羟丙基瓜尔胶压裂液的研究及应用
影响羟丙基瓜尔胶压裂液破胶性能的确定性因素研究
时. 该温 度下 原 本看 似 黏度 已经低 到 可 以被认 定 为破 胶 的 时候 , 在冷 却 后 或 是 现 场返 排 时 。 尔会 出现 二 偶 次交 联 的现 象 。从 理论 上来 说 , 化破 胶 属 于不 可逆 氧
HP G破胶 的几种 已知 的确定 性 因素 f 交联 剂 的种类 和 浓 度 、 尔胶 液 浓 度 、 境 温 度 、 P 瓜 环 A S用 量1 行 了探 进 讨, 探究 了 H G压裂 液返 交联 的主要原 因。 P
4 实 验 结 果 与 讨 论
41 环 境 温 度 的影 响 .
过硫 酸 盐 分 解 并进 而变 得 活 跃 与 温度 有很 大 的 关系 , 温度低 于 约 5 ℃ , 热 解速度 非 常慢 , 2 其 随温度 增 加 。 胶剂 便 的 非 常活 跃 . 中游 离 的 硫 酸 基能 够 形 破 其 成 作用 于 聚合 物 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 离基 。 生提 高 破胶 剂效 应 的链 产
关 方 法进 行实 验 。
断 高分子 链 的作 用 。 胶 液 的再 次 交联 已经 是不 可能 破 的 . 为什 么在 实 际现 场 的应用 中有 时会 出现 返交 联 可
的 现象 呢? 分子 的被 氧化 降解 究竟 是 怎样 的一个 过 高
程 。为找 出影 响 瓜 尔胶 压 裂 液 破 胶 的原 因 .对 影 响
新 疆 石 油 科 技
21 0 1年 第 4期 ( 2 第 1卷 )
・ 7・ 3
影 响羟丙基瓜 尔胶压 裂液破胶性 能 的 确 定性 因素研究
吴 丽 蓉① 李贵 平 陈效领
羟丙基瓜胶压裂液盐酸破胶过程探讨
羟丙基瓜胶压裂液盐酸破胶过程探讨【摘要】本文研究了有机硼交联羟丙基瓜胶(HPG)的冻胶与盐酸接触后,发生破胶的过程,并分析了影响破胶的因素。
最后提出适合评价盐酸破胶过程的新方法。
【关键词】HPG 羟丙基瓜胶盐酸破胶有机硼1 前言羟丙基瓜胶(HPG)是在瓜儿胶在碱性条件下用环氧丙烷改性后制得的。
HPG压裂液是以HPG为成胶剂分散到水中,与其他添加剂混合均匀,形成能够满足压裂工艺要求的工作液。
破胶剂是通过把长链有交联的高分子聚合物分解成的短链或无交联低(小)分子来降低压裂液的粘度,有利于酸压施工后的返排,从而减少高粘度压裂液留在裂缝中对油和气的渗透性的影响。
本文通过研究了盐酸对羟丙基压裂液的有机硼交联冻胶破胶机理、以及破胶过程影响因素,结合室内研究条件提出适合的该类破胶过程的评价方法。
2 实验部分2.1 实验仪器及设备:Thermo Fisher HAAKE RS600旋转流变仪;天津港东科技FTIR-650 傅里叶变换红外光谱仪;莱卡DM2500M显微镜;百特9300S激光粒度仪;品氏粘度计;水浴锅;吴茵混调器等;2.2 实验方法2.2.1样品制备称取5.0g羟丙基瓜胶,使用吴茵混调器使其充分溶解于水中,分别加入1.0%助排剂、1.0%破乳剂、1.0%粘土稳定剂、0.5%温度稳定剂,放置16小时进行溶胀后加入0.1%的NaOH调节pH值,作为压裂液基液使用。
取基液100mL,加入0.5%的有机硼交联剂进行交联作为HPG冻胶。
2.2.2红外光谱分析HPG冻胶与盐酸接触前后的反应产物,用溴化钾压片法进行制样,利用FTIR-650红外光谱仪分析HPG冻胶降解前后官能团的变化。
2.2.3影响因素分析将浓度为0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、5.0%、8.0%的盐酸与冻胶接触,记录HPG冻胶破胶时间和破胶过程中的现象,分析盐酸浓度对HPG冻胶破胶的影响。
利用HAAKE RS600流变仪分别测定60℃、80℃、100℃、120℃、140℃下HPG冻胶与盐酸接触后破胶液的粘度变化和粘度维持时间,分析温度对盐酸破胶的影响;通过测定HPG冻胶与盐酸、盐酸胶凝酸(稠化剂加量为0.8%)、高温胶凝酸(稠化剂加量为 1.0%)接触后的破胶现象,以及测定冻胶与盐酸、稠化酸破胶后的破胶液残渣的粒径,分析稠化剂对HPG冻胶破胶的影响;2.2.4评价方法的确定通过将盐酸破胶性能与过硫酸铵破胶性能对比,探讨适合盐酸对HPG冻胶破胶的评价方法。
压裂技术理论及应用
0.10
0.20 50
0.30 75
0.40
0.50
0.60 125
0.70 150
0.80
0.90
1.0 200
100
175
7
压裂工艺是一个复杂的系统工程,要设计
一次压裂施工并达到预期的效果,与地质分析
(控制着区块的含油分布)、岩石力学(控制
着裂缝几何形态)、流体力学(控制着液体流 动与支撑剂在裂缝中的铺置)、化学(控制着 施工的材料性能)以及机械、材料力学等多学 科有着密切的联系。
清洁压裂液
常规聚合物压裂液(植物胶)由于存在较多的残渣,仅有
30%~45%瓜尔胶聚合物返排。聚合物残留在岩石裂缝表面和支撑 裂缝内,将明显影响支撑裂缝的导流能力,阻碍流体流动,从而降 低压裂改造效果。 理想的压裂液是在满足压裂造缝和携砂能力的同时,要求压裂 液实现快速彻底破胶,降低对储层的伤害,减少储层污染。在20世 纪90年代后期,新一代的压裂液体系被开发成功,在一定程度上,
• 10 > k > 0.001 md (Gas)
• 100 > k > 0.1 md (Oil) • 储层厚,含油性好 • 隔层遮挡性好 • 泄油面积大
复杂的压裂储层特性
• • • • • • k ≥ 100mD或 k ≤ 0.1 mD (Oil) k ≤0.001 mD (Gas) 储层薄,含油性差 隔层遮挡性差 透镜体油气藏 敏感性储层
0099
001
002
003
设计软件处于世界领先技术水平
19
2.压裂液和支撑剂
在压裂施工中,压裂液的主要作用是:造缝和携砂。压裂液 与地层岩石和油藏流体要配伍并且对支撑剂渗透率伤害最小。 一般来说,压裂液体系主要包括:水基压裂液(羟丙基瓜尔 胶)、清洁压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液(CO2或N2)以 及相应的交联剂、破胶剂和添加剂,目前胜利油田主要使用 水基压裂液。 目前胜利油田应用的压裂液以羟丙基瓜尔胶(HPG)为主,其 水不溶物含量在6.5~8%,国外羟丙基瓜尔胶(HPG)水不溶 物含量在2~4%。支撑剂包括石英砂和陶粒,目前胜利油田主 要采用陶粒支撑剂。
超低浓度羟丙基胍胶压裂液体系的研制及在苏里格气田的应用
2 0 1 1 年底, 该 压 裂 液 已成 功 应 用 于 苏 里 格 气 田 4 2 口直 井 、 3口 水 平 井 , 取 得 了较 好 的 改 造 效 果 。
.
c o u l d ma k e t h e h y d r o x y p r o p y l g u a r c o n c e n t r a t i o n d e c l i n e b y 4 0 ,a n d t h e f r a c t u r i n g f l u i d s v s t e m
De v e l o p me nt o f t he s u pe r — l o w c o n c e nt r a t i o n hy dr o x y pr o py l g u a r g e l l e d f r a c t u r i ng f l u i d a n d i t s a p pl i c a t i o n i n S u l i g e g a s f i e l d
,
t he ne w s t yl e h i g h e f f i c i e n t c r o s s l i nk i ng a ge nt h a s b e e n s t u d i e d t h r o u gh t h e。 pt i mi z i n g o f s v nt h e
石 油 与 天 然 气 化 工
27 4
CH EM I CAI ENGI NEERI NG OF OI I & GAS
2 O 1 3
《压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶技术要求》
压裂用瓜尔胶技术要求
质量指标
4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
仪器设备 天平: 感量 0.01 g; 天平: 感量 0.0001 g; 快速水份测定仪: 精度 0.01 %; 电热恒温干燥箱: 能控制在(105±2)℃; 恒温水浴:能控制在(30±1)℃; 电动振筛机;
4.7 标准筛: Φ200×50-0.125/0.09, Φ200×50-0.071/0.05, Φ200×50-0.090/0.063 (符合 GB/T 6003.1-1997); 4.8 4.9 粘度计:Fann-35 型六速旋转粘度计或同类产品; 离心机:转速 0 r/min~4000 r/min;
4
交联性能
Q/SH 0050-2007 6.7.1 交联液配制 在100 mL 蒸馏水中加入0.50 g 硼砂,用玻璃棒轻轻搅拌至全部溶解。该交联液应现用现配。 6.7.2 测定步骤 量取6.4.1配制的溶液100 mL 于烧杯中,边搅拌边加入6.7.1配制的交联液10 mL,搅拌均匀,用玻 璃棒挑挂,判断交联性能。 6.8 流动性
项 目 一级品 外 观 自由流动粉末 ≤1 % ≤10 % ≤10.0 % 6.5~7.5 ≥110 ≤4.0 % ≥105 ≤7.5 % ≤15 % 二级品
压裂用羟丙基瓜尔胶技术要求
质量指标
0.125/0.09 筛余量 0.071/0.05 筛余量 含水率 pH 值(0.6 % 水溶液) 表观粘度μ(30 ℃,170s-1,0.6 %),mPa·s 水不溶物 交联性能 流动性 羟丙基取代度 MS 注:表中“%”均为质量分数。 好 ≥0.30
产品检测结果中若有一项指标不符合本标准要求时, 应重新加倍在包装单元中采取有代表性的样品 进行复检。复检结果中仍有一项指标不符合本标准要求,则判该批产品质量不合格。 7.3 仲裁 当供需双方对产品质量检测结。 8 标志、包装、质量检验单、使用说明书、运输、贮存
羟丙基瓜胶压裂液流变行为影响因素研究
赠
桴
能 , 瓜胶 压裂 液流 变行 为 的影响 因素进 行研 究 。 对
1 压 裂 液流 变行 为 影 响 因素
1 1 稠 化 剂 .
稠化剂 是压 裂液 的 主剂 , 最主要 作用 是增 粘 , 其
第 1期
Vo . 5 N0 1 12 .
羟丙基 瓜胶压 裂液流变行为影响 因素研究
姜 阿娜 , 岩 磊 , 仲 陈 凯 , 安 海 钟
( 中国 石 化 胜 利 油 田 分 公 司 采 油 工 艺 研 究 院 , 山东 东营 2 7 0 ) 5 0 0
[ 摘 要] 以哈克流变仪为主要工具, 通过测定 1o ~、2 i 时间内羟丙基瓜胶压裂液的抗剪切性能, 7 1o n s m
裂液破 胶后 的残 渣愈 少L 。 1 ]
考察 普 通羟 丙基 瓜胶 粉 ( G) 超级 羟 丙 基瓜 HP 、
胶 粉 ( HP 以 及 罗 地 亚 4 5 瓜 胶 粉 ( UO一 1 S G) 1# L 45
合一 粉碎 一原 粉一 改性一 洗 涤一 干燥一 粉碎 一筛 分
一均 质得 成 品L 。瓜 尔胶 是 一种 天然 的半乳甘 露 聚 2 ] 糖胶 , 从产 于 印度 、 巴基斯 坦 等地 的瓜 尔豆种 子 的胚
次还 具有 降低滤 失和 减少 压裂 液摩 阻等 作用 。稠 化 剂 的增 稠能 力 主要 与 其相 对 分 子 质 量 、 子链 上 的 分 基 团性质及 分 子链 状 态 有 关 。一 般 来 说 , 化 剂 相 稠 对 分 子质量 愈大 , 稠能力 愈强 ; 增 稠化 剂 分子链 上 的
对 瓜 胶 压 裂 液 流 变 行 为 的 影 响 因素 进 行 研 究 。 室 内试 验 表 明 , 响 羟 丙基 瓜 胶 压 裂 液 流 变 行 为 的 因素 众 多, 化 影 稠
羧甲基羟丙基胍胶压裂液在注水井压裂中的应用
不 同压 裂 液对 支撑 裂缝 导流 能 力影 响
( 1 ) 对 支撑裂缝导 流能 力伤 害。实
验 条 件 :① 流 体介 质 为 不 同压 裂液 体 系 交 联 破胶 液 ( 未 过 滤掉 残 渣 );② 选 用 2 0 / 4 0 目陶 粒 ,铺 砂 浓 度 1 0 k g / m ̄ ;③ 闭合 压 力为 3 0 MP a 。 从图l 看 出 , 注 入 不 同压 裂 液 体 系 时 ,羧 甲基 羟 丙基 胍 胶压 裂 液对 导 流能 力 伤 害 程 度 明显 小 于羟 丙 基胍 胶压 裂 液 ,主 要 由于羧 甲基 羟 丙基胍 胶 压 裂液 残 渣 含量 低 ,对 支撑 裂 缝 的渗 流孔 隙 堵塞 少 。对 于
状 态 。当I # A 点被加 上 1 4 5 伏 交 流 电 时 ,通 过 缆 芯 高 阻 高 压 至 l # 缆 芯处 ,D超过 导 通 电压使 V 瞬 间导 通 ,使 高压 短 路 到地 ,保
护 井径 电阻 的安 全 。
2 . 4 平衡 筒密封
》
【 参考文献 】
[ 1 】 洪 有 密. 测 井 原理 与综 合 解释 【 M] 北京: 中国石 油 大 学 出版
得 缆芯 上 获得 2 — 8 V左右 的直流 变化 。
。 { i
一
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一
~
发 现有 漏泥 浆 现象 。 3 结 束语
井 径 电 位器 保 护 保 护 电路 和新 改 成 的 液压 平衡 筒在 微 球 下 井 仪 器 上 安 装使 用后 ,达 到 理 想要 求 。野 外 小 队使 用 中再 次 误 操 作 , 电位 器不 被 烧 毁 ,液压 平衡 也 不 再 出 现 灌泥 浆 的 『 Ⅱ 】 题。 推 靠器 能 反复 使 用 ,防止 小队 的频 繁 损坏
两种低伤害压裂液体系在苏里格气田东区的应用
表2苏东岩芯伤害数据 压裂液类型
常规体 系 低浓度体系 VE S 体系
两种技 术3 0 井次, 并取 得较 好的改造效果 I 关键 词1低伤害压裂液 ; 羟丙基; 粘弹性表面活性剂; 现 场应用
0 . 0 3 7 6 0 . 0 0 4 7 7 6 2 0 . 0 0 5 3 1
6 3 . 1 4 2 . 8 1 9 . 3
此, 使用低伤害工艺以减 少储 层基 质渗透率和 支撑裂缝伤害 已经成 为苏 系的现场应 用进行对 比评 价。 3 . 1 设计参数 东 储层改造 的重要课 题1 2 - 5 ] 。 作为苏里格压 裂新 工艺、 新技术试 验 田, 统 ( 1 ) 砂 比: 参数优 选主 要 与目的层的 储层品位 相关 , 设计 时未 考 计 表明 , 到2 0 1 2 年底 , 西 南井下在苏东应 用新型低伤害工艺 的措 施井次
低伤害体系排量设置都较常规体 系为高。 形成的胶束凝 胶不含 高分子, 极大 降低 基质及裂缝 壁面吸附 滞留伤害 , ( 5 ) 小结: 三种工艺设计规模 相当, 而V E S 体 系拥有最好的泵注环 ( 2 ) 新型阴离子表面活性 剂与砂岩 表面的负电性相斥 , 不易在砂岩表面 吸附, 很难 进入砂 岩及其填 隙物 的孔喉 , 还 可有效防止 阳离子表面活性 境。 剂 可能造成的润 湿反转。
主力产层盒8 平均砂比最高 ̄ J 2 8 %, 山1 与 山2 分别为 已达到 公司压裂 任务井数的 7 9 . 2 %, 而其 中应用较为成功 的两种新 工艺 虑液体体系的影响 , 5 %、 2 3 %。 是超低 浓度羟 丙基瓜尔胶 压裂液 体系和阴离子粘弹 性表面 活性剂 体系 2 ( 2 ) 前置液 比: 由于 阴离子型清洁压裂液 不含高分子 聚合物 , 液体 ( VE s ) 。
压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶孙庆阁
水不溶物%
4.1 8.9 3.8 4.0 8.2 3.9 4.7 3.8 5.3 8.1 7.4 7.8 6.3 7.0 7.2
标准对比
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下:
——修订了5.4.1中溶液的配制方法; ——将“表观粘度”结果的精密度要求由10mPa.s改为了3mPa.s; ——修改了附录A中羟丙基瓜尔胶羟丙基取代度的测定方法; ——将“羟丙基取代度”结果的精密度要求由0.03改为0.02。
≤10.0 %
pH 值(0.6 %水溶液)
6.5~7.5
表观粘度μ(30 ℃,170s-1, 0.6 %),mPa·s
≥110
≥105
水不溶物
≤4.0 % ≤7.5 %
交联性能
能用玻璃棒挑挂
流动性
好
一般
羟丙基取代度 MS
≥0.30
≥0.15
注:表中“%”均为质量分数。
标准对比
序号
SY/T 5764-2007
本标准与Q/SH 0050—2007相比主要变化如下:
1、修改了溶液的配制方法
原标准:量取500 mL 蒸馏水倒入吴茵混调器中,低速启动,缓慢倒 入[3.00/(1-W )] g (W为样品含水率)胶粉,调电压至50 V~55 V,搅拌 5 min,将溶液倒入烧杯中,加盖,置于30 ℃ 水浴中,恒温4 h。
Q/SHCG 64—2013压裂用瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶技术要求
•压裂用瓜尔胶技术要求
•压裂用羟丙基瓜尔胶技术要求
项目
外观 0.125/0.09筛余量 0.071/0.05筛余量 含水率 pH 值(0.6 %水溶液) 表观粘度μ(30 ℃,170s-1 ,0.6 %),mPa·s
瓜胶压裂液性能及在滨661块整体压裂中的应用
瓜胶压裂液性能及在滨661块整体压裂中的应用张虎贲【摘要】压裂液的流变性是影响其压裂效果的重要因素之一。
针对胜利油田滨661块研制的瓜胶与交联剂FYC-160形成的压裂液体系 GRJ-11,研究其流变性、耐温性和抗剪切性,并利用扫描电镜观测了其微观结构。
结果表明,此压裂液体系具有良好的增黏能力和抗剪切效果,170 s-1、剪切40 min后,体系黏度仍在90 mPa·s 左右,且内部形成了稳定的三维交联网络结构。
对此压裂液在滨661块沙四段12口井进行了整体压裂投产,平均每口井日产油5.53 t,平均含水率为39.74%,压裂后单井获得较高产能,满足于地层压裂的要求。
%The rheology of fracturing fluid is one of the important factors that influence the fracturing effect.The rheology, heat resistance and shear resistance of fracturing fluid (GRJ-11 )were studied which was consisted with guar gum and crosslinking agent(FYC-160)in Shengli oilfield.Its microstructure was observed by scanning electron microscopy (SEM).The results of experimental tests showed that,the fracturing fluid system had higher property of viscosifying ability,shear resistance and more perfect three-dimensional cross-linked network structure.The viscosity of the fracturing fluid could keep about 90 mPa·s after shearing at 170 s-1 for 40 min.The guar gum fracturing fluid system was applied to the field successfully for 12 oil wells,and the average oil production was 5.53 t/d and the average water cut was 39.74% after dealing with 12 wells. The GRJ-1 1 system could match the need of the well with the low reservoir permeability of Es-4 of Bin 6 6 1 black.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P48-51)【关键词】瓜胶压裂液;流变性;抗剪切性;整体压裂【作者】张虎贲【作者单位】胜利油田东胜集团股份公司,山东东营 257000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+4压裂作为改造低渗透油藏的一项重要增产措施,其压裂液的好坏直接影响着压裂效果,是决定压裂成功与否的关键之一[1-3]。
羟丙基胍胶压裂液重复利用技术研究
液, 再将 可 回收 压裂 液 的 破 胶液 与基 液 按 一 定 比例
混合 , 入交 联剂 后 重 复 交 联 , 交联 性 能 良好 . 加 其 通
过性能评价考察了被重复利用压裂液体系的流变性 能、 抗剪 切性 能 、 滤失性 能 、 静态 悬砂 性能 、 破胶 液 表
收 稿 日期 : 0 1 52 2 1 - -3 0
作者简 介 : 李谦定 (9 9 ) 男 , 授 , 15 一 , 教 研究生导师 , 主要从事油气 田化学 和精细 化工 方面的教学与科研工作
E— i: di x y e u c mal q l @ s u. d . n
李谦定等 : 羟丙 基胍胶压裂液重复利用技术研究
国内这 项技 术还 处 于 可行 性 研 究 阶 段 , 长庆 油 田 等单 位 对 这 项 技 术 进 行 了应 用 研 究 , 返 排 液 在 中补 加各 种 添加 剂 得 到 的 回收 压 裂 液 性 能 良好 .
R 3 ak 旋转黏度仪 , N D V一 0H ae Z N— 6型六速 旋转黏度仪 , G 7 一 G S 1 A型高温高压滤失仪. 羟丙基 胍胶 , 工业 级 ; 硼砂 , 业 级 ; 释 型 破 胶 剂 S . , 工 缓 S 1 实
2 1 年 9月 01
西安石油大学学报 ( 自然科 学版 )
Ju a o i nSio nvrt( a rl c neE io ) or l f hyuU iesy N t a S i c d i n X a i u e tn
S p.2 1 e 01 Vo . 126 No. 5
中 图分类 号 :E 9 T 3 文献标 识 码 : A
微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用
微弱伤害瓜胶清洁压裂液性能评价及应用王佳;朱杰;李丛妮;李俊华;张军【摘要】常规的瓜胶压裂液体系对油藏伤害的主要因素是残渣大、伤害率高以及由体系配伍性不好造成的伤害.采用低用量瓜胶多核交联剂、多功能阻垢剂、选择性高分子断裂催化剂三种技术集成了微弱伤害瓜胶清洁压裂液体系,对其耐温耐剪切性能、破胶性能、岩心伤害及配伍性进行了研究.结果表明,该体系耐温耐剪切性能良好,破胶残渣为72 mg/L,对岩心的伤害率<10%,破胶液与地层水配伍性良好,并在陕北地区进行了现场应用.%The damage of conventional gum fracturing fluid system are residue,high damage rate and bad system compatibility.The weak-damage guar gum clean fracturing fluid system are integration by the three kinds of technology,including low dosage glue of multi-core crosslinker,multi-functional inhibitors and elective polymer fracture catalyst.The heat-resistant,gel breaking performance,core damage and compatibility are studied.The results show that the system is heat resistance,the break glue residue is 72 mg/L and the harm of core rate is less than 10%.The formation water and gel breaking liquid have a good compatibility,the system is applied in northern Shaanxi.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】4页(P948-950,954)【关键词】压裂液;交联剂;破胶剂;低伤害【作者】王佳;朱杰;李丛妮;李俊华;张军【作者单位】陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;延长油田股份有限公司杏子川采油厂,陕西延安,717400;陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;陕西省石油化工研究设计院陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;延长油田股份有限公司杏子川采油厂,陕西延安,717400【正文语种】中文【中图分类】TQ432.9;TE357.12延长油田属于特低渗透油藏,其油藏的敏感程度比任何区域的油藏都甚,最基本的特点就是流体渗流能力差、产能低,必须经过压裂改造才能获得产能[1-2]。