油田化学-压裂液及压裂用添加剂
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油田化学剂质量控制要点
一、钻井液用泥浆材料
(一) 钻井液主要作用
旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带到地面。目前，钻井液 被公认为至少有以下十种作用： 1.清洁孔底、携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高 效率。 2.冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿 命。 3.平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的 污染和井壁坍塌。
物等。 钻井液用聚丙烯酰胺钾盐：SY/T 5946—2002； 两性离子聚合物强包被剂：SY/T 5696—2017； 钻井液用磺甲基酚醛树脂：SY/T 5094—2008； 钻井液用降滤失剂 磺化褐煤：SY/T 5092—2017。
一、钻井液用泥浆材料
(三) 质量控制
2.合格证： 产品合格证是指生产者为表明出厂的产品经质量检验合格，附于产品或者产品
一、钻井液用泥浆材料
(二) 水基钻井液主要组成
水基钻井液是一种以水为分散介质，以粘土（膨润土）、加重剂及各种化学处 理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。其主要组成是水、粘土、加重剂（重金石粉、 铁矿粉等）和各种化学处理剂等。 化学剂： 1.无机盐类：现场常见的有碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠等。主要用于调节泥浆 pH值；沉淀膨润土中的钙、镁离子，改善水化性能，促进膨润土分散造浆等。
油田化学剂质量控制要点
师亚栋
质量监督必要性
油田化学剂在延长油田的应用
油田化学剂的应用遍及石油勘探、钻采、注水和集输等工艺工程。随着油田开 发进入中、后期，开采难度越来越大，为了保证尽可能高效地进行石油钻探和提高 原油采收率，对油田化学剂的要求也越来越高。 2017年延长油田钻井用泥浆材料： 17000余吨；压裂助剂、水处理化学剂、集 输用化学剂：24000-25000吨。化学剂方面2017年监督检查出的问题共314项，清理 “三无”和失效泥浆材料2233吨，清退不合格压裂助剂原料771.2吨。 以上数据上来看，油田化学剂在延长油田用量较大，存在问题诸多。
油田助剂
油田助剂
经过多年研究开发和现场应用实验，成功开始出开发出用于油田钻井、压裂、采油、集输等方向的油田助剂。
主打产品包括油田发泡剂、清洁压裂液增稠剂、驱油活性剂、助排活性剂、驱油活性剂、油田杀菌剂等。
油田发泡剂SX-YTFP01是淡黄色透明液体，易溶于水。
水溶液搅拌时能产生大量泡沫，具有高发泡性和良好的稳泡性。
产品性质稳定，耐酸碱，无挥发性，可长期贮存。
可与SX-YTFP02-油田增泡剂配合使用。
形成泡沫体系后注入地层，泡沫遇到原油不容易破。
清洁压裂液是水基压裂液破胶后无不溶物（残渣）的压裂液，是国内外发展热点。
清洁压裂液主要成分是清洁压裂液增稠剂。
它具有抗温抗盐的特性，在酸液和水溶液中溶解速度快，粘度高，具有良好的配伍性。
它可以分为酸化压裂液增稠剂SX-YTZC01水溶压裂增稠剂SX-YTZC02。
SX-YTZC01在酸性条件下增稠效果好，适合于酸化液体系的增粘。
助排活性剂SX-YTZP01有多种表面活性剂复配而成，产品不易燃，可以提高工业液返排量，减轻底层伤害。
油田杀菌剂SX-YTSJ01具有极强的杀菌能力，抑菌时间长，耐高温。
该产品主要应用于油田污水处理过程，对注水系统和工业循环水系统中的细菌和藻类有良好的剥离作用。
驱油活性剂SX-YTQY01与石油磺酸盐有良好的协同效应，它的加入降低了油/水界面张力。
同时具有耐温、抗盐的优点，可显著提高体系抗钙镁离子的能力，从而提高原油采收率。
压裂液添加剂的作用及现场应用(长庆化工)综述
西安长庆化工集团有限公司二零一四年一月西安长庆油田化工集团有限公司前言一水力压裂的作用及增产机理二水基压裂液的主要添加剂三水冻胶压裂液配制工艺四压裂液现场质量控制西安长庆油田化工集团有限公司压裂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
西安长庆油田化工集团有限公司
(4)细菌的腐败性： 瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的天然聚糖，因此与淀粉一样易受到细菌的 侵蚀，被破坏掉原分子链，变为小分子。 室内试验表明：含有10%以下水分的瓜尔胶系列在存放过程中，未见腐败 变质的情况，只有含有高比例水份的瓜尔胶粉及其溶液腐败变质。 瓜尔胶溶液腐败变质后可闻到明显的瓜尔胶特有的腐臭味，溶液的pH值略 有降低，经细菌分解的瓜尔胶成片状漂浮在液体表面或吸附杂质沉降在罐 底。 现场和室内均表明，瓜尔胶溶液的腐败速度是温度、pH值和细菌含量的函 数，气温超高，pH值越低（pH值低于7.5以下）、细菌含量超高，其腐败 速度越快，甚至现场出现边配液边快速腐败的现象，加入的稠化剂立即被 腐败破坏掉，瓜尔胶基液没有一点增稠效果。三个影响因素中，温度是决 定性因素，只有在适宜的温度下，低pH值促进了细菌对瓜尔胶的腐败。因 此瓜尔胶压裂液在配方中应调整其pH值在8.5以上。
淡黄色粉末 ≥99 ≥92 6.5～7.5 ≤10 ≤8 96
淡黄色粉末 ≥99 ≥90 6.5～7.5 ≤8 ≤3 96
交联好，能用玻璃摔挑挂 粘度高， 抗温抗 剪切性优于瓜 尔胶，不易腐 败，残渣低，对 地层伤害小， 适 合于低渗透率 地层的压裂。 目 前应用最广泛。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 水不溶物极小， 基本无残渣， 特 别适合于特低 渗透率地层的 压裂。 是目前瓜 尔胶的一种新 型改性产品。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 起粘速度快， 3min 内可达到 最 终 粘 度 的 90% ，特别适合 于边配边注压 裂施工。
西安长庆油田化工集团有限公司
(4)细菌的腐败性： 瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的天然聚糖，因此与淀粉一样易受到细菌的 侵蚀，被破坏掉原分子链，变为小分子。 室内试验表明：含有10%以下水分的瓜尔胶系列在存放过程中，未见腐败 变质的情况，只有含有高比例水份的瓜尔胶粉及其溶液腐败变质。 瓜尔胶溶液腐败变质后可闻到明显的瓜尔胶特有的腐臭味，溶液的pH值略 有降低，经细菌分解的瓜尔胶成片状漂浮在液体表面或吸附杂质沉降在罐 底。 现场和室内均表明，瓜尔胶溶液的腐败速度是温度、pH值和细菌含量的函 数，气温超高，pH值越低（pH值低于7.5以下）、细菌含量超高，其腐败 速度越快，甚至现场出现边配液边快速腐败的现象，加入的稠化剂立即被 腐败破坏掉，瓜尔胶基液没有一点增稠效果。三个影响因素中，温度是决 定性因素，只有在适宜的温度下，低pH值促进了细菌对瓜尔胶的腐败。因 此瓜尔胶压裂液在配方中应调整其pH值在8.5以上。
淡黄色粉末 ≥99 ≥92 6.5～7.5 ≤10 ≤8 96
淡黄色粉末 ≥99 ≥90 6.5～7.5 ≤8 ≤3 96
交联好，能用玻璃摔挑挂 粘度高， 抗温抗 剪切性优于瓜 尔胶，不易腐 败，残渣低，对 地层伤害小， 适 合于低渗透率 地层的压裂。 目 前应用最广泛。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 水不溶物极小， 基本无残渣， 特 别适合于特低 渗透率地层的 压裂。 是目前瓜 尔胶的一种新 型改性产品。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 起粘速度快， 3min 内可达到 最 终 粘 度 的 90% ，特别适合 于边配边注压 裂施工。
油田化学_第四章B_酸化及酸液添加剂资料
油包酸压裂液不仅可减轻酸对管线的腐蚀，在乳状液破坏 后，还可酸化增加裂缝加宽，提高压裂效果。
石油工程学院
油基压裂液
➢4、油基泡沫压裂液 油 ：原油、柴油或煤油
组 气 体：二氧化碳和氮 成
起泡剂：含氟的聚合物
石油工程学院
压裂液添加剂及作用原理
➢一、压裂液添加剂种类
➢ 稠化剂 ➢ 交联剂
➢防乳化剂 ➢减（降）阻剂
1、稠化剂 1)、田菁胶及衍生物 2)、瓜胶及其衍生物
瓜胶粉末加入水中，瓜胶微粒便“溶胀”，在溶液中展开、 伸长。在水基体系中，聚合物线团的相互作用，产生了粘稠溶 液。未改性的瓜胶在80℃下可保持良好的稳定性，但残渣含量 较高，易造成支撑裂缝堵塞。
羟丙基瓜胶(HPG)是瓜胶用环氧丙烷改性后的产物。含约2%4%的不溶性残渣，一般认为羟丙基瓜胶对地层和支撑剂充填层 的伤害较小,具有好的温石度油稳工定程性学和院较强的耐生物降解性能。
压裂液添加剂及作用原理
➢二、各种压裂液添加剂及作用机理
1、稠化剂 1)、田菁胶及衍生物 2)、瓜胶及其衍生物 3)、魔芋胶
来源：魔芋胶是用多年生草本植物魔芋的根茎经磨粉 、碱性水溶液中浸泡及沉淀去渣将胶液干燥制成的。
优点：增稠能力强、滤失少、热稳定性好，耐剪切、 摩阻低而且盐容性好、残渣含量低等许多优点；
油田化学 Oil Chemistry
主讲：文守成 石油工程学院
石油工程学院
课程学习内容
•绪论 •第一章 表面活性剂 •第二章 油田用高分子 •第三章 化学驱油技术 •第四章 酸化、压裂及添加剂 •第五章 化学清蜡与防蜡 •第六章 油田化学堵水 •第七章 化学防砂 •第八章 油田水处理技术 •第九章 钻井液、完井液及添加剂 •第十章 固井水泥浆及添加剂
石油工程学院
油基压裂液
➢4、油基泡沫压裂液 油 ：原油、柴油或煤油
组 气 体：二氧化碳和氮 成
起泡剂：含氟的聚合物
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压裂液添加剂及作用原理
➢一、压裂液添加剂种类
➢ 稠化剂 ➢ 交联剂
➢防乳化剂 ➢减（降）阻剂
1、稠化剂 1)、田菁胶及衍生物 2)、瓜胶及其衍生物
瓜胶粉末加入水中，瓜胶微粒便“溶胀”，在溶液中展开、 伸长。在水基体系中，聚合物线团的相互作用，产生了粘稠溶 液。未改性的瓜胶在80℃下可保持良好的稳定性，但残渣含量 较高，易造成支撑裂缝堵塞。
羟丙基瓜胶(HPG)是瓜胶用环氧丙烷改性后的产物。含约2%4%的不溶性残渣，一般认为羟丙基瓜胶对地层和支撑剂充填层 的伤害较小,具有好的温石度油稳工定程性学和院较强的耐生物降解性能。
压裂液添加剂及作用原理
➢二、各种压裂液添加剂及作用机理
1、稠化剂 1)、田菁胶及衍生物 2)、瓜胶及其衍生物 3)、魔芋胶
来源：魔芋胶是用多年生草本植物魔芋的根茎经磨粉 、碱性水溶液中浸泡及沉淀去渣将胶液干燥制成的。
优点：增稠能力强、滤失少、热稳定性好，耐剪切、 摩阻低而且盐容性好、残渣含量低等许多优点；
油田化学 Oil Chemistry
主讲：文守成 石油工程学院
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课程学习内容
•绪论 •第一章 表面活性剂 •第二章 油田用高分子 •第三章 化学驱油技术 •第四章 酸化、压裂及添加剂 •第五章 化学清蜡与防蜡 •第六章 油田化学堵水 •第七章 化学防砂 •第八章 油田水处理技术 •第九章 钻井液、完井液及添加剂 •第十章 固井水泥浆及添加剂
压裂常用药剂
1．1蜡的定义：
蜡：碳数大于C16的直链烷烃。 油田蜡：蜡与沥青质、胶质、盐垢、铁锈、淤泥的 黑色半固态和固态物。
1．2结蜡原因：
压力、温度降低，减少原油对蜡的溶解度。
1.3 清防蜡方法：
1．3．1 物理方法：刮蜡器、磁防蜡、超声波清
蜡等。
1．3．2 微生物清蜡
1．3．3 热洗：加0.3 % -1% AG-08热洗添加剂，
3.6阴极保护技术
1）原理 牺牲阳极是在正在作用的腐蚀电池体系中 接入一个电极，该电极的电位较负，与原 腐蚀电池构成一个新的宏观电池，这一负 的电极是新电池的阳极，原腐蚀电池既成 阴极，从阳极体上通过电解质向被保护体 提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极 极化，实现阴极保护。随着电流的不断流 动，阳极材料不断消耗掉。
4．2．1 内因： 地层水会有大量无机离子 水中存在有机质、泥砂 4．2．2 外因： 两种或两种以上不配伍水混合 环境条件变化
4．3 防垢剂
能防止或延缓水中盐类成垢沉积
防垢机理：
络合机理或吸附机理
4．4 应用
天华化工厂生产TGH防垢剂，20-30 mg/l， 最好采用连续加药。
5．建 议
5．1 根据油水分析等资料确认油井存在的问题，选择适当的药剂。 5．2 考虑不同药剂间的配伍性 5．3 要熟悉掌握所用化学剂的型号、性能、外观、用途、使用方法。 5．4 通过电流、功图、作业现场分析，确定加药量和加药周期 5．5 选择一剂多能的药剂，引进推广简便高效加药技术（如防蜡管 和 井口取水自动加药箱）。 5．6 化工产品价格昂贵，在保证油井正常生产的基础上，要节约用 药， 避免不必要的浪费。
1．4．2水包油型清蜡剂 由有机溶剂、水、乳化剂制成稳定水包油乳白色液体。加
蜡：碳数大于C16的直链烷烃。 油田蜡：蜡与沥青质、胶质、盐垢、铁锈、淤泥的 黑色半固态和固态物。
1．2结蜡原因：
压力、温度降低，减少原油对蜡的溶解度。
1.3 清防蜡方法：
1．3．1 物理方法：刮蜡器、磁防蜡、超声波清
蜡等。
1．3．2 微生物清蜡
1．3．3 热洗：加0.3 % -1% AG-08热洗添加剂，
3.6阴极保护技术
1）原理 牺牲阳极是在正在作用的腐蚀电池体系中 接入一个电极，该电极的电位较负，与原 腐蚀电池构成一个新的宏观电池，这一负 的电极是新电池的阳极，原腐蚀电池既成 阴极，从阳极体上通过电解质向被保护体 提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极 极化，实现阴极保护。随着电流的不断流 动，阳极材料不断消耗掉。
4．2．1 内因： 地层水会有大量无机离子 水中存在有机质、泥砂 4．2．2 外因： 两种或两种以上不配伍水混合 环境条件变化
4．3 防垢剂
能防止或延缓水中盐类成垢沉积
防垢机理：
络合机理或吸附机理
4．4 应用
天华化工厂生产TGH防垢剂，20-30 mg/l， 最好采用连续加药。
5．建 议
5．1 根据油水分析等资料确认油井存在的问题，选择适当的药剂。 5．2 考虑不同药剂间的配伍性 5．3 要熟悉掌握所用化学剂的型号、性能、外观、用途、使用方法。 5．4 通过电流、功图、作业现场分析，确定加药量和加药周期 5．5 选择一剂多能的药剂，引进推广简便高效加药技术（如防蜡管 和 井口取水自动加药箱）。 5．6 化工产品价格昂贵，在保证油井正常生产的基础上，要节约用 药， 避免不必要的浪费。
1．4．2水包油型清蜡剂 由有机溶剂、水、乳化剂制成稳定水包油乳白色液体。加
油田化学——压裂液及压裂用添加剂
Hydraulic fracturing can create cracks in the unconventional reservoirs by which the oil and gas can flow to wellbore.
前言
3、本节内容
压裂液选择 压 裂 技 压裂添加剂 术
酸化工艺
特点：
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系
一、水基压裂液
4.水包油压裂液
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系；
特
能用在比较高的温度（ 160℃ ）下；
点
有很好的降阻性能；
依据乳化剂不同，能自动破乳排液。 （阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂）
一、水基压裂液
5.水基泡沫压裂液 水基泡沫压裂液是指以水作分散介质，以气
联剂和破胶剂配成。
成胶剂即水溶性聚合物。 交联剂则决定于聚合物中可交联的基团和交联 条件。
破胶剂主要用过氧化物，通过氧化降解破胶。
聚丙烯酰胺的醛冻胶 （甲醛）
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
硼酸对GM的交联反应
3.粘弹性表面活性剂压裂液
竞争络合的机理
三、减阻剂 （1）定义：
压裂液减阻剂是指在紊流状态下能减小压裂 液流动阻力的化学剂。
机理 通过储藏紊流能量，减少压裂液的流
动阻力。
三、减阻剂
聚合物可同时是稠化剂和减阻剂。
在高质量浓度使用时，它是稠化剂； 在低质量浓度使用时，它是减阻剂。
水基压裂液用减阻剂
油基冻胶减阻剂
四、降滤失剂
过氧化物 酶
常用的破坏剂：
潜在酸 潜在螯合剂
前言
3、本节内容
压裂液选择 压 裂 技 压裂添加剂 术
酸化工艺
特点：
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系
一、水基压裂液
4.水包油压裂液
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系；
特
能用在比较高的温度（ 160℃ ）下；
点
有很好的降阻性能；
依据乳化剂不同，能自动破乳排液。 （阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂）
一、水基压裂液
5.水基泡沫压裂液 水基泡沫压裂液是指以水作分散介质，以气
联剂和破胶剂配成。
成胶剂即水溶性聚合物。 交联剂则决定于聚合物中可交联的基团和交联 条件。
破胶剂主要用过氧化物，通过氧化降解破胶。
聚丙烯酰胺的醛冻胶 （甲醛）
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
硼酸对GM的交联反应
3.粘弹性表面活性剂压裂液
竞争络合的机理
三、减阻剂 （1）定义：
压裂液减阻剂是指在紊流状态下能减小压裂 液流动阻力的化学剂。
机理 通过储藏紊流能量，减少压裂液的流
动阻力。
三、减阻剂
聚合物可同时是稠化剂和减阻剂。
在高质量浓度使用时，它是稠化剂； 在低质量浓度使用时，它是减阻剂。
水基压裂液用减阻剂
油基冻胶减阻剂
四、降滤失剂
过氧化物 酶
常用的破坏剂：
潜在酸 潜在螯合剂
油田化学药剂【2024版】
5
反相破乳剂
299.6
307.04
注输联合站
6
净水剂
3296.38
766.1380
注输联合站
7
助沉剂
2847.44
205.9576
注输联合站
8
助凝剂
42.38
72.0182
注输联合站
9
阻垢剂
29.34
21.7333
注输联合站
合计
5794.7734万元
第六页
2012年化工助剂使用情况表
序号
物资名称规格
第十九页
时间
稀油处理站
车排子集中处理站
红浅稠油处理站
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
2011
123
35.3
115
100
1000
117
2012
110
30.5
100
85
800
95
2013（目前）
90
20
35
35
700
/
/
/
/
1.6
3.2
清晰
1级
/
/
/
1.6
3.2
清晰
1级
备注
室内脱水温度：85℃；原油含水：63.4%。
采油一厂稠油二段混合油样脱水试验结果
破乳剂现场应用—室内评价
第十七页
红浅原油脱水参数优化
一段沉降罐出口含水在20%以内，一段沉降罐出口温度为 55~60℃； 二段出口含水3%以内，二段沉降罐出口温度为75~85℃； 一段沉降罐进口加药量为600kg/d，一段沉降罐出口加药 量为200kg/d。
反相破乳剂
299.6
307.04
注输联合站
6
净水剂
3296.38
766.1380
注输联合站
7
助沉剂
2847.44
205.9576
注输联合站
8
助凝剂
42.38
72.0182
注输联合站
9
阻垢剂
29.34
21.7333
注输联合站
合计
5794.7734万元
第六页
2012年化工助剂使用情况表
序号
物资名称规格
第十九页
时间
稀油处理站
车排子集中处理站
红浅稠油处理站
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
日加药量 (kg)
加药浓度 (mg/l)
2011
123
35.3
115
100
1000
117
2012
110
30.5
100
85
800
95
2013（目前）
90
20
35
35
700
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/
/
/
1.6
3.2
清晰
1级
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1.6
3.2
清晰
1级
备注
室内脱水温度：85℃；原油含水：63.4%。
采油一厂稠油二段混合油样脱水试验结果
破乳剂现场应用—室内评价
第十七页
红浅原油脱水参数优化
一段沉降罐出口含水在20%以内，一段沉降罐出口温度为 55~60℃； 二段出口含水3%以内，二段沉降罐出口温度为75~85℃； 一段沉降罐进口加药量为600kg/d，一段沉降罐出口加药 量为200kg/d。
油田化学：第八章 压裂液及压裂用添加剂
ph46部分水解聚丙烯酰胺的锆冻胶锆的多核羟桥络离子部分水解聚丙烯酰胺的铬冻胶ph46硼酸对gm的交联反应viscoelastactantves粘弹性表面活性剂压裂液主要由水长碳链表面活性剂水溶性盐和或醇配水溶性盐可采用无机盐和有机盐如氯化钾硝酸钾水杨酸钠等
第八章 压裂液及压裂用添加剂
1
前言
（1）什么是压裂？
后用以支撑裂缝的物质。
（2）支撑剂的要求 密度低、强度高、化学稳定性好、便宜易得。
一、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
石英砂 (SiO2) 烧结陶粒
微孔烧结陶粒、核桃壳
化学稳定性好的支撑剂 酚醛树脂覆盖的砂粒
二、破坏剂
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。
1.定义： 能减少压裂液从裂缝中向地层漏失的化学剂。
2.降滤失剂的作用： 减少压裂液对地层的污染，并可在压裂时使压
力迅速提高。
四、降滤失剂
3.常用的降滤失剂： 水溶性降滤失剂 油溶性降滤失剂 酸溶性降滤失剂
水溶性聚合物 蜡、松香
碳酸钙粉
降滤失剂在压裂后能被溶掉，不会污染地层。
本章完
稠化油基压裂液
油基压裂液：
油基冻胶压裂液
适宜压裂水敏地层
水为溶剂或 分散介质
油为溶剂或 分散介质
一、水基压裂液
1.稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。
合成高分子
部分水解聚丙烯酰胺
改性天然高分子 羧甲基纤维素、瓜尔胶
生物高分子
黄胞胶
配稠化水压裂液时，可利用协同效应。
第八章 压裂液及压裂用添加剂
1
前言
（1）什么是压裂？
后用以支撑裂缝的物质。
（2）支撑剂的要求 密度低、强度高、化学稳定性好、便宜易得。
一、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
石英砂 (SiO2) 烧结陶粒
微孔烧结陶粒、核桃壳
化学稳定性好的支撑剂 酚醛树脂覆盖的砂粒
二、破坏剂
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。
1.定义： 能减少压裂液从裂缝中向地层漏失的化学剂。
2.降滤失剂的作用： 减少压裂液对地层的污染，并可在压裂时使压
力迅速提高。
四、降滤失剂
3.常用的降滤失剂： 水溶性降滤失剂 油溶性降滤失剂 酸溶性降滤失剂
水溶性聚合物 蜡、松香
碳酸钙粉
降滤失剂在压裂后能被溶掉，不会污染地层。
本章完
稠化油基压裂液
油基压裂液：
油基冻胶压裂液
适宜压裂水敏地层
水为溶剂或 分散介质
油为溶剂或 分散介质
一、水基压裂液
1.稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。
合成高分子
部分水解聚丙烯酰胺
改性天然高分子 羧甲基纤维素、瓜尔胶
生物高分子
黄胞胶
配稠化水压裂液时，可利用协同效应。
第四章压裂液
shǐ)粘度
初始(chū shǐ)粘度是基液开始进一步增稠或交联15s～2min内的粘度变化范围。代
表压裂液在混砂罐内的携砂粘度。
压裂液的流变性
压裂液指已充分增稠或交联的，可用于携砂的液体，其试样不含支撑剂。
水基和油基高分子增稠性压裂液属于粘塑性非牛顿流体，并且具有抗剪切、触变
特性和较好的粘弹性，一般均以测定其粘性流性质为主。而水基和油基冻胶压裂
(sùdù)的是地层流体的压缩性。
如泡沫压裂液。
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
（3）造壁性影响(yǐngxiǎng)的滤失系数Cw
假设：
滤饼的沉积厚度ΔＬｗ与通过(tōngguò)缝壁的滤失量成比例关系，
即α＝Ｖｗ／ΔＬｗ，α为累积滤失量与滤饼体积之比；
滤饼对压裂液的渗透率Ｋｗ与其厚度的大小无关，亦即Ｋｗ不随时
当压裂液的粘度大大超过地层油的粘度时，压裂液的滤失速度
主要取决于压裂液的粘度。如冻胶压裂液
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
（2）地层(dìcéng)流体压缩性影响的滤失系数Cc
假设
地层流体可压缩，其压缩系数为ＣＲ（等于常数）；
ΔＰＣ＝ＰＣ－ＰＲ为常数；
渗滤前缘的位置(wèi zhi)不随时间变化。
的导流能力。
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
水力压裂的重要
(zhòngyào)作用
（1）提高(tí gāo)勘探含油气评价，增加可采储
量
Wattenberg气田
陕北安塞特低渗油田
H=1000-1300m，h=12.2m，φ=12.4%, kair=1-2md, ke<0.5md,
So=55-57%, pr=8.3-9.8MPa
初始(chū shǐ)粘度是基液开始进一步增稠或交联15s～2min内的粘度变化范围。代
表压裂液在混砂罐内的携砂粘度。
压裂液的流变性
压裂液指已充分增稠或交联的，可用于携砂的液体，其试样不含支撑剂。
水基和油基高分子增稠性压裂液属于粘塑性非牛顿流体，并且具有抗剪切、触变
特性和较好的粘弹性，一般均以测定其粘性流性质为主。而水基和油基冻胶压裂
(sùdù)的是地层流体的压缩性。
如泡沫压裂液。
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
（3）造壁性影响(yǐngxiǎng)的滤失系数Cw
假设：
滤饼的沉积厚度ΔＬｗ与通过(tōngguò)缝壁的滤失量成比例关系，
即α＝Ｖｗ／ΔＬｗ，α为累积滤失量与滤饼体积之比；
滤饼对压裂液的渗透率Ｋｗ与其厚度的大小无关，亦即Ｋｗ不随时
当压裂液的粘度大大超过地层油的粘度时，压裂液的滤失速度
主要取决于压裂液的粘度。如冻胶压裂液
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
（2）地层(dìcéng)流体压缩性影响的滤失系数Cc
假设
地层流体可压缩，其压缩系数为ＣＲ（等于常数）；
ΔＰＣ＝ＰＣ－ＰＲ为常数；
渗滤前缘的位置(wèi zhi)不随时间变化。
的导流能力。
精品资料
第四章 压裂液及其添加剂
水力压裂的重要
(zhòngyào)作用
（1）提高(tí gāo)勘探含油气评价，增加可采储
量
Wattenberg气田
陕北安塞特低渗油田
H=1000-1300m，h=12.2m，φ=12.4%, kair=1-2md, ke<0.5md,
So=55-57%, pr=8.3-9.8MPa
压裂液介绍
杀菌剂能控制厌氧菌或喜氧菌繁殖； 细菌侵袭有机聚合物，损坏其链和降低粘度。 加入杀菌剂主要是为了防止因聚合物降解 导致粘度下降，影响交联、携砂。
3.压裂液添加剂-简述
添加剂类型 杀菌剂 破胶剂 pH调节剂 粘土稳定剂 转向剂 降滤失剂 降阻剂 功能 杀死细菌 控制 pH 使液体转向 降低摩阻 代表产品 1227、甲醛 氢氧化钠, 醋酸 粉砂, 硼酸 丙烯酰胺共聚物 乙酸、柠檬酸、EDTA, NTA
降低液体粘度 酸, 氧化剂, 胶囊破胶剂 防止粘土膨胀 KCl, NH4Cl, KCl 替代物 4 提高液体效率 柴油, 颗粒, 细砂
铁离子稳定剂 防止铁沉淀
表面活性剂
温度稳定剂
降低表面张力 氟碳, 非离子表面活性剂 保持液体粘度 甲醇, 硫代硫酸钠
4.压裂液添加剂质检
（1）采油、采气工程方案要求： ①加强压裂液体系质量和技术监督管理，保证添加剂 质量稳定合格，性能符合标准要求； ②加大压裂液体系中增稠剂、各种添加剂的随机抽检 力度，进行定期不定期抽样； ③ （每个产建区）每季度送样至油田公司指定部门质 检一次。
油基压裂液 水基压裂液 泡沫压裂液 清洁压裂液
美国不同压裂液类型发展趋势对比
所占比例（%）
三、压裂液添加剂
1.构成水基交联冻胶压裂液体系主要包括
稠化剂 杀菌剂 破胶剂 pH值调节剂 表面活性剂 粘土稳定剂
发泡剂 温度稳定剂 转向剂 降滤剂 交联剂
三、压裂液添加剂
2.压裂液添加剂应用的基本要求
破乳剂，与原油之间配伍性好，有效破除油
液乳化。
助排剂，降低表、界面张力，增大接触角， 减小毛管力，有利于压裂液返排。
互溶剂，可与烃和水互溶的化合物，降低水 溶液的表面张力，促进残液的返排。
3.压裂液添加剂-简述
添加剂类型 杀菌剂 破胶剂 pH调节剂 粘土稳定剂 转向剂 降滤失剂 降阻剂 功能 杀死细菌 控制 pH 使液体转向 降低摩阻 代表产品 1227、甲醛 氢氧化钠, 醋酸 粉砂, 硼酸 丙烯酰胺共聚物 乙酸、柠檬酸、EDTA, NTA
降低液体粘度 酸, 氧化剂, 胶囊破胶剂 防止粘土膨胀 KCl, NH4Cl, KCl 替代物 4 提高液体效率 柴油, 颗粒, 细砂
铁离子稳定剂 防止铁沉淀
表面活性剂
温度稳定剂
降低表面张力 氟碳, 非离子表面活性剂 保持液体粘度 甲醇, 硫代硫酸钠
4.压裂液添加剂质检
（1）采油、采气工程方案要求： ①加强压裂液体系质量和技术监督管理，保证添加剂 质量稳定合格，性能符合标准要求； ②加大压裂液体系中增稠剂、各种添加剂的随机抽检 力度，进行定期不定期抽样； ③ （每个产建区）每季度送样至油田公司指定部门质 检一次。
油基压裂液 水基压裂液 泡沫压裂液 清洁压裂液
美国不同压裂液类型发展趋势对比
所占比例（%）
三、压裂液添加剂
1.构成水基交联冻胶压裂液体系主要包括
稠化剂 杀菌剂 破胶剂 pH值调节剂 表面活性剂 粘土稳定剂
发泡剂 温度稳定剂 转向剂 降滤剂 交联剂
三、压裂液添加剂
2.压裂液添加剂应用的基本要求
破乳剂，与原油之间配伍性好，有效破除油
液乳化。
助排剂，降低表、界面张力，增大接触角， 减小毛管力，有利于压裂液返排。
互溶剂，可与烃和水互溶的化合物，降低水 溶液的表面张力，促进残液的返排。
压裂液介绍
4.压裂液添加剂的质检 压裂液添加剂的质检 （2）抽样 ）
分化工库和现场应用两种取样方式， 分化工库和现场应用两种取样方式， 采用多点平均取样方式， 采用多点平均取样方式，取样范围须包括 整个药品存放空间。 整个药品存放空间。将所取的试样装入清 干燥的取样瓶中，并粘贴标签， 洁、干燥的取样瓶中，并粘贴标签，标签 中标明：产品名称、代号、批号、 中标明：产品名称、代号、批号、取样日 取样人。 期、取样人。
3.压裂液添加剂 杀菌剂 压裂液添加剂-杀菌剂 压裂液添加剂
所有的水含有细菌； 所有的水含有细菌； 水基液必须加有杀菌剂； 水基液必须加有杀菌剂； 杀菌剂能控制厌氧菌或喜氧菌繁殖； 杀菌剂能控制厌氧菌或喜氧菌繁殖； 细菌侵袭有机聚合物，损坏其链和降低粘度。 细菌侵袭有机聚合物，损坏其链和降低粘度。 加入杀菌剂主要是为了防止因聚合物降解 导致粘度下降，影响交联、携砂。 导致粘度下降，影响交联、携砂。
常用稠化剂性能
稠化剂 香豆胶 田菁胶 胍尔胶（巴基斯坦） 羟丙基田菁胶 羟丙基胍尔胶（国内） 羟丙基胍尔胶（美国） 含水量 （%） 4.5-9.0 8.0-14.0 9.5 6.0-11.0 7.0-12.0 8.2 水不溶物 含量(%) 6.0-13.0 20.0-35.0 20.0 7.5-16.0 8.0-15.0 4.4 1%溶液粘度
二、压裂液概述
（2）油基压裂液体系 ）
适用于低压、偏油润湿、强水敏的储层。 适用于低压、偏油润湿、强水敏的储层。
（3）乳化压裂液体系 ）
适用于水敏、低压地层。 适用于水敏、低压地层。
（4）泡沫压裂液体系 ）
适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。 适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。
二、压裂液概述
100 90 80
压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应用共85页文档
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有ห้องสมุดไป่ตู้，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应 用
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
谢谢
压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应 用
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
谢谢
石油化工技术专业《压裂添加剂(下)》
它们通过对聚糖水解降解起催化作用，破坏冻胶结构。
酶的活性与温度有关，在高温下活性降低，适用于温度低于65摄氏度的油气层，pH值在~8的范围，最正确pH为5。
pH值低于2或高于时酶破胶剂根本上不起作用。
该类破胶剂破胶彻底，残渣少。
酶在适用温度下，可以将半乳甘露聚糖的水基冻胶压裂液完全破胶，并且能大大降低压裂液的残渣。
但是针对性强。
淀粉酶可使植物胶及其衍生物降解，纤维素酶可使纤维及其衍生物降解。
而且杀菌剂会影响酶的活性，降低酶的破胶作用。
目前人们也对各种压裂液在较宽使用温度范围内的聚合物专用酶的开展研究。
据报道：辽河油田开发出一种广谱性β-酶，适用温度为20210℃，pH范围在~。
③潜在酸：潜在酸是指在一定条件下能转变为酸的物质。
如甲酸甲酯、乙酸乙酯、磷酸三乙酯等有机酯，如下图：以及三氯甲苯、二氯甲苯、氯化苯等化合物。
在较高温度条件下能放出酸，通过改变压裂液pH值，使冻胶交联结构破坏而起作用，即可以使植物胶及其衍生物、纤维素及其衍生物的缩醛键在酸催化下水解断键。
适用温度为93℃的油气层。
④潜在螯合剂破坏剂，潜在螯合剂破坏剂指在一定条件下能转变为可螯合交联剂的物质。
常用的有草酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丙二酰胺等，结构如下图：该类破坏剂通过水解产生草酸或丙二酸，螯合作为交联剂的金属离子，破坏冻胶的交联结构。
分别适用于温度低于60℃、 60℃、高于60℃的条件下。
⑤胶囊破胶剂，也称为延迟破胶技术，该技术是破胶剂应用的最新开展技术，是将氧化剂包裹在胶囊中制备而成的。
胶囊破胶剂利用保护膜的物理屏障作用阻止和控制破胶剂释放，施工完后，在压裂裂缝闭合时产生的巨大应力下，使包覆层变形破裂而导致破胶剂释放，此时破胶剂起破坏作用，破坏冻胶结构。
研究说明，这种技术大大地提高了过氧化物破胶剂的适用性和有效性，有以下几个显著特点：第一，它与时间、温度无关。
地层裂缝闭合之前不会出现“逐渐破胶〞过程而影响压裂液粘度；第二，破胶效率高。
油田开发化学剂及其作用
油田开发用化学剂及其作用1酸化压裂中化学剂的作用1.1酸化中化学剂的作用；用于酸化的酸一般为盐酸或土酸，特殊情况下也可考虑用有机酸，如甲酸、乙酸、氨基磺酸和氯乙酸进行碳酸盐岩的酸化，其优点是比无机酸腐蚀性小，而且反应速度慢，可以实现地层深部酸化。
但有机酸成本高，酸溶能力相对较差，所以应用不如无机酸广泛。
除了盐酸和土酸外，可以选用的无机酸还有磷酸、硝酸、地层自生酸等。
酸化过程中为了达到良好的增产效果，必须选择合适的酸液添加剂以满足特定的酸液性能要求。
常用的化学剂如下：(1)增稠剂增稠剂，又称之为胶凝剂，主要用于提高酸液的粘度，延缓反应活性物质向岩石矿物表面的传递速率，降低酸液向地层的滤失。
同时还可起到降低摩阻的作用。
常用的增稠剂有丙烯酰胺共聚物,乙烯类共聚物,纤维素（CMC、HEC）、杂多糖、脂肪胺等其它类聚合物。
(2)用于乳化酸、泡沫酸液体系的乳化剂和发泡剂乳化剂和发泡剂通常选用非离子型表面活性剂。
此外有机胺的季铵盐、烷基酚乙氧基化合物、氧化乙烯-氧化丙烯-丙烯乙二醇的三元共聚物和烷基或芳基-聚乙氧基磷酸酯等都是较好的表面活性剂。
(3)防地层伤害化学剂在酸化过程中，酸液与岩石反应产物堵塞孔隙，或颗粒运移、或者是粘土膨胀作用而导致地层渗透率的下降，造成地层伤害。
使渗透串下降，对地层形成伤害。
常用Al(OH)3、ZrCl2或季铵盐类聚合物作为粘土稳定剂、防膨剂。
此外，用磺化水杨酸、柠檬酸、二羟基马来酸、乙二胺四乙酸、乳酸、葡萄糖酸、氮川三乙酸、柠檬酸和醋酸的混合物以及盐酸羟胺(NH 2OH•HCl)、柠檬酸和葡萄糖—δ—内酯的混合物等作为Fe2+的稳定剂。
(4)防垢剂防垢剂除用于酸化外亦可用于注水和三次采油。
防垢剂有：乙醇乙氧磺酸、低相对分子质量乙烯基磺酸盐、甲基丙烯酸甲酯—乙二胺共聚物和乙二胺四乙酸等。
当饱和地层流体冷却或生产井附近压力下降时，可能产生石膏结垢。
除垢用乙酸钾。
乙醇钾、柠檬酸钾、碱溶液等清洗井筒。
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摩阻低 滤失量少 对地层无伤害 配制简便 材料来源广 成本低
压裂液的分类
水基压裂液：
稠化水压裂液 水基冻胶压裂液 水基泡沫压裂液 水包油压裂液 稠化水包油压裂液
稠化油基压裂液Biblioteka 油基压裂液：油基冻胶压裂液
适宜压裂水敏地层
水为溶剂或 分散介质
油为溶剂或 分散介质
1、水基压裂液
（1）稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
点
有很好的降阻性能；
依据乳化剂不同，能自动破乳排液。 （阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂）
1、水基压裂液
（4）水基泡沫压裂液 水基泡沫压裂液是指以水作分散介质，以气
作分散相的压裂液。
低粘度（但悬砂能力强）；
低摩阻；
特
低滤失量；
点
低含水量；
压裂后易于排出；
对地层污染少。
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液 将稠化剂溶于油中配成。
第八章 压裂液及压裂用添加剂
1
前言
（1）什么是压裂？
压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝并用支 撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、 增注措施。
（2）压裂的地位 是低渗透油藏、碳酸盐油藏主要的增产、增注措
施。
前言
3、本节内容
压裂液选择 压 裂 技 压裂添加剂 术
酸化工艺
一、压裂液
压裂液的定义：压裂液是压裂过程中所用的液体。 对压裂液要求： 粘度高
（c）油溶性聚合物
在油中超过一定浓度，即可形成结构，产生结构粘 度，将油稠化。
油溶性聚合物
在油中超过一定浓度，即可形成结构，产生 结构粘度，将油稠化。
2、油基压裂液
（2）油基冻胶压裂液
当油中稠化剂的浓度足够大时，稠化油压裂液就转 化为油基冻胶压裂液。
油基冻胶比稠化油有更高的粘度，有更好的携砂能 力，能用于压裂更深的地层。
（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
1、水基压裂液
（3）水包油压裂液
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系；
特
能用在比较高的温度（ 160℃ ）下；
（2）降滤失剂的作用： 减少压裂液对地层的污染，并可在压裂时使压
力迅速提高。
4、降滤失剂
（3）常用的降滤失剂：
水溶性降滤失剂 油溶性降滤失剂 酸溶性降滤失剂
水溶性聚合物 蜡、松香
碳酸钙粉
降滤失剂在压裂后能被溶掉，不会污染地层。
竞争络合的机理
3 、减阻剂 （1）定义：
压裂液减阻剂是指在紊流状态下能减小压裂 液流动阻力的化学剂。
聚合物可同时是稠化剂和减阻剂。
在高质量浓度使用时，它是稠化剂； 在低质量浓度使用时，它是减阻剂。
水基压裂液用水减阻剂
油基冻胶减阻剂
4、降滤失剂
（1）定义： 能减少压裂液从裂缝中向地层漏失的化学剂。
（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
石英砂 烧结陶粒
微孔烧结陶粒、核桃壳
化学稳定性好的支撑剂 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。
常 脂肪酸皂
用
的 稠
磷酸酯
化
剂 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。
脂肪酸皂
脂肪酸皂
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。
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。
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液
• 常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。
合成高分子 改性天然高分子
部分水解聚丙烯酰胺 羧甲基纤维素、瓜尔胶
生物高分子
黄胞胶
1、水基压裂液
（1）稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。 配稠化水压裂液时，可利用协同效应。
1、水基压裂液
（2）水基冻胶压裂液 水基冻胶压裂液主要由水、成胶剂、交
2、油基压裂液
（3）油包水压裂液 油包水压裂液主要由油、水和乳化剂组成。 优点 粘度高、悬砂能力强、滤失量低、对油层伤害小。
缺点： 流动摩阻很高。
2、油基压裂液
（3）油包水压裂液
油包酸压裂液 油包酸压裂液不仅可减轻酸对管线的腐蚀， 在乳状液破坏后，还可给出酸液，将压裂产生 的裂缝溶蚀加宽，提高压裂效果。
（2）常用的破坏剂： 压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
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。
胶囊
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。
破坏机理
通过改变条件（pH值），使冻胶交联结构破坏 而起作用。
潜在螯合剂破坏剂
(1)定义
潜在螯合剂是在一定条件下能转 变为可螯合交联剂的物质。
(2)破坏机理
低于60℃、60℃和高于60℃的条件 下水解产生草酸或丙二酸，螯合作为交 联剂的金属离子，破坏冻胶的交联结构。
2、油基压裂液
（4）油基泡沫压裂液 油基泡沫压裂液主要由油、气和起泡剂组成。
油：原油、柴油或煤油 气体：二氧化碳和氮 起泡剂：含氟的聚合物
二、压裂用添加剂
防乳化剂 粘土稳定剂 助排剂 润湿反转剂 支撑剂 破坏剂 减阻剂 降滤失剂
1、支撑剂
（1）定义 支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放
后用以支撑裂缝的物质。
联剂和破胶剂配成。 成胶剂即水溶性聚合物。 交联剂则决定于聚合物中可交联的基团和交联 条件。
破胶剂主要用过氧化物，通过氧化降解破胶。
聚丙烯酰胺的醛冻胶 （甲醛）
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
硼酸对GM的交联反应
1、水基压裂液
压裂液的分类
水基压裂液：
稠化水压裂液 水基冻胶压裂液 水基泡沫压裂液 水包油压裂液 稠化水包油压裂液
稠化油基压裂液Biblioteka 油基压裂液：油基冻胶压裂液
适宜压裂水敏地层
水为溶剂或 分散介质
油为溶剂或 分散介质
1、水基压裂液
（1）稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
点
有很好的降阻性能；
依据乳化剂不同，能自动破乳排液。 （阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂）
1、水基压裂液
（4）水基泡沫压裂液 水基泡沫压裂液是指以水作分散介质，以气
作分散相的压裂液。
低粘度（但悬砂能力强）；
低摩阻；
特
低滤失量；
点
低含水量；
压裂后易于排出；
对地层污染少。
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液 将稠化剂溶于油中配成。
第八章 压裂液及压裂用添加剂
1
前言
（1）什么是压裂？
压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝并用支 撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、 增注措施。
（2）压裂的地位 是低渗透油藏、碳酸盐油藏主要的增产、增注措
施。
前言
3、本节内容
压裂液选择 压 裂 技 压裂添加剂 术
酸化工艺
一、压裂液
压裂液的定义：压裂液是压裂过程中所用的液体。 对压裂液要求： 粘度高
（c）油溶性聚合物
在油中超过一定浓度，即可形成结构，产生结构粘 度，将油稠化。
油溶性聚合物
在油中超过一定浓度，即可形成结构，产生 结构粘度，将油稠化。
2、油基压裂液
（2）油基冻胶压裂液
当油中稠化剂的浓度足够大时，稠化油压裂液就转 化为油基冻胶压裂液。
油基冻胶比稠化油有更高的粘度，有更好的携砂能 力，能用于压裂更深的地层。
（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
1、水基压裂液
（3）水包油压裂液
与稠化水相比水包油乳状液有更好的粘温关系；
特
能用在比较高的温度（ 160℃ ）下；
（2）降滤失剂的作用： 减少压裂液对地层的污染，并可在压裂时使压
力迅速提高。
4、降滤失剂
（3）常用的降滤失剂：
水溶性降滤失剂 油溶性降滤失剂 酸溶性降滤失剂
水溶性聚合物 蜡、松香
碳酸钙粉
降滤失剂在压裂后能被溶掉，不会污染地层。
竞争络合的机理
3 、减阻剂 （1）定义：
压裂液减阻剂是指在紊流状态下能减小压裂 液流动阻力的化学剂。
聚合物可同时是稠化剂和减阻剂。
在高质量浓度使用时，它是稠化剂； 在低质量浓度使用时，它是减阻剂。
水基压裂液用水减阻剂
油基冻胶减阻剂
4、降滤失剂
（1）定义： 能减少压裂液从裂缝中向地层漏失的化学剂。
（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
石英砂 烧结陶粒
微孔烧结陶粒、核桃壳
化学稳定性好的支撑剂 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。
常 脂肪酸皂
用
的 稠
磷酸酯
化
剂 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。
脂肪酸皂
脂肪酸皂
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。
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。
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液
• 常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。
合成高分子 改性天然高分子
部分水解聚丙烯酰胺 羧甲基纤维素、瓜尔胶
生物高分子
黄胞胶
1、水基压裂液
（1）稠化水压裂液 稠化水压裂液是将稠化剂溶于水中配成。
常用的稠化剂主要是水溶性聚合物。 配稠化水压裂液时，可利用协同效应。
1、水基压裂液
（2）水基冻胶压裂液 水基冻胶压裂液主要由水、成胶剂、交
2、油基压裂液
（3）油包水压裂液 油包水压裂液主要由油、水和乳化剂组成。 优点 粘度高、悬砂能力强、滤失量低、对油层伤害小。
缺点： 流动摩阻很高。
2、油基压裂液
（3）油包水压裂液
油包酸压裂液 油包酸压裂液不仅可减轻酸对管线的腐蚀， 在乳状液破坏后，还可给出酸液，将压裂产生 的裂缝溶蚀加宽，提高压裂效果。
（2）常用的破坏剂： 压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
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。
胶囊
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。
破坏机理
通过改变条件（pH值），使冻胶交联结构破坏 而起作用。
潜在螯合剂破坏剂
(1)定义
潜在螯合剂是在一定条件下能转 变为可螯合交联剂的物质。
(2)破坏机理
低于60℃、60℃和高于60℃的条件 下水解产生草酸或丙二酸，螯合作为交 联剂的金属离子，破坏冻胶的交联结构。
2、油基压裂液
（4）油基泡沫压裂液 油基泡沫压裂液主要由油、气和起泡剂组成。
油：原油、柴油或煤油 气体：二氧化碳和氮 起泡剂：含氟的聚合物
二、压裂用添加剂
防乳化剂 粘土稳定剂 助排剂 润湿反转剂 支撑剂 破坏剂 减阻剂 降滤失剂
1、支撑剂
（1）定义 支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放
后用以支撑裂缝的物质。
联剂和破胶剂配成。 成胶剂即水溶性聚合物。 交联剂则决定于聚合物中可交联的基团和交联 条件。
破胶剂主要用过氧化物，通过氧化降解破胶。
聚丙烯酰胺的醛冻胶 （甲醛）
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
硼酸对GM的交联反应
1、水基压裂液