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清洁压裂液研究进展雷跃雨 王世彬 郭建春 刘莎莎(油气藏地质及开发工程国家重点实验室 西南石油大学)摘要 清洁压裂液是一种无聚合物的黏弹性液体。
其稠化剂为特定的表面活性剂,这些表面活性剂分子溶解在盐水中会形成棒状胶束,依靠胶束间相互缠绕形成的三维网状结构达到有效携砂;烃类物质能破坏表面活性剂的胶束结构,不需要外加破胶剂。
因此,清洁压裂液的交联、携砂和破胶等原理都不同于常规压裂液。
本文综述了清洁压裂液的增稠原理、流变性能、破胶性能,以及未来发展趋势。
关键词 清洁压裂液 胶束 黏弹性DOI:10 3969/j.issn.1002-641X 2010 11 007水力压裂作为油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施已经发展应用了60年。
在影响压裂成败的诸多因素中,压裂液的性能至关重要。
由于成本低、流变性能好等优点,水基冻胶压裂液作为主要的压裂液已经应用了很多年,但这类压裂液的稠化剂均是一些大分子的聚合物,如改性胍胶、羟丙基纤维素及聚丙烯酰胺等。
这些大分子聚合物,虽然成胶质量好,但因其溶解分散性差,水不溶物多,易形成鱼眼!等,使得聚合物的利用率大大降低。
此外,增稠剂与交联剂交联形成的超大分子中就有相当一部分未彻底破胶的物质和水不溶物,在压裂施工后残留在地层裂缝中,使地层渗透率下降,引起二次伤害,导致压裂改造效果降低[1]。
无聚合物、黏弹性表面活性剂(VES)压裂液技术的成功应用为我们引入了清洁压裂液。
清洁压裂液又称表面活性剂压裂液、无伤害压裂液,是以一种防膨能力很强的表面活性剂为增稠剂的胶体压裂液体系,其不含任何聚合物,不含有任何不溶于水和烃类的固体。
因此,清洁压裂液中无残渣,不存在引起伤害的固体微粒,对地层基本无二次污染伤害[2]。
而且,形成的裂缝面相对胍胶压裂液更干净,压裂液对裂缝面的伤害也明显减少;返排时间短,在碳氢化合物相中,表面活性剂可以自我分解成多个部分,在产出水中残留很少,利于(普通水)返排,恢复导流能力可达97%[3]。
国内清洁压裂液的研究与应用方飞飞;唐善法;田磊;梁策;刘明书;黄嵘【摘要】总结了压裂液的发展历程,分析归纳了目前国内外清洁压裂液体系的组成、作用机理.对国内清洁压裂液在油井、天然气和煤层气中的最新研究与应用进行了综述,并针对清洁压裂液的发展趋势提出了自己的看法.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2012(013)010【总页数】5页(P5-9)【关键词】清洁压裂液;表面活性剂;增黏机理;油气井;煤层气【作者】方飞飞;唐善法;田磊;梁策;刘明书;黄嵘【作者单位】长江大学石油工程学院,荆州434023;长江大学石油工程学院,荆州434023;长江大学石油工程学院,荆州434023;长江大学石油工程学院,荆州434023;长江大学石油工程学院,荆州434023;长江大学石油工程学院,荆州434023【正文语种】中文压裂作为油气藏增产增注的主要措施已得到迅速发展和广泛应用，压裂液是压裂技术的重要组成部分，是决定压裂成败的关键。
自从1947年首次用于裂缝增产以来，压裂液已经历了巨大的演变［1］。
早期的压裂作业是通过向汽油中添加形成足以压开和延伸裂缝的黏性流体，后来逐渐采用胍胶及其衍生物作为工作液;但随着井深的增加和温度的升高，对压裂液黏度的要求越来越高。
为了在高温储层中达到足够的黏度和提高其高温稳定性能，开始采用硼、锆、钛等无机和有机金属离子作为交联剂［2］。
与此同时，针对一些特殊地层(如高温、低温、低渗透、水敏地层等)和特殊工艺需要(如快速配置、延迟交联、快速破胶、酸化压裂等)，发展了各种特殊的压裂液，例如泡沫压裂液、乳化压裂液和油基压裂液等［3］。
上述几种压裂液体系，已在国内外各油田得到广泛的应用，并取得良好的增产效果［4］。
但使用这些压裂液体系存在共同的缺陷，就是压裂液破胶不完全，产生的残渣残留在裂缝中，严重降低了储层渗透率，从而导致压裂效果变差甚至失效。
据资料介绍［5－6］，普通的压裂液在地层中的残留量高达注入量的60%～65%。
清洁聚合物压裂液研究与现场应用杜 涛， 姚奕明， 蒋廷学， 陈 作， 张旭东（中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京１００１０１）摘 要：清洁聚合物压裂液是目前国内外压裂液研究领域的热点之一。
以增稠剂（ＳＲＦＰ－１）、交联剂（ＳＲＦＣ－１）、黏土稳定剂（ＳＲＣＳ－１）和助排剂（ＳＲＣＵ－１）工业品作为研究对象，以现场配液用水配制清洁聚合物（ＳＲＦＰ）压裂液，评价了ＳＲＦＰ清洁聚合物压裂液的变剪切性能、破胶性能及压裂液滤液对岩心的伤害性能；测定了破胶液的表面张力。
结果表明：该压裂液在９０℃条件下具有良好的耐剪切性能；在６０～８０℃，破胶剂加入量为０．００５％～０．０４％条件下，２ｈ即可破胶，破胶液黏度小于５ｍＰａ·ｓ，破胶液表面张力小于２８ｍＮ／ｍ；压裂液滤液对岩心基质伤害率为１８．７％；最后将该压裂液成功应用于鄂尔多斯盆地某重点水平井的压裂作业。
关键词：清洁聚合物压裂液；变剪切性能；破胶性能；岩心基质伤害率；现场应用中图分类号：ＴＥ３５７．１２ 文献标志码：Ａ文章编号：０３６７－６３５８（２０１６）０６－０３３４－０４Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃｌｅａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ ａｎｄ Ｆｉｅｌｄ ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＤＵ Ｔａｏ， ＹＡＯ Ｙｉ－ｍｉｎｇ， ＪＩＡＮＧ Ｔｉｎｇ－ｘｕｅ， ＣＨＥＮ Ｚｕｏ， ＺＨＡＮＧ Ｘｕ－ｄｏｎｇ（Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｈａｌｅ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ ＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔＭｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｌｅａｎ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｉｅｌｄｓ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ．ｇｅｌｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ（ＳＲＦＰ－１），ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｒ（ＳＲＦＣ－１），ｃｌａｙ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ（ＳＲＣＳ－１）ａｎｄ ｃｌｅａｎｕｐ ａｄｄｉｔｉｖｅ（ＳＲＣＵ－１）ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｔａｒ－ｇｅｔ ｏｂｊｅｃｔｓ．Ｃｌｅａｎ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ（ＳＲＦＰ）ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｗａｔｅｒ．Ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｈｅａｒ ｐｅｒ－ｆｏｒｍａｎｃｅ，ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｂｒｅａｋ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｏｎ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｄａｍａｇｅ ｏｆ ｃｏｒｅｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｇｅｌ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｓｈｏｗｅｄ ｂｅｔｔｅｒｓｈｅａｒｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ９０℃．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ６０～８０℃，０．００５％～０．０４％ｂｒｅａｋｅｒ ａｎｄ ２ｈ，ｔｈｅ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｌ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ５ｍＰａ·ｓ，ａｎｄ ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｌ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ２８ｍＮ／ｍ．Ｔｈｅ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｒｅｍａｔｒｉｘ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ＳＲＦＰ ｗａｓ １８．７％．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆｏｎｅ ｋｅｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｉｎ Ｏｒｄｏｓ Ｂａｓｉｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｅａｎ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｈｅａｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｇｅｌ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｐｅｒｍｅａ－ｂｉｌｉｔｙ ｄａｍａｇｅ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｒｅ ｍａｔｒｉｘ；ｆｉｅｌｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０１５－１０－１２；修回日期：２０１６－０３－１７基金项目：国家重大科技专项“大型油气田及煤层气开发—复杂地层储层改造关键技术”（合同编号：２０１１ＺＸ０５０３１－００４－００３）资助；中国石化石油工程技术服务有限公司重点项目“合成聚合物压裂液开发与应用”（合同编号：１００１００９９－１３－ＺＣ０６０７－００３７）资助；国家自然科学基金重大项目“页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂理论”（合同编号：５１４９０６５３）资助；中国石化科技攻关项目“ＬＰＧ无水压裂液研究”资助；中国石化科技部院控项目“抗盐压裂液研制”资助；国家重大科技专项“彭水地区高效钻井及压裂工程工艺优化技术”（合同编号：２０１６ＺＸ０５０６１－００２）资助。
国内清洁压裂液的研究与应用一、介绍国内清洁压裂液的研究背景和现状1. 压裂技术的作用和发展历程2. 清洁压裂液的重要性和发展趋势3. 国内清洁压裂液的研究现状二、清洁压裂液的组成及性能要求1. 清洁压裂液的组成成分2. 清洁压裂液的性能要求3. 相关管控规范三、清洁压裂液的制备工艺1. 传统压裂液的制备2. 清洁压裂液的制备方法和工艺3. 清洁压裂液的配方设计和优化四、清洁压裂液在页岩气开发中的应用进展1. 清洁压裂液在页岩气开发中的优势和应用前景2. 清洁压裂液在国内页岩气开发中的应用现状3. 清洁压裂液在页岩气井生产中的应用效果五、清洁压裂液的未来发展方向和建议1. 清洁压裂液研究的挑战和机遇2. 清洁压裂液的未来发展方向3. 政策建议和技术创新的推广措施注：以上提纲只作参考，具体论文撰写需要根据实际情况进行调整和优化。
压裂技术作为一种提高页岩气开采率的重要技术手段，在页岩气勘探和开发中得到了广泛应用。
随着页岩气产业的发展，越来越多的人关注到了压裂液的环保性和经济性问题。
为了避免污染环境和降低成本，国内开始加大清洁压裂液的研究和应用力度。
压裂技术的作用和发展历程：压裂是一种通过高压液体将石油、天然气等油藏内的裂隙扩大、连接起来，以提高油气开采率的工艺。
自1947年以来，压裂技术经历了长足的发展。
在过去的几十年里，压裂技术已经由浅部压裂发展成为深部压裂、多点压裂和水力喷射等多种技术方法，取得了重大的石油、天然气和地热能开采成果，并成为油气勘探和开发的重要技术手段之一。
清洁压裂液的重要性和发展趋势：随着页岩气开发的快速发展，压裂液的质量成为页岩气开发的一个重要问题。
传统压裂液存在环境污染和经济问题，如井下回收、长距离运输和废液处理等方面都存在一定的问题。
为了缓解这些问题，清洁压裂液逐渐成为了压裂液技术的一个热点问题。
清洁压裂液具有环保、经济、稳定等优点，因此在页岩气开发中的应用前景广阔，这也是为什么越来越多的国内研究机构和公司开始加大清洁压裂液的研究和应用力度。
低分子环保型压裂液体系的研究开发与推广应用引言随着全球能源需求的增长，对于页岩气、煤层气等非常规天然气资源的开采日益重要。
而压裂技术作为一种有效的非常规气田开发方法，在过去几十年中得到了广泛应用。
然而，传统的高分子压裂液体系存在环境污染、地下水污染等问题。
为了解决这些问题，低分子环保型压裂液体系得到了广泛关注和研究。
应用背景传统高分子压裂液的问题传统的高分子压裂液主要由水、溶剂和添加剂（如聚合物、界面活性剂等）组成。
这种压裂液不仅价格昂贵，而且在使用过程中会产生大量废水和废液。
这些废水和废液含有有机物、重金属离子等有害物质，对环境造成严重污染。
高分子压裂液在地下水中的迁移和积累也会对水资源造成潜在威胁。
低分子环保型压裂液的优势与传统高分子压裂液相比，低分子环保型压裂液具有以下优势：1.环境友好：低分子环保型压裂液中不含有机物和重金属离子等有害物质，对地下水和土壤没有污染风险。
2.减少废水排放：低分子环保型压裂液使用量少，产生的废水和废液较少，减少了对环境的影响。
3.降低成本：低分子环保型压裂液的原料成本较低，可以降低开采成本。
4.提高开采效率：由于低分子环保型压裂液具有较小的粘度和表面张力，可以更好地渗透岩石裂缝，提高天然气开采效率。
应用过程低分子环保型压裂液的配方低分子环保型压裂液主要由溶剂、添加剂和功能剂组成。
其中溶剂通常选择具有良好溶解性且对地下水无污染风险的化合物。
添加剂可以是表面活性剂、增稠剂等，用于调节压裂液的粘度和流变性能。
功能剂主要用于改善压裂液的稳定性和渗透性能。
低分子环保型压裂液的应用低分子环保型压裂液在天然气开采过程中的应用包括以下几个步骤：1.压井：在天然气井钻孔完毕后，将低分子环保型压裂液注入到井口，通过高压泵将压裂液注入到井下岩石层中。
压裂液在岩石层中形成裂缝，使得天然气能够顺利流出。
2.压力释放：经过一段时间的压力作用后，需要释放井口的压力，并将残留在井中的压裂液排出。
