磷酸酯 油溶性聚合物
脂肪酸皂
稠化机理
超过一定浓度以后，脂肪酸皂可在油中形成结构， 产生结构粘度，将油稠化。
磷酸酯 使用时磷酸酯溶于油中，用铝盐（如硝酸铝、 氯化铝）活化。
部分水解聚丙烯酰胺的锆冻胶 （锆的多核羟桥络离子）
pH4~6
部分水解聚丙烯酰胺的铬冻胶
pH4~6
1、水基压裂液
（3）水包油压裂液 水包油压裂液主要由水、油和乳化剂配成。 配制：
水：淡水、盐水、稠化剂
油：原油、馏分油 乳化剂：离子型、非离子型、两性表面活性剂
特点：
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系
过氧化物 酶 潜在酸 潜在螯合剂
过氧化物破坏剂
过氧化物是含有过氧基（-O-O-）的化合物。
过氧化物是通过聚合物氧化降解，破坏冻胶结构。
酶类破坏剂
破坏机理 对聚糖水解降解起催化作用，破坏冻胶结构。 使用条件 酶只能用于温度低于65℃和pH值在3.5～8范 的条件下。
潜在酸类破坏剂
定义
潜在酸是在一定条件下能转变为酸的物质。
（2）支撑剂的要求 密度低、强度高、化学稳定性好、便宜易得。
1、支撑剂
(3)常用支撑剂
天然支撑剂 高强度的支撑剂 低密度的支撑剂 化学稳定性好的支撑剂 石英砂 烧结陶粒 微孔烧结陶粒、核桃壳 酚醛树脂覆盖的砂粒
2、破坏剂
（1）定义： 在指定时间内能将压裂液的粘度减到足够 低的化学剂。由于破坏后的压裂液易从地层排 出，因此可减小压裂液对地层的污染。 （2）常用的破坏剂： 压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
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简述压裂液的主要类型
压裂液是一种在压裂作业中使用的特殊液体，它被注入到地下岩石中，以帮助释放天然气或石油。

压裂液的主要作用是在岩石裂缝中形成并维持一定的压力，从而扩大裂缝并增加能源的采集效率。

根据其成分和性质的不同，压裂液可以分为多种类型。

1. 水基压裂液
水基压裂液是最常用的一种压裂液类型，其主要成分是水和一些添加剂。

水基压裂液具有较低的成本和良好的流体性能，适用于大多数地质条件。

此外，水基压裂液还可以通过添加一些表面活性剂和助剂来调整其黏度和流变性能，以满足不同的工作需求。

2. 油基压裂液
油基压裂液是以油为基础的压裂液，其主要成分是石油或矿物油。

油基压裂液具有较高的黏度和流变性能，适用于一些需要较大压力的岩石裂缝。

此外，油基压裂液还具有较好的渗透性和稳定性，能够在高温、高压环境下保持较长时间的工作效果。

3. 乳化压裂液
乳化压裂液是由水和油相互乳化而成的压裂液。

它具有水基压裂液和油基压裂液的一些优点，既有较好的流体性能，又具有较高的黏度和流变性能。

乳化压裂液在一些复杂的地质条件下具有良好的适应性，能够满足各种不同的工作需求。

4. 纳米压裂液
纳米压裂液是近年来发展起来的一种新型压裂液。

它利用纳米技术将一些纳米颗粒添加到水基或油基压裂液中，以改善液体的性能和增加岩石的渗透性。

纳米压裂液具有较高的渗透能力和扩展能力，能够在地下岩石中形成更多的裂缝并提高天然气或石油的采集效率。

5. 温度敏感型压裂液
温度敏感型压裂液是一种能够根据温度变化而改变其流变性能的压裂液。

它可以在低温下保持较低的黏度，以便在岩石中形成裂缝；而在高温下可以迅速增加黏度，以防止液体过度渗透并影响采集效率。

温度敏感型压裂液在一些温度变化较大的地质条件下具有良好的适应性。

总结起来，压裂液的主要类型包括水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、纳米压裂液和温度敏感型压裂液。

不同类型的压裂液具有不同的性能和适应性，可以根据地质条件和工作需求选择合适的压裂液类型，以提高能源的采集效率。