压裂液的研究进展调研报告压裂已经广泛应用于增产当中, 压裂液的性能在作业中起到至关重要的作用。

压裂液存在着破胶难，污染环境，污染储层，抗温抗盐性能差的问题。

为此，在研究大量文献的基础上,回顾了压裂液技术的发展和现状,总结了适合不同地层条件的国内外压裂液新技术,以及现阶段存在的问题,展望了未来的发展方向。

研究结果表明，目前仍是以聚合物增黏剂为主的水基体系，并且研究出了抗高温清洁压裂液，微束聚合物压裂液，无聚合物压裂液以及新型原油基压裂液等等。

水基压裂液残液五步处理法，在现场应用效果明显，残渣，破胶性能，相容性，水锁伤害是储层伤害的主要原因。

压裂液将主要朝着地层伤害小，抗温抗盐，地层适应性强，环境友好的方向发展。

压裂液的类型：水基压裂液、油基压裂液、酸基压裂液、泡沫压裂液。

压裂液自从1947年首次用于裂缝增产以来经历了巨大的演变。

早期的压裂液是向汽油中添加足以压开和延伸裂缝的黏性流体;后来,随着井深的增加和井温的升高,对压裂液的黏度提出了更高的要求,开始采用瓜胶及其衍生物基压裂液。

为了在高温储层中达到足够的黏度和提高其高温稳定性,研究出了高温油基压裂液。

最初使用的压裂液是炼制油和原油，由于最初担心压裂液和含有非酸性水液的油气储层接触，可能产生不利影响，后来实验已经证明，用适当的添加剂（粘土控制物质，表面活性剂等），使用水基液能处理大部分油气储层，在一个已知储层的压裂液处理中，最好是通过实验室地层岩心实验（或者一贯的现场结果）来确定水基压裂液的可用性。

水基压裂液体系及技术包括：非交联型黄原胶/魔芋胶水基冻胶压裂液技术、PAC阳离子聚合物压裂液体系、有机硼交联水基压裂液技术、哈利伯顿微束聚合物压裂液体系、高黏度水基压裂液、无聚合物压裂液体系、低凝胶硼酸压裂液、无固相压裂液、无破胶剂压裂液技术压裂液。

油基压裂液体系及技术：低渗、低压、水敏性油气藏储量占每年探明储量的1/3 而且有继续上升的趋势，有效合理地开发这部分油气藏对稳定增加油气产量意义重大。

国内油基压裂液主要由原油、胶凝剂、交联剂、破胶剂等组成，其中胶凝剂是压裂液中关键组分，因为其结构中的烷基碳链分布与所选原油或柴油之间存在一定的对应关系，并且其性能直接影响到压裂液的质量。

油基压裂液交联机理：柴油为非极性物质，无活泼官能团，化学惰性大难以形成交联结构，所用成胶剂是低分子量的表面活性剂，本身不增加黏度，但可以在油中形成胶束成胶剂扩散进入初交联剂液滴内时其中所含的酸性磷酸酯溶解在滴中并被中和引起铝酸根离子浓度减小，铝离子浓度增大，在适当条件下形成铝离子的八面向心配价体，初成胶剂中所含的磷酸酯通过该配价体与铝离子形成桥架网状结构产物，与初成胶剂中的烷基磷酸酯形成长链大分子，使油的黏度大幅度升高。

酸基压裂液：用植物胶或纤维素稠化酸液得到稠化酸或非离子型聚丙烯酰胺在浓盐酸溶液中，与甲醛交链而得到酸冻胶。

酸基压裂液适用于碳酸盐类油气层的酸压。

针对低渗低压油层存在的压力系数低，渗透率低、污染严重、返排困难等现象，开发研制了ＨＣＴ－酸化压裂液，该酸化压裂液集酸化压裂于一体，且使挤入的液体产生热和气，形成多组分泡沫认为中速残液返排，减少对地层的伤害。

以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为共聚单体,采用一种复合多段低温引发体系来引发聚合,制得了一种酸液稠化用聚合物,将由此聚合物配制的稠化酸液与交联剂YQ-2、破胶剂共同使用得到了一种耐高温的冻胶酸体系。

用转子旋转法评价了聚合物种类及浓度、交联剂加量对成胶时间的影响;以体系粘度为指标,使用旋转粘度计评价了聚合物种类及浓度、交联剂加量对冻胶酸体系的热稳定性的影响,并考察了加入破胶剂FG后体系的破胶能力。

保护油层低伤害酸液是一种性能优越的复合体系。

保护油层低伤害酸液施工工艺与胶束酸，土酸酸化相同，只要按前置酸-主体酸-后置液的顺序挤入地层即可。

保护油层低伤害酸液适用于油水井酸化，对油层中碳酸盐含量较高，并含有绿泥石等酸敏性粘土矿物的地层，使用低伤害酸液能达到其他酸液所难以达到的理想效果。

泡沫压裂液：泡沫压裂液是以水，水基溶胶或水基冻胶为外相，气体等为内相形成的泡沫流体。

具有对地层伤害小，携砂能力和造缝能力强，易于反排，摩阻低等特点，但所需注入压力高。

针对泡沫压裂液在国内外的研究历程，分别将国内和国外泡沫压裂液的研究进展总结为水基泡沫压裂液，植物胶泡沫压裂液，交联泡沫压裂液，高稳泡性泡沫压裂液4个发展阶段和非交联泡沫压裂液研究，酸性交联CO2泡沫压裂液研究与应用，提出解决CO2泡沫压裂液的腐蚀性，开发出酸性交联稠化剂及多样性酸性交联剂和进一步提高泡沫压裂液耐温抗剪切性及内相气泡的稳定性而增强泡沫压裂液的携砂能力是泡沫压裂液研究发展的主要方向。

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。

压裂液体系的发展大致经过了聚合物压裂液。

聚合物交联压裂液。

泡沫压裂液和粘弹性表面活性剂压裂液等四个阶段。

根据目前对水基压裂液研究和应用的情况以及水力压裂技术的发展实际，从油藏可持续开采的角度考虑，高效，低伤害，低成本是压裂液发展的主题，开展无伤害或低伤害清洁压裂液的研究是我们努力的方向。

重点开展以下几个方面的工作：（1）研制、开发适合国内油藏特点的清洁压裂液体系，降低开采过程中对油层的伤害，保护储层，稳定产能。

（2）清洁压裂液抗高温性能研究，扩大应用范围。

（3）易降解聚合物在压裂液体系中的应用。

（4）开发新型无伤害压裂液体系，降低作业成本，提高措施效果。

压裂作为油气藏的主要增产、增注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。

目前 ,国内外最常使用的压裂液为水基压裂液 ,其大致可分为 3 种类型:[1 ](1) 天然植物胶压裂液; (2) 纤维素压裂液; (3) 合成聚合物压裂液。

随着水力压裂技术的进步 ,为使支撑剂远离井眼达到深穿透 ,国外从 60 年代末就开始使用高粘度的交联压裂液。

交联压裂液的发展 ,保证了高温深层压裂施工的成功。

但是如果压裂液在地面交联 ,施工时以高速进入管线和通过炮眼 ,高速剪切仍然会造成严重的剪切降解 ,产生永久的粘度损失。

因此 ,在 80 年代 ,水基压裂液一个显著的发展是采用了延迟交联技术。

这使得压裂液可产生较高的井下最终粘度和更好的施工效率。

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。

但使用这些压裂液体系的共同的缺陷 ,就是压裂液破胶不完全 ,而且破胶后残渣将残留在裂缝内 ,残留在裂缝中的聚合物将严重的降低支撑剂充填层的渗透率 ,从而伤害产层 ,导致压裂效果变差。

据资料介绍[2 ],从传统施工返排的流体和低浓度瓜胶液分析表明:即使在低渗透性油藏 ,仅有注入聚合物的 35 %～40 %能被返排出来 ,而残余的聚合物留在裂缝中降低了充填层的渗透率进而影响油井产量。

1997年 ,压裂液的研制和开发取得了突破性进展。

作为对传统聚合物/破胶方法的挑战 , Eni2Agip的流体专家联合Schlumberger 的室内工程师推荐了一种粘弹性流体用于Giovanna 的修井作业 ,即所设计的压裂液使用粘弹性表面活性剂(VES)而不用聚合物。

VES 压裂液粘度低 ,但能有效地输送支撑剂 ,原因在于 VES压裂液携带支撑剂是依靠流体的塑性和结构而不是流体的粘度 ,同时能降低摩阻力。

该压裂液配制简单 ,主要用 VES在盐水中调配。

因为无聚合物的水化 ,VES 很容易在盐水中溶解 ,不需要交联剂、破胶剂和其它化学添加剂 ,因此无地层伤害并能使充填层保持良好的导流能力。

粘弹性压裂液正因为具有上述特性,亦称清洁无聚合物压裂液(简称VESfluid 或 CFRAC) 。

据资料报道[2 ],国外石油公司使用该类压裂液已成功进行了超过2 400 次的压裂作业 ,取得了很好的压裂效果并达到长期开采的目的。

根据目前对水基压裂液研究和应用的情况以及水力压裂技术的发展实际 ,从油藏可持续开采的角度考虑 ,在我国开展清洁压裂液的研究是十分必要的。

一是可以降低开采过程中对油层的伤害 ,保护储层 ,稳定产能;二是降低作业成本;三是为当前国内开展的端部脱砂压裂技术提供可靠的压裂液。

在国外研究的基础上 ,国内重点应开展以下几方面的工作: (1) 研制、开发油田工作液用新型表面活性剂; (2) 研制、开发适合国内油藏特点的清洁压裂液体系; (3) 重点进行清洁压裂液抗高温性能研究; (4) 开展清洁压裂液应用的工艺技术研究。

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