压裂液的发展及应用
(1)纯油基压裂液(2)稠化油压裂液(3)油冻胶压裂液
3、乳状压裂液
(1)水包油乳状压裂液(2)油包水乳状压裂液 4、泡沫压裂液 (1)水泡沫压裂液(2)酸泡沫压裂液 (3)油泡沫压裂液(4)醇泡沫压裂液 5、酸基压裂液 (1)活性酸压裂液(2)稠化酸压裂液(3)酸冻胶压裂液
6、醇基压裂液
(1)稠化醇压裂液(2)醇冻胶压裂液
部分损害。
一、液体损害
续混配,在压裂液方面的关键技术在于:ห้องสมุดไป่ตู้
速溶稠化剂 聚合物悬浮体系 聚合物浓缩胶(LGC)。
六、压裂液配方优化及专家系统
1、根据储层特性和压裂工艺要求,选择合适的压裂液类型和优
选压裂液添加剂。最近(美)H.J.Xiong等人提出了用模糊逻辑的方法
进行优选。
2、优化压裂液配方的程序化设计,Halliburton公司P.C.David
二、按压裂过程中作用分类
1、清洗液
组成: 5%盐酸+0.2%表面活性剂水溶液。 作用:疏通压裂井段射孔孔眼,若孔眼畅通,此工序可省略。 2、前置液 组成:不含支撑剂的压裂液,一般占携砂液的25%-50%。 作用:造缝,降低地层温度,延伸裂缝。 3、预前置液
组成:低粘度未交联的原胶液。
作用:降低地层温度,满足高温油层的应用,若压裂液抗温性好, 可省略。
(1)成本高,低级醇易燃
3、应用范围
(2)醇难以稠化,浓度低
(3)醇溶液表面张力高,易水锁 适用于水敏/低压和低渗透油层压裂。
第二节 压裂液的发展趋势
一、国内外压裂液发展概述 50年代初到60年代初是以油基压裂液为主,
60年代初,以瓜胶稠化剂的问世,标志着现代压裂液的诞生。
70年代,瓜胶化学改性成功以及交联体系的完善,水基压裂液迅 速发展,在压裂液类型中占有主导作用。 目前仍是以水基压裂液为主(占65% ),泡沫压裂液(占30% ),油 硼交联压裂液占40%,钛、锆交联压裂液占10%,未交联线性胶占 15%。
3、应用范围
适用于低压、水敏或含气地层。
三、油基压裂液 1、组成 油+脂肪酸类交联剂+增强剂+破胶剂+高分子增粘减阻剂等。 2、特点
(1)不清洁,成本高,不安全,易着火。
(2)油粘度高,摩阻大,但密度较小,易反排。 (3)溶于油的添加剂选择范围小。 (4)与地层岩石及流体相容性好。 3、应用范围
适用于低压、油润湿和强水敏地层。
(1)水溶性(2)油溶性
2、破胶液的溶解性
3、破胶液与地层流体的相容性
(1)沉淀性(2)乳化性
第二章 压裂液的应用及发展趋势
第一节 压裂液的应用
一、水基压裂液 1、组成 水+稠化剂+交联剂+破胶剂+PH调节剂+杀菌剂+粘土稳定剂+破 乳剂+消泡剂+降滤失剂+助排剂等。 2、特点 (1)水是最好的溶剂,安全,清洁,易得,成本低。 (2)水溶液粘度低,密度较大,反排困难。 (3)孔吼中易形成乳状液,产生水锁。 (4)引起粘土的水化膨胀。 3、应用范围 适用于大多数油气层和不同规模的压裂,除少数低压、油润湿和 强水敏地层。
四、破胶剂系列进展
1、胶囊破胶技术。 2、低温酶破胶技术 3、耐高温破胶技术 4、对压裂液破胶机理及不同破胶剂的破胶作用研究
五、压裂液精确连续混配技术 连续混配是在施工过程中,直接将压裂用的稠化剂以干粉或浓 缩胶的形式与压裂液其它添加剂一起加入水中,通过混合的搅拌专 用设备,进行连续配液,以满足随后压裂施工需求的过程。实现连
香豆子胶:灰黄色粉末,粘度150-320 mPa.s,水不溶物<20%。
魔芋胶:淡褐色颗粒,粘度500mPa.s,水不溶物6%-30%。
海藻胶:褐色颗粒,粘度80-110mPa.s,水不溶物12%-26%。
2)纤维素衍生物
羧甲基纤维素:白色或淡黄色絮状粉末,粘度50-1500mPa.s,
水不溶物3%-6%。 羟乙基纤维素:白色絮状粉末,粘度200-400mPa.s,水不溶物
5)压裂液的管路流动特性及摩阻压降。
(4)破胶液粘度
在油层条件下压裂液破胶后的粘度,控制在10mPa.s以下。
四、压裂液对基岩渗透率的伤害
1、岩心渗透率的测定方法
SY5336-88《常规岩心分析推荐作法》
2、压裂液添加剂对渗透率的伤害
3、压裂液破胶液对渗透率的伤害
五、压裂液的溶解性
1、压裂液及其添加剂的溶解性
等人研究了在压裂过程中热传递和热传递对压裂液设计的影响。
3、将压裂液类型、添加剂类型、储层特征、工艺要求相结合,
借助几十年来水力压裂形成的专家经验并与现代计算机系统相配套, 建立数据,形成专家系统 。
第三章 压裂液对油气层的伤害
压裂作业存在两重性:一方面是形成具有一定几何形状的高导流 能力裂缝,改善油气通道;另一方面是压裂液进入地层后,会引起
羟丙基田菁:淡黄色粉末,粘度90-120 mPa.s,水不溶物4%18%。
羟丙基羧甲基田菁胶:淡黄色粉末,粘度50-110mPa.s,水不
溶物4%-12%。水溶速度快,不需提前配制,可实现连续施工。
羧甲基田菁胶:淡黄色粉末,粘度130-260 mPa.s,水不溶物 3%-16%。 羟乙基田菁胶:淡黄色粉末,粘度60-100 mPa.s,水不溶物 8%-17%。 皂仁胶:白色粉末,粘度500mPa.s,水不溶物<25%。 槐豆胶:淡灰黄色粉末,粘度200mPa.s,水不溶物<30%。
Cw 0.005M / A
M:滤失曲线斜率,无因次;
聚合物压裂液滤失性测定结果表明,造壁性滤失系数CW都在 10-4数量级,见表。
三、压裂液的流变性
1、流体的类型
(1)牛顿流体(2)宾汉流体(3)幂律流体
(4)触变性流体(5)粘弹性流体 2、测量方法 (1)旋转粘度计对粘度的测量 (2)锥板旋转粘度计的测量 (3)管路流动仪的测量 (4)动态模量的测量
硫酸铜:蓝色透明结晶,适应温度<60℃。
四氯化钛:无色有刺激性酸味的液体,适应温度120-150℃。
氧氯化锆:白色丝状或针状结晶,适应温度120-150℃。 3)有机酸酯
有机钛(双三乙醇胺双异丙基钛酸酯):琥珀色至红棕色液体 , 适应温度150-180℃。 有机锆:微黄透明液体,适应温度90-120℃。 4)醛类
4、常用的添加剂
(1)稠化剂 1)植物胶及其衍生物
瓜胶:白色略呈黄褐色粉末,粘度187-351 mPa.s (25℃,
1%水溶液,以下同),水不溶物19%-25%。 羟丙基瓜胶:淡黄色粉末,粘度255-300mPa.s,水不溶物2%4%。 羧甲基羟丙基瓜胶:淡黄色粉末,粘度196-243mPa.s,水不溶 物1.5%-4%。 田菁胶:淡黄色粉末,粘度120-220mPa.s,水不溶物24%32%。
廊坊分院研制的香豆胶压裂液;
胜利油田研制的SC-1型植物胶压裂液; 新疆油田开发出的油基压裂液和清洁压裂液等。 这些压裂液的研制成功,对我国低渗透油田的压裂改造,都起 到了极大的促进作用。
三、交联剂的发展 广泛使用钛、锆有机金属交联压裂液体系,具有延迟交联、耐高 温等特点,但破胶困难、导流能力下降,有时伤害率80%-90%, 硼交联压裂液伤害率一般为10%-20%。 改进的硼交联剂:改进硼交联压裂液取得了重大成功。硼交联技
术主要有两种:有机硼溶液;缓溶硼酸盐或硼矿物浆液。
缓溶硼:Halliburton公司推出的硼酸盐改进产品,具有延迟交 联作用,同时大量硼矿物不断溶解提供硼酸盐离子。 有机硼交联剂,是将硼酸盐(如硼砂)与醇类、醛类或羧酸有机络 合剂在一定条件反应,形成的均匀溶液。如HJ公司、Westem公司 普遍使用。
80年代泡沫压裂技术大规模在现场应用,取代了部分水基压裂液。
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,
二、稠化剂的发展 各油田根据国内现有资源研究适合于本油田使用的压裂液。 胜利油田研制的田菁胶压裂液、羟丙基田菁胶压裂液; 大港油田研制的CMC铬冻胶压裂液; 长庆油田研制甲叉基聚丙烯酰胺压裂液等; 四川研制魔芋胶压裂液(CT9-1);
(2)油包水压裂液:表面活性剂的HLB值在3-6之间,油水体积
比60:40。
五、酸基压裂液 1、组成
水+酸+耐酸稠化剂+缓蚀剂+破胶剂+助排剂等
2、特点
(1)溶解地层的堵塞物,增加导流能力
(2)处理剂具有耐酸性 (3)设备的腐蚀性
3、应用范围
适用于碳酸岩地层的酸压或含灰质地层的解堵性压裂。
六、醇基压裂液 1、组成 醇作溶剂或分散介质配制的压裂液。 2、特点
CV 0.1710 (
Kp
)
1 2
2、受油层流体压缩性控制的压裂液滤失系数Cc
受压缩性和油层本身流体粘度所控制的,如不受压缩,滤失量是 有限的。
CC 5.2627 10 P(
3
KCf
)
1 2
3、受造壁性能控制的压裂液滤失系数Cw
添加降滤失剂,在裂缝面上形成暂时滤饼,防止压裂液滤失。
压裂液的发展及应用
大庆石油学院 2010.3
第一章 第二章
压裂液的分类及性能 压裂液的应用及发展趋势
第三章 压裂液对油气层的伤害
第四章 清洁压裂液的研究与应用
第一章 压裂液的分类及性能
第一节
一、按液体性质分类
1、水基压裂液
压裂液的类型
(1)活性水压裂液(2)稠化水压裂液(3)水基冻胶压裂液
2、油基压裂液
<2%。
羧甲基羟乙基纤维素:白色或淡黄色絮状粉末,粘度10-300 mPa.s,水不溶物2%-4%。
3)黄原胶
粘度可达3000mPa.s,水不溶物<0.5%。 4)合成聚合物 聚丙烯酰胺:白色颗粒,25℃,1%水溶液粘度300- 1000 mPa.s,水不溶物0。 甲叉基聚丙烯酰胺;羟甲基聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺衍生物。