油田化学 第8章 压裂液及压裂用添加剂
压裂液的特点与适用范围
压裂液的特点与适用范围一、水基压裂液水基压裂液是以水作为分散介质（溶剂），再添加多种添加剂配制而成的一种压裂液。
按稠化方式和稠化程度不同分为水基冻胶压裂液、线性胶压裂液和活性水压裂液。
1、水基压冻胶裂液主要由水、稠化剂、交联剂和破胶剂配制而成。
特点：粘度高，可调性好，易于控制，造缝性能好，携砂能力强；摩阻低，滤失量小，耐温、耐剪切能力好，能在指定的时间内破胶排液，配制材料货源广。
适用范围：除少数低压、油润湿，强水敏地层外，适用于大多数油气层和不同规模的压裂改造，可以完成高温、高压、深井、超深井、高砂比、大砂量等高难度压裂作业。
2、线性胶压裂液（稠化水压裂液）以稠化剂和表面活性剂配置而成的粘稠性水溶液。
特点：粘度较低，携砂性能差，降滤失性能略好，有一定造缝能力。
适用范围：主要用于压裂防砂、砾石充填、低温（小于60℃）、浅（小于1000）井的压裂改造；或用于低砂量、低砂比的煤层气或不携砂注水井压裂。
3、活性水压裂液加有表面活性剂的低粘水溶液。
特点：粘度几乎为零，滤失量大，依靠大排量可以携带较少支撑剂。
适用范围：适用于浅井低砂量、低砂比的小型解堵压裂和煤层气井压裂。
二、油基压裂液以就地原油或柴油作为分散介质与各种添加剂配制而成的压裂液称为油基压裂液。
稠化剂：磷酸酯交联剂：铝酸盐特点：粘度较高、耐温性能较好、携砂能力较强、对储集层伤害较小。
缺点：价格昂贵、施工困难、易燃。
三、泡沫压裂液泡沫压裂液是指在水力压裂过程中，以水、线性胶、水基冻胶、酸液、醇或油作为分散介质，以气体作为作为分散相（不连续相），与各种添加剂配制而成的压裂液。
按分散相类型不同，泡沫压裂液体系可以分为氮气泡沫压裂液、二氧化碳泡沫压裂液和空气泡沫压裂液。
优点：粘度高，携砂和悬砂性能好，摩阻损失小、滤失量小，液体效率高、在相同液量下裂缝穿透深度大；含水量小，密度低，气体膨胀能力强，易于压后返排，对油层污染小。
缺点：温度稳定性差，使用范围受到限制，由于井筒气—液柱的压降低，需要的施工泵压高，对于深度大于2000m以上的油气层施工难度大，设备特殊，成本较高。
油水井压裂酸化常用添加剂作用(麒庄技术)
2）与酸液及酸液添加剂配伍。
常用助排剂型号为：CF-5D、CF-5C等
2021/4/9
5
2、缓蚀剂
缓蚀剂是通过物理吸附或化学吸附而吸 附在金属表面，从而把金属表面覆盖，使其 腐蚀得到抑制。 因而凡是影响覆盖面积大小 的因素(如：缓蚀剂分子的大小、扁平吸附方 式还是直立吸附方式等)以及影响吸附易难的 因素都会对缓蚀效果有很大影响。
2）无机聚阳离子类粘土稳定剂 如羟基
铝及锆盐，氢氧化锆可加在酸液中使用，羟
基铝在酸处理后的后置液中，能起较好的防
2止021/粘4/9 土分散、膨胀作用。
9
3）聚季铵盐 兼有使酸稠化和缓速作用 ，或用于酸液的前置液或后置液中，该类粘 土稳定剂可用于温度高达200℃的井中，稳定 效果好。
4)其它类型的粘土稳定剂还有聚胺类粘 土稳定剂、季铵盐类，但因其可使岩石油湿 ，导致酸后产水量上升，已较少使用。
常用粘土稳定剂型号为：COP-1等
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5、表面活性剂
主要采用阴离子型或非离子型表面活性剂及其调配物 主要作用：
（1）降低酸液和原油之间的表面张力，降低毛管阻力，调整岩石润湿性， 帮助酸液返排，提高净井作业效果；
（2）抵消原油中原有的天然乳化剂的作用，防止酸与储层原油乳化； （3）酸液溶解不掉的粘土、淤泥等杂质颗粒会从原来的位置上松散下来， 形成絮凝团，这些团块移动并可能聚集，以致堵塞储层孔隙。加入表面活性剂可 使杂质可悬浮在酸液中，随残酸排出； （4）为了延缓酸岩反应速度，在酸液中加入表面活性剂，其在岩石表面吸 附，使岩石具有油湿性。岩石表面被油膜覆盖后，阻止了氢离子与岩面接触，降 低酸岩反应速度。
Fe3+＋6CH3COO- [Fe(CH3COO)6]-
压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应用
长庆油田化工集团
3.4.3破胶剂
把高粘度压裂液留在裂缝中将降低支撑剂充填层 对油和气的渗透性，从而影响了压裂作业的效果。因 此压裂施工结束后，为了让施工液体能尽快的从井下
裂缝中通过井筒排出地面，必须使用破胶剂。
100
temperature(du)
80 60 40 20 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54
800 600 400 200 0
V-t T-t
长庆油田化工集团
0.55%CJ2-6 交比100:0.6 1400 1200
Viscosity(cp)
1000 800 600 400 200 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54 60
井的吸收能力及驱替中的扫油效率。
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二、压裂液现状
压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。
压裂液的选择、施工设计及整套操作步骤都有助于
确定油气井水力压裂后的产量。
从历史上来看, 压裂液研制主要侧重两个方面,
即提供充足的支撑剂运移, 减少砂粒充填的伤害。
长庆油田化工集团
2.1压裂液的主要功能
变成线型和网状体型结构混存的高分子水冻胶，其中 应添加必要的添加剂。水基冻胶压裂液是交联了的稠 化水压裂液。
特点：粘度高，造缝性能好，携砂性能强，粘度的可调和可控性好。
滤失系数低，液体效率高，高速流动时摩阻低于清水。
适用性：普遍适用于油气井增产、水井增注的作业。特别可以完成 高砂比、大砂量、宽造缝、深穿透的高难度压裂。
油田用压裂增强剂_有机碱类_化学成分_概述及解释说明
油田用压裂增强剂有机碱类化学成分概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在全面介绍和解释油田用压裂增强剂中有机碱类的化学成分。
随着油田开发的不断深入，传统的压裂技术已经不能满足地下资源的获取需求。
因此，研究人员开始致力于开发更高效、更环保的增强剂，以提高油井的产出能力和生产效率。
1.2 文章结构文章主要包括引言、正文、结论三个部分。
在引言部分，我们将简要介绍本文的目的和结构；在正文部分，将详细呈现有机碱类化学成分在油田用压裂增强剂中的应用；最后，在结论部分将对研究结果进行总结，并针对研究工作的局限性提出后续工作建议。
1.3 目的本文旨在探讨有机碱类化学成分在油田用压裂增强剂中的重要性和应用价值。
通过系统整理相关文献资料，归纳总结有机碱类化学成分对于改善井壁渗透性以及提高储层岩石孔隙中原油流动能力的作用机制。
对于压裂增强剂的设计和性能改进提供参考，同时促进行业间的技术交流与合作。
以上是文章"1. 引言"部分的内容。
2. 正文在油田勘探和开发过程中，压裂技术是一项关键的工艺，旨在增加原油或天然气从地下储层流动到井筒的速度。
而为了实现更高效的压裂作业，常常需要使用一种特殊的化学剂——油田用压裂增强剂。
本文将着重介绍其中一种常见类型：有机碱类增强剂。
有机碱类增强剂以其优异的性能在油田压裂过程中发挥着重要的作用。
它们主要通过提供氢离子或电子给予体系带来优化效果，从而改善压裂液在地下储层中的表现。
这些化学物质通常具有以下几种主要成分。
首先，醇胺类化合物是一类常见的有机碱类成分。
它们以其良好的溶解性、可调节pH值及与多种酸性物质反应形成盐等性质而被广泛使用。
醇胺类增强剂能够对储层岩石表面进行缓蚀作用，并有效改善液相与固相颗粒之间的黏附性。
其次，碱金属盐类也是油田用压裂增强剂中常见的一类成分。
这些化合物通常以钠、钾、锂等元素的盐形式存在，并能在压裂液中起到化学助剂的作用。
碱金属盐类增强剂通过调节液相中阴离子浓度，进而影响液相与固相之间的界面张力和黏附行为。
压裂液(2)
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图6-8 滤失系数与缝长关系曲线
曲线分析： 从1、2曲线可看出，在相同条件下，排量大，则裂缝 延伸长；
从3、4曲线可看出，在压裂液性能好的情况下，滤 失量减少比提高排量效果好。（需查原著： 3、4曲线 的压裂液性能是否相同？）
滤失过程： 所谓低粘压裂液（压裂液粘度与地层流体粘度接近）
C2 4.3103 P
K..C f a
Cf ── 储层综合压缩系数，（KPa）-1；
μa ── 储层流体粘度，mPa·S。
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3.受造壁性控制的滤失系数C3
在压裂液向地层的渗滤过程中，压裂液中的水和 细粉沫就通过孔隙进入地层，而粗颗粒物质则聚 集在裂缝面上，形成防滤失阻挡层，通常称为滤 饼。 滤饼的形成，有效地降低了滤失速度。 C3采用试验确定:
通过对压裂液综合滤失系数和排量对缝长的影响的研 究，得到图6-8所示的一组曲线。
条件：压裂液80m3，缝宽5mm
曲线1表示排量Q＝0.4m3/min时，压裂液滤失系数 C与缝长L的关系曲线。
曲线2表示排量Q＝4.0m3/min时，压裂液滤失系数 C与缝长L的关系曲线。
曲线3表示排量Q＝4.0m3/min时，压裂液滤失系数 C与滤失体积百分比之间的关系曲线。
应用受到一定的限制。
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（3）酸基压裂液 １．酸基压裂液的特点 酸基压裂液基液为酸，能溶解地层中的堵塞物，
能溶蚀岩石中的颗粒及其胶结物，增加缝的导流能力。 但滤失量大，对地面设备及井下管住有强烈的腐蚀作 用，施工中易对人体产生伤害。
２．适应范围 适应于碳酸盐类油气的酸化压裂及含灰质较多的 砂岩地层的解堵酸处理。
油化基础绪论
绪论
2）相关工艺和作用对象
一般情况下，油田化学工作液通过地面管线等设备，由井口注入井筒、
井底或地层（油层）；
根据施工环境、条件的不同，需解决的工程问题不同，要求工作液具有 不同的性能特点；
要对工作液的作用，化学助剂或材料结构性质之间的关系有效了解掌握，
通过全面的实验评价达到改造工作液或建立新型工作液体系，更好地完 成油气井钻探和开采的目的。
绪论
3）油田化学工作液的评价项目 各种不同的油气井工艺技术设计对工作液的性能要求各不一样。但 总的来说它们具有以下几种共同常用的性能参数： 体系的粘度、流变性、滤失性； 体系对温度、盐、细菌、剪切等外界条件的适应性； 体系的稳定性以及对固体微粒的悬浮稳定性； 体系对油气层伤害程度及评价； 另外不同工艺对油田化学工作液还有一些特殊要求。 油田化学工作液的其它功能，保护油气层，安全、环保、高效以实现经 济效益最优化。
学理论。
研究过程：油田问题的提出→化学原因、化学原理的分析→一般化学 剂的筛选→特殊化学剂的合成→化学方法和手段对选择化学剂的评价
→油田化学剂或化学方法和手段的使用→效果评价→作用机理的研究
→油田化学理论的提出→油田化学剂或化学方法和手段的改进。
4、油田化学的发展历史和发展趋势
绪论
发展历史：从石油勘探开发产生之日起，石油勘探开发就一刻也离不开 化学问题，但是，油田化学成为一门专门的学科，大约开设于二十世纪 七十年代初。二十世纪七十年代初美国石油工程师协会出版了《油田化 学论文集》才正式提出油田化学这一概念。1973年，我国在北京石油化 工研究院成立了油田化学室。80年代后石油高校陆续成立了油田化学专 业等。通过30多年的发展，油田化学成为了化学中的一门重要应用分支 学科——油田应用化学。
压裂液的组成部分
压裂液的组成部分压裂液是在页岩气、煤层气等非常规能源开采过程中使用的一种重要液体。
它主要由水、添加剂和颗粒物组成。
本文将从这三个方面对压裂液的组成部分进行详细介绍。
一、水水是压裂液中最主要的成分，通常占据了压裂液的大部分体积。
水的选择和使用对于压裂作业的效果具有重要影响。
首先，水必须是纯净的，不含有对地层产生不良影响的杂质。
其次，水的硬度要控制在一定范围内，过高的硬度会导致与地层岩石的反应，产生沉淀物。
此外，水的酸碱度也需要进行调整，以适应不同地质条件下的压裂作业。
二、添加剂添加剂是压裂液中起到调节性能、增加稳定性和改善作业效果的重要组成部分。
根据不同的需求，添加剂可以分为以下几类：1. 破胶剂：破胶剂主要用于破除水在压裂作业中形成的胶体物质，以提高液体在地层中的渗透性。
常见的破胶剂有酶解剂和氧化剂等。
2. 分散剂：分散剂可以有效地降低颗粒物的聚集程度，使其分散均匀。
这有助于增加颗粒物与地层的接触面积，提高压裂效果。
常见的分散剂有聚乙烯亚胺等。
3. 乳化剂：乳化剂主要用于调整压裂液的黏度和表面张力，以增加压裂液在地层中的渗透性和润滑作用。
常见的乳化剂有磺化胺盐等。
4. pH调节剂：pH调节剂用于调节压裂液的酸碱度，以适应不同地质条件下的压裂作业。
常见的pH调节剂有碳酸钠和硫酸等。
三、颗粒物颗粒物是压裂液中的固体颗粒，主要用于增加液体的黏度和改善压裂效果。
颗粒物的选择要根据地层的特点和需求来决定。
常见的颗粒物有以下几种：1. 砂粒：砂粒是一种常用的颗粒物，它可以增加液体的黏度和流动性，提高压裂液在地层中的渗透性。
砂粒的大小和形状对于压裂效果有着重要影响。
2. 陶粒：陶粒是一种轻质颗粒物，主要用于减轻液体的密度，降低压裂液对地层的压力，防止地层破裂过度。
3. 硬质颗粒：硬质颗粒主要用于增加液体的黏度和改善流变性能，以提高压裂液在地层中的润滑效果。
常见的硬质颗粒有岩石粉和玻璃微珠等。
在实际的压裂作业中，压裂液的组成可以根据地层的特点和工艺要求进行调整。
压裂液添加剂的作用及现场应用(长庆化工)综述
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。
压裂液
压裂液1油层造缝机理 (2)1.1 油层压裂原理 (2)1.2裂缝形成 (3)1.3影响裂缝形成的因素 (5)1.4油层水力压裂的作用 (5)2压裂液性能及分类 (6)3水基压裂液 (8)3.1天然植物胶水基压裂液 (8)3.2纤维素衍生物压裂液 (15)3.3合成聚合物压裂液 (16)3.4水基压裂液添加剂 (18)4油基压裂液 (29)4.1稠化油压裂液 (29)4.2油基冻胶压裂液 (29)5泡沫压裂液 (31)5.1泡沫压裂液的组成 (31)5.2泡沫压裂液的性能及表征 (33)5.3影响泡沫压裂液性能的因素 (35)6清洁压裂液 (36)6.1粘弹性表面活性剂压裂液的特点 (37)6.2清洁压裂液的流变性能和应用性能 (37)6.3清洁压裂液的现场施工工艺及应用情况 (40)7压裂液性能评价 (41)7.1裂缝几何尺寸与压裂液粘度的关系 (41)7.2压裂液滤失性 (41)7.3压裂液流变学 (42)7.4压裂液流变性 (44)8压裂工艺技术 (49)8.1选井选层 (49)8.2压裂施工工艺 (49)8.3高砂比压裂技术 (50)8.4人工隔层控制垂向裂缝高度技术 (50)参考文献 (53)油层水力压裂，简称为油层压裂或压裂，是20世纪40年代发展起来的—项改造油层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。
它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，达到油气增产的目的(如图3-1)。
图3-1压裂过程示意图在提高油气产量和可采储量方面，水力压裂起着重要的作用。
1947年出现的压裂技术已成为标准的开采工艺，到1981年压裂作业数量已超过80万井次，至1988年，作业总数发展至100万井次以上，大约近代完钻井数的35%~40%进行了水力压裂。
油田化学——压裂液及压裂用添加剂
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
压裂常用药剂
按化学性质分类常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳状压裂液、醇基压裂液以及酸基压裂液等六种类型。
1.水基压裂液是以清水做溶剂或分散介质，向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的。
主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂，即植物胶及衍生物（胍尔胶、田菁胶、香豆胶等）、纤维素衍生物和合成聚合物。
这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶，经交联剂交联后形成黏度极高的冻胶，在施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。
2.油基压裂液是矿场原油或炼厂粘性成品油均可作油基压裂液，但其黏度较低、热稳定性差、携砂能力不好、压裂液效率低。
目前多用稠化油，基液为原油、汽油、柴油、煤油或凝析油。
稠化剂为脂肪酸皂(如脂肪酸铝皂，磷酸酯铝盐等)，矿场最高砂比可达30％(体积比)。
稠化油压裂液遇地层水后会自动破乳，所以无需加入破胶剂。
3.泡沫压裂液是一种新型水基压裂液，它是液体、气体及添加剂的混合物。
基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液，气相为二氧化碳、氮气、天然气，发泡剂用非离子型活性剂。
其最大特点是易于返排、滤失少以及摩阻低等，它具有弱酸性，可溶解近井地带及地层中的无机垢和部分岩石中的碳酸盐矿物，抑制粘土膨胀，改善或保护了油气层。
缺点是砂比不能过高、井深不能过大。
适用于低渗透、易水敏、高压油层和下部受水层威胁的油井以及气井的压裂，是一种综合性能较理想的压裂液体系。
4.乳状压裂液是指水包油型乳化液，基本上综合水基压裂液和油基压裂液的优点。
由于外相为水冻胶，所以乳状液的摩阻低、黏度高、热稳定性好，其悬砂能力强，滤失低。
由于乳状液所含的水比较少，进入地层的水不多，因此可以较好的防止粘土膨胀和运移。
主要有聚合物乳化压裂液和植物胶冻胶原油乳化压裂液。
5.醇基压裂液由低碳醇、稠化剂、水、PH调节剂、粘土稳定剂、助排剂等构成醇基压裂液。
醇基压裂液对砂岩储层无水敏、水锁伤害，而且还有解水锁的能力。
能有效降低水相滞留伤害，补充地层能量，具有返排能力强、低伤害等特点，能有效改善裂缝导流能力，提高压裂效果。
油田化学：第八章 压裂液及压裂用添加剂
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。
油田中性压裂解堵剂
中性压裂解堵阻垢剂1前言压裂酸化改造技术作为低渗透油气田开发的重要手段之一，为中国低渗透油气藏的开发作出了重要贡献。
然而，随着中国低/特低渗透油气藏储量所占比重逐年增多，低/特低渗透砂岩油气藏、火山岩油气藏、酸性油气藏以及复杂结构井的开发比例越来越大，研究适合不同复杂类型低渗透油气藏的大幅度提高单井产量技术，以及如何提高增产改造有效期，成为目前研究开发中性压裂解堵技术与发展的核心技术难题，迫切需要在中性压裂解堵阻垢机理、工艺技术及新材料等方面有所发展和创新，使其在增储上产方面发挥更大的作用。
目前该技术体系已形成了低渗透油藏整体压裂技术、开发压裂技术、重复压裂技术、深井/超深井压裂酸化技术、复杂岩性酸压技术、碳酸盐岩储层酸压及加砂压裂技术、砂岩基质酸化技术、加重压裂和加重酸压技术、控水锁低伤害压裂技术和泡沫压裂技术等具有特色的压裂酸化工艺技术与不用储层的工作液体系；并在水力压裂油藏工程、压裂力学、压裂酸化材料学、酸岩反应机理、砂岩酸化二次伤害机理、裂缝监测和长期导流能力、岩石力学性质与储气库稳定性、重复压裂前地应力场预测、水平井井网与人工裂缝优化匹配及产量预测、考虑启动压力和长期导流能力影响的油气藏数值模拟、压裂液对储层伤害机理及储层应力敏感性等机理性研究方面取得了一定的成就。
近年来，环境保护越来越受到重视。
因此，在压裂、酸化等井下施工过程中，不仅要注意对储层环境的保护，提高油气采收率，而且要重视对自然环境的保护。
1.1酸处理方式酸处理方式常规酸化（又称空隙酸化）与酸压两种。
- 1 -在低于地层破裂压力，不压开裂缝的情况下，把酸液挤入地层，这种酸处理方式称为常规酸化。
因为常规酸化主要起解除井底附近地层的堵塞作用，所以亦称为解堵酸化。
解堵酸化就是在新井完成或修井后，以解除泥浆堵塞恢复地层的渗透性，使之正常投产的一种酸处理措施。
由于泥浆的侵入范围很小，以解除近井地带堵塞为目的的常规酸化所采用的酸量一般都不会很大，常在10m3以内，多则10m3左右。
压裂液介绍
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。
安东石油压裂技术介绍讲解
常规裸眼压裂的突破； 固井压裂技术的扩展。
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3、固井滑套分段储层改造工具
④ STEP-Port全通径无限级固井分段压裂技术
101.6mm 4in
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3、固井滑套分段储层改造工具
④ STEP-Port全通径无限级固井分段压裂技术
技术原理： 安东石油STEP-PORTAT压裂滑套，是一种新型投球固井压裂滑套。一种
基于机械旋转计数器，依次步进的原理，设计每5步为一个组合，理论上可以 实现无限级全通径。
机械旋转计数机构展开图
定点压裂、改造针对性强
套管作为压裂管柱，摩阻低，地面压力低
成本低、风险小，无悬挂器、封隔器，操作简便
套管鞋
大通径，一般情况无需钻除即可正常返排及生产； 后期出水可通过关闭滑套堵水
固井水泥 套管
压裂作业连续，缩短作业周期 球座及球采用可钻材料，体积小于常规压裂工具，易于钻
除，也可以采用可溶蚀材料，免于钻除顾虑。
拥有网络控制2000型压裂机组6套，2500型压裂机组2套，累计水马力 98000HP；套装压裂液罐2500方、不锈钢液罐900方、酸罐260方，并配备有 倒液及供液设备。设备配置完全满足平台井组工厂化压裂作业的工程要求。
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四、压裂车组介绍
序号 设备名称
规格/型号
设备能力
最大压力140MPa@0.37m³/min;
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二、油藏分析能力
地质建模软件Petrol
地应力分析软件GMI
压裂液简介
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3、泡沫压裂液
泡沫压裂液始于80年代，主要用于衰竭地层提高 压裂的返排率和水敏地层的增产。 泡沫压裂液由气相、液相、表面活性剂和其他化学添 加剂组成。 泡沫压裂液是一个大量气体分2散008-于5-2少7 量液体中的均匀 分散体系。 其组分主要有：
- 气相，约70%，为内向 - 液相，约30%，为外向 - 表面活性剂（发泡剂） - 泡沫稳定剂
-压裂液是压裂施工中的工作液
-压裂液是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不 稳定的化学体系
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根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可 简单分为前置液、携砂液和顶替液。
-前置液：其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的 裂缝同时还起到一定的降温作用。
-携砂液：它是将支撑剂 (2一008-般5-2是7 陶粒或石英砂 ) 带 入裂缝中并将砂子放在预定位置上，同时还有造缝 和冷却地层的作用。
一、压裂液定义
-压裂：压裂的实质就是用高压泵组将具有一定粘
度的液体高速注入地层，当注入速度大于地层的吸 收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙 张开，形成较大的裂缝。随着液体的不断注入，已 形成的裂缝向内延伸。为2了008防-5-2止7 停泵以后，裂缝在 上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中 加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以 支撑缝面。
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常用稠化剂性能
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3、压裂液添加剂-交联剂
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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。
（2）支撑剂的要求 密度低、强度高、化学稳定性好、便宜易得。
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。
本章完
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 化学稳定性好的支撑剂 石英砂 烧结陶粒 微孔烧结陶粒、核桃壳 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。 （2）常用的破坏剂： 压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
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 生物高分子 部分水解聚丙烯酰胺 羧甲基纤维素、瓜尔胶 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
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。
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。
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。
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； 低滤失量； 低含水量； 压裂后易于排出； 对地层污染少。
特 点
2、油基压裂液
（1）稠化油压裂液 将稠化剂溶于油中配成。
常 用 的 稠 化 剂 脂肪酸皂 磷酸酯 油溶性聚合物
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。
竞争络合的机理
3 、减阻剂 （1）定义：
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 （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。
第八章
压裂液及压裂用添加剂
1
前
（1）什么是压裂？
言
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
3、本节内容
压裂液选择 压 裂 技 术 压裂添加剂 酸化工艺
言
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
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）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。
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 点
能用在比较高的温度（ 160℃ ）下； 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）
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
（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：
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
稠化水压裂液
水基压裂液：
水基冻胶压裂液
水基泡沫压裂液 水包油压裂液
水为溶剂或
分散介质
稠化水包油压裂液
稠化油基压裂液 油基冻胶பைடு நூலகம்裂液
油基压裂液：
油为溶剂或
分散介质
适宜压裂水敏地层
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。
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、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。