煤层气行业压裂液- 相当经典
煤层气高能气体压裂技术简介
煤层气高能气体压裂技术简介目录1．前言 (1)2．煤层气高能气体压裂原理 (2)3．煤层气多级脉冲加载压裂技术 (10)4．工艺设计研究 (11)5. 现场试验 (12)6．技术服务费（基本费用） (13)1．前言我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤层气资源储量非常丰富。
但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度，富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点，开发难度较大。
目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法，主要包括：垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺；应用空气钻井,氮气泡沫压裂,清洁压裂液、胶加砂压裂,注入二氧化碳，以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5]，以提高煤层气井产量和采收率，积累了很多经验。
但从煤层气改造看，至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。
针对煤气层的地质特点及开发现状，在分析了高能气体压裂技术研究的基础上，提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。
高能气体压裂技术是利用固态、液态火药或推进剂在油层目的层快速燃烧产生的大量高温高压气体，对地层脉冲加载压裂，使地层产生并形成多裂缝体系，同时产生较强的脉冲震荡作用地层基质，综合改善和提高地层渗透导流能力，扩大有效采油（气）范围，以达到提高产量的目的。
其特点是:能在地层产生不受地应力约束的多裂缝体系，有利于沟通天然裂缝，扩大泄流面积，同时产生较强的脉冲震荡传播作用有利于改变地层岩性基质微错动变化，沟通基质通道，延伸地层深处，提高了地层渗透性，提高了油气井产量。
目前主要应用油层改造，而且对地层无污染，有利于储层保护。
与常规水力加砂压裂相比，高能气体压裂能够减小对煤储层造成水敏性污染，而且裂缝的延伸方向不受地应力控制、可形成多裂缝体系，成本也低，不伤害煤层。
因此，此项研究对探索适合我国煤层气有效开发的新技术具有重要的现实意义和应用前景。
煤层气井产出水重复利用配制压裂液指标
煤层气井产出水重复利用配制压裂液指标在煤层气的开采过程中，水的处理和重复利用可是大事儿，尤其是在压裂液的配制上。
咱们今天聊的就是这事儿。
大家知道，煤层气井在开采过程中得产生大量的水，这水可不是普通的水，里头可杂七杂八的东西不少。
如果咱们不把这些水弄得干干净净，用在压裂液的配制中，那可就麻烦了。
你想啊，压裂液那可是用于把地底的煤层气给打出来的，它的成分要求那可不低。
用脏水来配，能得到什么好结果？那就等着遭殃吧！不过别担心，这不正是今天我们要讨论的重点嘛。
先说说，煤层气井的水可真不简单。
这个水，它是咱们采煤气的副产物，量大得惊人，处理起来也得费点心思。
你要是把这些水全给排了，那就是个大浪费。
现在咱们都讲环保，水资源可不能随便浪费。
于是乎，煤层气井的水就变成了一个重要的资源，重复利用它，可是大有学问的。
把这些水处理得干干净净，再拿来配制压裂液，那才是聪明之举。
想想看，一举两得，既能减少水资源浪费，又能降低生产成本，何乐而不为呢？但是呀，说到这里，大家可能会问了，水怎么才能处理得好呢？你不能光靠眼睛看看，觉得干净就行了。
煤层气井的水里含有好多杂质，这些杂质如果不处理掉，压裂液的效果可就差劲了。
打个比方，你想用脏水泡茶，泡出来的茶味儿好不好大家心里都明白。
所以，处理水的第一步，就是得把那些大块的杂质过滤掉。
还得用一些化学剂做进一步的净化，确保水质不含油、盐和其他有害物质。
这个步骤，不能马虎！如果水质不合格，压裂液的配方就直接泡汤。
要知道，压裂液中可是有很多关键成分的，比如水、沙子、化学助剂什么的，都是讲究比例的。
你如果用脏水，啥都不说了，直接崩盘。
然后，咱们说说压裂液的配制。
那可不是随便搅和几下就能搞定的事儿。
压裂液的配方可得经过精密计算，水的质量、助剂的浓度、沙子的粒度，这些都得严格控制。
特别是水的重复利用，不是简单的把废水倒进液体里就完事儿了，它得符合特定的标准，才能发挥压裂液的最大效能。
否则，不但煤层气开采不好，甚至可能会影响到井口的安全性。
煤层气行业压裂液-相当
无机硼酸盐交联的机理: 溶液中存在的单硼酸盐与胍胶分子链 上的顺式羟基配对而形成配位键， 将线状高分子链“连接”起 来， 从而形成高粘弹性的凝胶，其化学反应如下:
1.耐温耐剪切性能
2.支撑剂沉降测试 同线性胶压裂液试验方法,测试结果见表4。冻胶压裂液粘度
较大，支撑剂的沉降速率最小。
3 .冻胶压裂液破胶性能 从表5 可见，压裂液破胶性能完全达到压裂工艺要求，即6 h
五 泡沫压裂液
CO2与N2泡沫压裂液 特点：优质低损害压裂液体系，具有黏度高、滤失低、清 洁压裂裂缝、对储集层损害小、易返排等特点，特别适用于低 压、水敏性储集层。
期中测验（每题10分）
1、五敏实验及在煤层气开发中的应用。 2、影响煤层气渗透性的因素。 3、减少煤储层伤害的固井工艺。固井质量如何检测。 4、煤层进入方式。 5、压裂设计常用参数有哪些？ 6、煤储层常用压裂液，并作简单对比。 7、射孔工艺有哪些？什么是最大和最小负压值？ 8、岩心及煤心分析内容及其作用。 9、解释采油指数、产能系数、裂缝导流能力。 10、射孔弹井下穿深和孔径的校正有哪些？
四 线性胶压裂液
参考配方:羟丙基瓜胶+ 氯化钾+ 助排剂+ 氢氧化钠+ 过硫酸 铵+ 低温活化剂
粘度36.0Biblioteka mPa.s；pH = 8.0 ；密度为1.014 g/cm3 ；配伍好。
1.耐温耐剪切性能
2.支撑剂沉降测试
3.线性胶压裂液破胶性能
4.线性胶压裂液的助排性能 表面张力26.78 mN/m。 5.线性胶压裂液的滤失性能
煤层气井用压裂液在一定程度上，可以借鉴现行水基压裂液 性能评价，但由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附 性强、压力低等与油藏储层不同的特性，由此而引起的高注入压 力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤 粉堵塞等问题，使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差 异，主要表现在: （1）由于煤岩的表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压 裂液同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应； （2）煤层割理发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低 渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应较低，以避免对煤 层孔隙的堵塞； （3）压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。 对于交联冻胶压裂液，要求其快速彻底破胶。
煤层气行业压裂液-相当经典
02
煤层气行业压裂液的应 用
煤层气开采中的压裂液应用
压裂液在煤层气开采中起到关键作用 ，通过向煤层中注入压裂液，能够使 煤层产生裂缝，增加煤层气的渗透性 ，从而提高煤层气的产量。
压裂液的选择需要根据煤层的特点和 开采条件进行优化，以确保压裂效果 和煤层气的开采效率。
煤层气增产中的压裂液应用
高效化
随着煤层气开采技术的发展，对压裂液的效率要求越来越 高。未来压裂液的发展将更加注重高效化，以提高煤层气 开采效率。
环保化
环保要求日益严格，未来压裂液的发展将更加注重环保性 能，开发低毒、低污染、易降解的压裂液体系，以及压裂 液的循环利用技术。
个性化
不同煤层地质条件对压裂液的要求不同，未来压裂液的发 展将更加注重个性化，根据不同煤层地质条件定制适合的 压裂液体系。
和维护较为复杂。
压裂液的作用
造缝作用
压裂液在高压下将煤层 压开并形成裂缝，增加 煤层气渗透面积，提高
开采效率。
支撑作用
压裂液在裂缝中起到支 撑作用，防止裂缝闭合， 保持煤层气渗透通道的
通畅。
携砂作用
压裂液将破碎的岩石颗 粒携带至地面，保持井 筒通畅，便于后续排采
作业。
降低摩擦作用
压裂液在泵送过程中可 降低管路和泵的摩擦阻
在煤层气增产过程中，压裂液的注入能够扩大煤层裂缝，提高煤层气的渗透性， 从而增加煤层气的产量。
针对不同的增产需求，需要选择不同类型的压裂液，如低粘度、高粘度、泡沫压 裂液等，以达到最佳的增产效果。
煤层气排采中的压裂液应用
在煤层气排采过程中，压裂液的注入能够提高煤层气的解吸 速度和采收率。
压裂液在排采过程中起到调节地层压力的作用，有助于控制 煤层气的生产速度和采收率。同时，合理的排采制度也是提 高煤层气采收率的关键因素之一。
煤层气井用非离子聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液优选
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煤 层气 井 用 非 离子 聚 丙 烯 酰胺 锆 冻 胶 压 裂 液优 选
赵 辉 戴 彩 丽 ， 梁 利 ， ， ｕ ， 王 欣 赵 福 麟 ，
煤层气藏压裂技术
蒲1-9
蒲1-10
200-600
1000-1500
蒲南2-7
蒲2-4
1500-3500
500-2000
2.煤层活性水压裂技术 开发了具有煤粉悬浮功能的活性水压裂液体系
初步研制了煤粉悬浮剂——煤粉堵塞裂缝，改变裂缝的延伸方向，降低
裂缝有效支撑体积；煤粉堆积，返排过程中降低裂缝导流能力或卡泵
24小时后 加入 48%
经冻胶压裂液伤害后的煤粉
70%左右小于1md
1.冻胶压裂液体系超低温破胶技术 开发低温、超低温破胶技术——生物酶破胶剂的筛选与实验 破胶液残渣粒径分布实验结果对比
项目 常规瓜胶+低温酶 常规瓜胶 中值，μm 25.54 45.4 分选系数 1.51 2.18
井号 蒲1-2 蒲1-3 蒲1-4 蒲1-5 蒲1-6 蒲1-7 蒲1-8 日产气 m3 1000-2000 3000-3500 100-500 2000-3000 200-500 500-1000 500-2000 井号 蒲2-5 蒲2-6 蒲2-8 蒲2-9 蒲2-10 蒲南1-3 蒲南1-4 日产气 m3 500-1500(初期>3000) 450-600 1500-2000 1000-1500 200 2000-3500 1000-2000
煤层气藏压裂技术
煤层气藏特征及压裂难点：
天然割理裂缝发育，裂缝扩展规律复杂 杨氏模量低，支撑剂嵌入严重 煤层气藏压裂技术： 活性水压裂技术 超低温破胶技术
低温、低压、低渗，强吸附，伤害严重
低产低效，对低成本要求高
23个目标区块渗透率分布情况
5个区块渗透率 0.1md 7个区块渗透率 小于 22% 大于 1md 30%
停泵后压降速率大于0.5MPa/min即代表有
煤层气复杂裂缝压裂工艺技术的现场应用
Internal Combustion Engine&Parts0引言煤层气是一种生成储集都在煤层及其围岩中的以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中的烃类非常规甲烷天然气体，是近年来崛起的优质清洁新能源。
我国煤层气资源非常丰富，总资源量为36.81×1012m3。
开发利用好煤层气资源，消除煤矿生产中的瓦斯爆炸、减少因大量瓦斯排放造成的环境污染，实现清洁能源的高效开发，均具有十分重要的意义。
20世纪80年代初期，以美国为首的发达国家在煤层气开发方面走在了世界的前列。
国外的煤层气压裂技术先后经历了炸药炸洞、高压水力压裂、液氮泡沫压裂技术以及CO2泡沫加砂压裂技术。
国内绝大多数煤层低渗透、煤层气井产量低、产量递减快。
目前，已经成型的煤层气储层压裂技术主要活性水加砂高排量复杂裂缝体系的压裂技术。
该技术在现场中进行了应用实践，获得成功，取得了很好的效果。
1煤层气复杂裂缝压裂工艺技术1.1形成复杂裂缝的机理理论和实验表明，水平应力差异系数越大越不易形成复杂裂缝。
水平应力差异系数如式（1）所示，当水平应力差异系数为0-0.3时，水力压裂能够形成充分的裂缝网络；煤层气复杂裂缝压裂工艺技术的现场应用包枫（大庆油田物资公司实业分公司机修厂，大庆163458）摘要:煤层气是一种广泛分布矿藏中的清洁高效非常规能源，吸附态赋存于煤层中，以其自生自储式的成藏特点与其他天然气有很大的区别。
在生产过程中必须要降压解吸才能够采出获得。
而要得到连续高产的煤层气，压裂增产改造技术成为世界各国包括美国、加拿大在内的通用的手段和方法。
煤层气储层普遍具有明显的低孔、低渗特点，煤岩较软且节理极其发育可以诱发多缝的开启，应力差小，抗压强度低，压裂施工过程中高排量的注入液体，形成裂缝内足够高的净压力，为形成复杂的裂缝体系创造了条件。
针对以上煤层气特点以及开发过程中压裂工艺的特征，研究了一项以套管注入、高排量、活性水携砂为主的煤层气复杂裂缝压裂工艺配套技术。
煤层气井压裂工艺流程
煤层气井压裂工艺流程
1. 筛选压裂液
首先需要筛选合适的压裂液，以达到最佳的压裂效果。
压裂液主要由水、砂、降黏剂和增粘剂等组成，其中水和砂的比例为9:1。
水的作用是传递压力和保持固相浓度，同时也能溶解和运输添加的化学剂。
砂质颗粒物能够填充煤层裂隙并增加透水性和渗透性，提高煤层气采收率。
在筛选好的压裂液之后，通过压力泵将其注入煤层气井中。
通过压力的产生，可以在煤层中形成孔隙和裂缝，提高煤层气的渗透性和透水性，从而提高产气量。
3. 断裂煤层
注入压裂液之后，需要施加足够的压力将煤层分裂开来，使其形成新的孔隙和裂缝。
这是压裂技术的核心步骤，也是影响压裂效果的关键因素。
在压裂结束后，需要将剩余的压裂液排放出井口，避免对环境造成污染。
此外，还可以对排放液进行处理和回收，以减少浪费和环境污染。
5. 试压和生产气
排放完压裂液之后，需要进行试压和生产气的测试。
试压是为了检查井筒结构是否完整、压裂液能否顺利流入、压力是否稳定等。
待试验完毕后，进行生产气测试，评估煤层气井的产气能力。
如果测试结果表明产气量有所提高，则可以认为本次压裂工作是成功的。
煤层气行业压裂液
煤层气行业常用压裂液
一 二 三 四 五
活性水压裂液 清洁压裂液 冻胶压裂液 线性胶压裂液 泡沫压裂液
煤层气井用压裂液在一定程度上，可以借鉴现行水基压裂液
性能评价，但由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附
性强、压力低等与油藏储层不同的特性，由此而引起的高注入压 力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤
粉堵塞等问题，使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差
异，主要表现在: （1）由于煤岩的表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压
裂液同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应；
（2）煤层割理发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低 渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应较低，以避免对煤 层孔隙的堵塞； 对于交联冻胶压裂液，要求其快速彻底破胶。
(KC1)这3种成分的浓度对清洁压裂液的黏度相互制约，影响很大，
配方优选实验结果见图2。
优选配方：0.8% VES+ 0.2% SYN + 1.0 %KC1。 针对该配方，用RV-20流变仪在40℃ 、170 S-1剪切60 min， 黏度大于等于27 mPa·，能完全满足压裂的要求。 s
5．清洁压裂液对煤层伤害性 清洁压裂液不产生滤饼，破胶后没有固相残渣，故对煤层伤 害是活性剂的吸附和粘土的膨胀上。各种压裂液中的KC1成分能 够防止粘土遇水膨胀。清洁压裂液中的表面活性剂VES也具有较 好的粘土稳定作用，室内实验证明VES若与KC1复配使用，防 膨效果更佳。
4.冻胶压裂液的助排性能
试验方法如上所述，破胶液表面张力测试结果为23.03 mN/ m。
5 .冻胶压裂液的残渣 压裂液破胶液的残渣为294 mg/L 。
四 线性胶压裂液
煤层气行业压裂液共33页
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
Hale Waihona Puke 煤层气行业压裂液1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
煤层气行业压裂液- 相当经典共33页文档
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
煤层气井压裂液优选
煤层气井用压裂液在一定程度上，可以借鉴现行水基压裂液性能评价，但由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附性强、压力低等与油藏储层不同的特性，由此而引起的高注入压力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤粉堵塞等问题，使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差异，主要表现在：煤岩的表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压裂液同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应；煤层割理发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应较低，以避免对煤层孔隙的堵塞；压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。
对于交联冻胶压裂液，要求其快速彻底破胶。
煤的润湿性固体表面一般可以分为高能表面和低能表面两类。
高能表面指的是金属及其氧化物、二氧化硅、无机盐等的表面。
其表面自由能一般在500mN/m-5000mN/m 之间。
低能表面指的是有机固体表面，它们的表面自由能一般低于100mN/m。
经试验测得晋城3#煤的表面自由能为51.1mN/m,属于低能表面。
由于水的表面张力较高，它一般不在低能表面上自动铺展。
如果要使水在低能表面上铺展，最方便的办法就是在水中加入表面活性剂。
从固体表面自由能也可以看出，对油气藏而言，它属于高能表面。
它对外来液体的表面张力和界面张力不是特别敏感。
水的表面张力常温下为72左右，假如某助排剂水溶液的表面张力为25mN/m，相对于岩石500mN/m-5000mN/m的表面自由能，两者会发生一样的润湿情况；而对于50 mN/m左右表面自由能的煤来说，两者的润湿情况就大不一样了。
从这个角度讲，作为压裂液而言，里面不应该加入助排剂。
加入以后，改变了液体和煤的润湿关系，对压裂液的返排反而不利。
煤的孔隙度作为固态胶体的煤，其内部存在着许多孔隙，孔隙体积占煤的总体积的百分数为煤的孔隙度。
孔隙度与煤化程度有关:煤化程度低的煤，其孔隙度基本在10%以上；中等煤化程度的煤，其孔隙度最低，约3%；当煤化程度加深孔隙度又出现增加的趋势。
煤层气井用压裂液配方优选
美国现有１４个主要的含煤盆地，１２００ｍ埋深以浅的煤层气资源量为“万亿ｍ３。美 国煤层气资源主要分布在西部的落基山脉中——新生代含煤盆地，在这一地区集中了 美国８４．２％的煤层气资源。圣胡安盆地和黑勇士盆地在美国煤层气开发规模最大。电 是世界煤层气工业的发源地。
表21晋城3艨矿物x衍射的矿物组成i序号矿物种类及含量石英钾长石钠长石方解石白云石菱铁矿黄铁矿粘土15o511262050928504o424712o517232由粘土的绝对含量看其占矿物总量的9006左右可见晋城3样煤储层中含有大量的粘七这应对该煤层气井的入井液钻井液完井液洗井液及压裂液等要严格把关中国石油勘探开发研究院硕士学位论文尽量减少外来液体浸入煤层储层从而降低对储层的伤害
本文试图在跟踪国内外煤层气井用压裂液研究的同时，重点结合山鹾某矿
斜、１１椭ｆ层储层特征，较为系统深入的对煤层气井压裂用压裂液进行研究。除了
给出常用活性水压裂液、线性胶压裂液、冻胶压裂液相关性能研究的同时，还对 清洁压裂液进行了考察与研究。通过常用的添加剂与煤层适应性的研究与评价， 对压裂液配方进行了优选，并综合总结出一套比较适合于煤层气特点的评价与优 化方法。归结起来，本文主要在以下五个方面进行了创新性研究：
ａｄｄｆｆｉｏａｓ； ４）Ｔｈｅ ｓｔｕａｙ ｏｎ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏａｌｂｅｄ ｓｅａｍ ａｎｄ ｃｌｅａｎ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｆｌｕｉｄ；
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三 冻胶压裂液
参考配方：0. 35 %羟丙基瓜胶HPG + 2. 0 %KCl + 0. 2 %助 排剂(DL-10) + 0. 01 %NaOH + 0. 1 %LBT-6+ 0. 02 %硼砂 +0.05%～0.1% 防腐剂1227 +0. 015 %过硫酸铵
防腐剂1227 ：十二烷基二甲基苄基氯化铵 性状 浅草黄色液体。有刺激性气味。易溶于水和醇，PH值7-9。 使用 除用作杀菌剂，还可用于缓蚀、缓速、润湿、防蜡、防 膨。用量0.1-0.2％。
一 活性水压裂液
参考配方：洁净水+氯化钾2％+ 助排剂（DL-10）0.2％ 特点：其施工排量大，用液量大，摩阻大，滤失量大，加 砂量相对较少，有时产生砂堵，但对煤层的污染较小。
活性水、线性胶、冻胶破胶液对填煤粉模型渗透率伤害测试
过程渗透率随时间的变化，示于图1 ( a)～ ( f ) 。表1 列出测试 各阶段的渗透率值和伤害率。
无机硼酸盐交联的机理: 溶液中存在的单硼酸盐与胍胶分子链 上的顺式羟基配对而形成配位键， 将线状高分子链“连接”起 来， 从而形成高粘弹性的凝胶，其化学反应如下:
1.耐温耐剪切性能
2.支撑剂沉降测试 同线性胶压裂液试验方法,测试结果见表4。冻胶压裂液粘度
较大，支撑剂的沉降速率最小。
3 .冻胶压裂液破胶性能 从表5 可见，压裂液破胶性能完全达到压裂工艺要求，即6 h
煤层气行业常用压裂液
一 活性水压裂液 二 清洁压裂液 三 冻胶压裂液 四 线性胶压裂液 五 泡沫压裂液
煤层气井用压裂液在一定程度上，可以借鉴现行水基压裂液 性能评价，但由于煤储层具有松软、割理发育、表面积大、吸附 性强、压力低等与油藏储层不同的特性，由此而引起的高注入压 力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂的嵌入、压裂液的返排及煤 粉堵塞等问题，使得煤层气井用压裂液与油气田压裂液存在着差 异，主要表现在: （1）由于煤岩的表面积非常巨大，具有较强的吸附能力，要求压 裂液同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸附和反应； （2）煤层割理发育，要求压裂液本身清洁，除配液用水应符合低 渗层注入水水质要求外，压裂液破胶残渣也应较低，以避免对煤 层孔隙的堵塞； （3）压裂液应满足煤岩层防膨、降滤、返排、降阻、携砂等要求。 对于交联冻胶压裂液，要求其快速彻底破胶。
害是活性剂的吸附和粘土的膨胀上。各种压裂液中的KC1成分能 够防止粘土遇水膨胀。清洁压裂液中的表面活性剂VES也具有较 好的粘土稳定作用，室内实验证明VES若与KC1复配使用，防 膨效果更佳。
活性水最小，清洁压裂液较小，线性胶较大，冻胶最大。 伤害率比例大致为1：3：6：9。可见清洁压裂液对煤层的伤害 程度较低。
3．清洁压裂液的携砂性能 清洁压裂液是靠其自身的粘弹性携砂的，而聚合物压裂液主
要靠黏度携砂。 传统的支撑剂携带原则是，聚合物压裂液的黏度在剪切率为
100 s-1 时至少应有100 mPa·s，或在剪切率为170 s-1 时应有50 mPa·s。
4．清洁压裂液配方优选及流变性能测定 清洁压裂液的中表面活性剂(VES)、胶束促进剂(SYN)、盐
考虑到煤层储层特点及压裂工艺的要求，对煤层气井用压裂 液的各添加剂、压裂液性能及经济成本进行了优化，其优化原 则为: （1）尽可能少地使用添加剂，特别是有机类添加剂，以减少对 煤储层的伤害； （2）开发适合煤层气压裂用的压裂液材料，使之与煤储层相配 伍； （3）在保证压裂工艺及施工条件下，降低压裂液成本，以满足 市场经济的要求。
特点：易于彻底破胶、流变性好、携砂能力强，可以提高压 裂规模且对地层伤害较小。配制简单，无毒、无腐蚀性。配制 完成后，黏度在25～40 mPa·s之间， 1．清洁压裂液的增稠机理
2.破胶机理 当清压裂液与地层原油、天然气接触时，由于胶束的内部 是亲油的，烃分子钻入到胶束的内部，使胶束膨胀，相互缠结 的棒状胶束就会松开，棒状胶束向球状胶束转变，使液体黏度 降低，最终变成单个分子，溶于烃中。当清洁压裂液被地层水 稀释时，也会破坏表面活性剂的胶束而失去黏度。 在油井或天然气井中，都会含有游离状态的烃类物质，因此 不需要加入破胶剂。但在煤层中，由于煤层气大都以吸附方式 附存于煤层孔隙中，有时基本上没有游离气。 考虑到煤层中没有游离气而且水量很少的情况，就必须选用 一种破胶剂用以备用。室内研究表明，加人少量的非离子的表 面活性剂，也能破坏掉胶液的胶束结裂液的摩阻仅为活性水摩阻的40 ％左右
现场清洁压裂液的施工情况 清洁压裂液在现场施工时，表现出了良好的特性。施工排量 能够控制在3 m3/min左右(活性水一般在7 m3/min左右)，压后测 试显示，缝高受到了较好地控制。携砂时，显示出了良好的携 砂能力，平均砂比均在30% 以上(活性水压裂一般为15% )，加 砂结束前最高砂比超过55% 。压后放喷显示，清洁压裂液应用 于该地区不需要加入任何破胶剂就能够彻底破胶水化。
二 清洁压裂液
清洁压裂液自1997年首次被斯伦贝谢公司研制成功，又称粘 弹性表面活性剂压裂液VES（viscoelastic surfactant）
应用实例：中联煤层气有限责任公司在陕西省韩城地区选用 清洁压裂液对煤层进行了压裂试验，共压裂3口井、8层煤层，施 工成功率100％ ，并取得了良好的压裂效果，压完后的火把高度 2～4 m，平均砂比均在30％ 以上，最高单层加砂68 m3，压后放 喷液显示完全破胶(未添加任何破胶剂)，放喷初期黏度一般低于 10 mPa·s，放喷4 h后黏度均低于5 mPa·s。
(KC1)这3种成分的浓度对清洁压裂液的黏度相互制约，影响很大， 配方优选实验结果见图2。
优选配方：0.8% VES+ 0.2% SYN + 1.0 %KC1。 针对该配方，用RV-20流变仪在40℃ 、170 S-1剪切60 min，
黏度大于等于27 mPa·s，能完全满足压裂的要求。
5．清洁压裂液对煤层伤害性 清洁压裂液不产生滤饼，破胶后没有固相残渣，故对煤层伤