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压裂液总结PPT
泡沫破坏的机理主要有：液膜的排液；气体透过液膜而扩散。
清洁压裂液
定义：又称为粘弹性表面活性剂压裂液，是一种基于粘弹性表面活 性剂的溶液。 清洁压裂液主要是将由长链脂肪酸盐衍生物所形成的季铵盐作为 表面活性剂加入到氯化钾、氯化镁、氯化铵、氯甲基四铵或水杨 酸钠溶液中配置而成。 作用机理：在水中特种表面活性剂随着浓度增加形成棒状胶束结 构。 ▲利用烃类有机物增溶到胶束中并使其分裂而破胶。 VES压裂液携带支撑剂是依靠流体的结构粘度，同时能降低摩阻 力。 VES压裂液与聚合物压裂液不同，它无造壁性，不会留下滤饼。
凝胶破胶形成低粘度水溶液，流阻降低；在裂缝中接触到原油或天然气同样如此。 机理二：在地层水的作用下，清洁压裂液液体因稀释而降低了表面活性剂浓度，棒状胶束也不再相
互纠缠在一起，而呈现单个胶束结构状存在。
与传统聚合物压裂液对比：
➢传统聚合物压裂液随压力增大滤失严重；而VES压裂液对压力不敏感。 ➢VES压裂液不含聚合物，显著降低了残渣在支撑剂填充带和裂缝表面 上的吸附量，形成高导流能力的裂缝。 ➢VES压裂液无造壁性，不会留下滤饼，对地层污染程度较小，改善了 负表皮系数，从而增加了油气井产能。
水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
裂缝的形态与方位
油层通过压裂后形成的裂缝有 两种形态：即水平裂缝和垂直 裂缝。
原理：裂缝面垂直于最小 主应力方向。
岩石 轴应力分布图
压裂液性能及分类
根据压裂液在不同阶段的作用分为：前置液、携砂液、顶替 液。 前置液作用：主要是破裂地层形成一定几何尺寸裂缝。 携砂液作用：将支撑剂带入裂缝并将砂子置于预定位置上。 顶替液作用：将井筒中的携砂液全部替如到裂缝中。
对压裂液的性能要求
(1)滤失少 ；(2)携砂能力强； (3)低摩阻 ； (4)热稳定性和抗剪切稳定性； (5)与地层岩石和地下流体的配伍性； (6)低残渣、易返排 ； (7)价格便宜、宜配制、货源广。
清洁压裂液
定义：又称为粘弹性表面活性剂压裂液，是一种基于粘弹性表面活 性剂的溶液。 清洁压裂液主要是将由长链脂肪酸盐衍生物所形成的季铵盐作为 表面活性剂加入到氯化钾、氯化镁、氯化铵、氯甲基四铵或水杨 酸钠溶液中配置而成。 作用机理：在水中特种表面活性剂随着浓度增加形成棒状胶束结 构。 ▲利用烃类有机物增溶到胶束中并使其分裂而破胶。 VES压裂液携带支撑剂是依靠流体的结构粘度，同时能降低摩阻 力。 VES压裂液与聚合物压裂液不同，它无造壁性，不会留下滤饼。
凝胶破胶形成低粘度水溶液，流阻降低；在裂缝中接触到原油或天然气同样如此。 机理二：在地层水的作用下，清洁压裂液液体因稀释而降低了表面活性剂浓度，棒状胶束也不再相
互纠缠在一起，而呈现单个胶束结构状存在。
与传统聚合物压裂液对比：
➢传统聚合物压裂液随压力增大滤失严重；而VES压裂液对压力不敏感。 ➢VES压裂液不含聚合物，显著降低了残渣在支撑剂填充带和裂缝表面 上的吸附量，形成高导流能力的裂缝。 ➢VES压裂液无造壁性，不会留下滤饼，对地层污染程度较小，改善了 负表皮系数，从而增加了油气井产能。
水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。
裂缝的形态与方位
油层通过压裂后形成的裂缝有 两种形态：即水平裂缝和垂直 裂缝。
原理：裂缝面垂直于最小 主应力方向。
岩石 轴应力分布图
压裂液性能及分类
根据压裂液在不同阶段的作用分为：前置液、携砂液、顶替 液。 前置液作用：主要是破裂地层形成一定几何尺寸裂缝。 携砂液作用：将支撑剂带入裂缝并将砂子置于预定位置上。 顶替液作用：将井筒中的携砂液全部替如到裂缝中。
对压裂液的性能要求
(1)滤失少 ；(2)携砂能力强； (3)低摩阻 ； (4)热稳定性和抗剪切稳定性； (5)与地层岩石和地下流体的配伍性； (6)低残渣、易返排 ； (7)价格便宜、宜配制、货源广。
压裂液体系课件
五、压裂液类型简介
(一)、水基压裂液 水基压裂液是以水作为分散介质，添加水溶性聚
合物和其它添加剂形成具有压裂工艺所需的较强综合 性能的工作液。一般有两种形式：一种是水溶性聚合 物加入活性添加剂的水溶液被称为线性胶或稠化水压 裂液。一种是线性胶稠化水加入交联剂后形成的具有 一定粘弹性的交联冻胶则称为交联压裂液。由于水基 压裂液具有安全、清洁、价廉且性质易于控制等特点 而得到广泛的应用。除了对少数水敏地层易造成伤害 外，适用于大部分油气层的压裂改造，是压裂液技术 发展最快也最全面的体系。
3、顶替液，用于将井筒内携砂液全部顶入地层裂 缝，避免井筒沉砂。
四、压裂液的性能要求
压裂液性能的好坏直接影响压裂施工的成败，因此，压裂液 必须满足以下性能要求： 1、滤失少：压裂液的滤失性主要取决于它的粘度与造壁性，粘
度高则滤失少。 在压裂液中添加防滤失剂，能改善造壁性 并大大减少滤失量。 2、悬砂能力强：压裂液的悬砂能力主要取决于粘度，压裂液只 要有足够高的粘度，砂子即可完全悬浮，这对砂子在裂缝中 运移分布是非常有利的。 3、摩阻低：在设备功率一定的条件下，压裂液在管道中的摩阻 越小则造缝的功率越大。 4、稳定性：压裂液应该具有热稳定性和良好的抗剪切性，保证 压裂液不因温度升高或流速增加引起粘度大幅度降低，在整 个施工过程中提供足够的粘度以保证顺利施工；
五、压裂液类型简介
(二)油基压裂液 90年代初，进一步完善了油基压裂液体系，以原油为
介质，磷酸酯为稠化剂，铝酸盐为交联剂，醋酸盐为破胶 剂，并通过两次交联过程，实现了现场施工的连续混配， 缩短了交联时间，优化用量，改变流变性能，耐温能力达 120～130℃，实现了高砂比施工。油基压裂液特点是与地 层配伍性好，易返排；缺点是成本高，摩阻大，滤失量大， 易发生火灾；适用于低压、强水敏地层。
《压裂液与支撑剂》课件
返排与处理
关注返排液的处理，避免环境污染和资源浪费。
03
支撑剂的类型与选择
支撑剂的定义与分类
支撑剂的定义
支撑剂是一种用于油气井压裂作业的 陶瓷颗粒，具有良好的耐磨、耐压、 耐高温性能，能够支撑裂缝，增加油 气的渗透率和产量。
支撑剂的分类
根据材质和性能，支撑剂可分为天然 石英砂、人造陶粒、覆膜砂等类型。
资源循环利用
通过技术升级和改造，实现压裂液与支撑剂的循环利用 ，降低资源消耗和环境污染，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进可持续发展。
THANKS
感谢观看
支撑剂的作用与重要性
支撑剂的作用
在压裂作业中，支撑剂能够支撑裂缝，保持裂缝开启，防止裂缝闭合，增加油气的渗透率和产量。
支撑剂的重要性
由于油气井的压裂作业是提高油气产量的重要手段，而支撑剂是压裂作业中不可或缺的材料，因此， 选择合适的支撑剂对于油气井的增产具有重要意义。
支撑剂的选择标准与原则
支撑剂的选择标准
新技术的研发方向
要点一
智能压裂技术
结合物联网、大数据和人工智能等技术，实现压裂过程的 实时监测、智能控制和优化决策，提高压裂效果和油气开 采效率。
要点二
微生物压裂液技术
利用微生物发酵技术制备生物可降解的压裂液，降低对环 境的污染，同时具有较好的流变性和携砂能力。
环保与可持续发展要求
绿色生产
在压裂液与支撑剂的制备和使用过程中，应遵循绿色生 产和环保原则，减少对环境的负面影响。
01
02
03
早期
天然物质如滑石粉、粘土 矿物等被用作压裂液。
中期
随着石油工业的发展，合 成聚合物溶液开始广泛应 用于压裂作业。
现代
新型表面活性剂、纳米技 术等在压裂液中的应用， 提高了压裂效果和采收率 。
关注返排液的处理，避免环境污染和资源浪费。
03
支撑剂的类型与选择
支撑剂的定义与分类
支撑剂的定义
支撑剂是一种用于油气井压裂作业的 陶瓷颗粒，具有良好的耐磨、耐压、 耐高温性能，能够支撑裂缝，增加油 气的渗透率和产量。
支撑剂的分类
根据材质和性能，支撑剂可分为天然 石英砂、人造陶粒、覆膜砂等类型。
资源循环利用
通过技术升级和改造，实现压裂液与支撑剂的循环利用 ，降低资源消耗和环境污染，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进可持续发展。
THANKS
感谢观看
支撑剂的作用与重要性
支撑剂的作用
在压裂作业中，支撑剂能够支撑裂缝，保持裂缝开启，防止裂缝闭合，增加油气的渗透率和产量。
支撑剂的重要性
由于油气井的压裂作业是提高油气产量的重要手段，而支撑剂是压裂作业中不可或缺的材料，因此， 选择合适的支撑剂对于油气井的增产具有重要意义。
支撑剂的选择标准与原则
支撑剂的选择标准
新技术的研发方向
要点一
智能压裂技术
结合物联网、大数据和人工智能等技术，实现压裂过程的 实时监测、智能控制和优化决策，提高压裂效果和油气开 采效率。
要点二
微生物压裂液技术
利用微生物发酵技术制备生物可降解的压裂液，降低对环 境的污染，同时具有较好的流变性和携砂能力。
环保与可持续发展要求
绿色生产
在压裂液与支撑剂的制备和使用过程中，应遵循绿色生 产和环保原则，减少对环境的负面影响。
01
02
03
早期
天然物质如滑石粉、粘土 矿物等被用作压裂液。
中期
随着石油工业的发展，合 成聚合物溶液开始广泛应 用于压裂作业。
现代
新型表面活性剂、纳米技 术等在压裂液中的应用， 提高了压裂效果和采收率 。
稠化水压裂液常用的稠化剂主要是水溶性聚合物课件
稠化水压裂液常稠化剂主水溶性 聚合物课件
contents
目录
• 稠化水压裂液简介 • 水溶性聚合物性质与类 • 稠化剂稠化水压裂液中作 • 水溶性聚合物作稠化剂优势 • 未发展方向与挑战
01
稠化水压裂液简介
稠化水压裂液定
01
稠化水压裂液一种提高水力压裂 作业效率液体，主由水稠化剂组 成。
02
稠化剂一种高子化合物，能够增 加水粘度，使水压裂过程中保持 稳定粘度，利支撑剂悬浮运移。
水溶性聚合物特性
水溶性聚合物具较好水溶性稳定性， 能够形成高粘度溶液，具较好抗盐、 抗酸、抗碱等性能。
水溶性聚合物还具良好增稠、稳定、 流变控制等性能，能够满足同领域需 求。
水溶性聚合物溶液粘度受温度、pH值 、盐度等因素影响较小，因此同环境 条件都能保持较稳定性能。
03
稠化剂稠化水压裂液中作
稠化剂定
高效性
水溶性聚合物能提供良好 粘度稳定性，助提高压裂 作业效果。
水溶性聚合物作稠化剂应实例
案例一
某油田采水溶性聚合物作稠化剂 ，成功进行多次压裂作业，取得 良好增产效果经济效益。
案例二
某气田使水溶性聚合物稠化压裂 液进行压裂，效提高天然气采收 率生产效率。
05
未发展方向与挑战
新型稠化剂研发
研发新型稠化剂
02
水溶性聚合物性质与类
水溶性聚合物定
• 水溶性聚合物指能够溶水聚合物，具良好水溶性稳定性， 制备稠化水压裂液常稠化剂之一。
水溶性聚合物类
根据水溶性聚合物结构性质，可将其天然水溶性聚合物合成水溶性聚合物两大类。
天然水溶性聚合物包括多糖、蛋白质、核酸等，具良好生物相容性生物活性。
合成水溶性聚合物则包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等，具较高水溶 性稳定性，常制备稠化水压裂液等工业领域。
contents
目录
• 稠化水压裂液简介 • 水溶性聚合物性质与类 • 稠化剂稠化水压裂液中作 • 水溶性聚合物作稠化剂优势 • 未发展方向与挑战
01
稠化水压裂液简介
稠化水压裂液定
01
稠化水压裂液一种提高水力压裂 作业效率液体，主由水稠化剂组 成。
02
稠化剂一种高子化合物，能够增 加水粘度，使水压裂过程中保持 稳定粘度，利支撑剂悬浮运移。
水溶性聚合物特性
水溶性聚合物具较好水溶性稳定性， 能够形成高粘度溶液，具较好抗盐、 抗酸、抗碱等性能。
水溶性聚合物还具良好增稠、稳定、 流变控制等性能，能够满足同领域需 求。
水溶性聚合物溶液粘度受温度、pH值 、盐度等因素影响较小，因此同环境 条件都能保持较稳定性能。
03
稠化剂稠化水压裂液中作
稠化剂定
高效性
水溶性聚合物能提供良好 粘度稳定性，助提高压裂 作业效果。
水溶性聚合物作稠化剂应实例
案例一
某油田采水溶性聚合物作稠化剂 ，成功进行多次压裂作业，取得 良好增产效果经济效益。
案例二
某气田使水溶性聚合物稠化压裂 液进行压裂，效提高天然气采收 率生产效率。
05
未发展方向与挑战
新型稠化剂研发
研发新型稠化剂
02
水溶性聚合物性质与类
水溶性聚合物定
• 水溶性聚合物指能够溶水聚合物，具良好水溶性稳定性， 制备稠化水压裂液常稠化剂之一。
水溶性聚合物类
根据水溶性聚合物结构性质，可将其天然水溶性聚合物合成水溶性聚合物两大类。
天然水溶性聚合物包括多糖、蛋白质、核酸等，具良好生物相容性生物活性。
合成水溶性聚合物则包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等，具较高水溶 性稳定性，常制备稠化水压裂液等工业领域。
高粘压裂液.PPT-
➢ 教学内容
1、支撑剂的性能要求 2、支撑剂的类型 3、支撑剂在裂缝内的分布 导流能力： 在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，
常用FRCD表示，导流能力也称为导流率。 一、支撑剂的性能要求
(1)粒径均匀，密度小 (2)强度大，破碎率小 (3)圆度和球度高 (4)杂质含量少 (5)来源广，价廉
高粘压裂液：压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在 整个施工过程中没有支撑剂的沉降，停泵后支撑剂充满整 个裂缝内，因而携砂液到达的位置就是支撑裂缝的位置。
裂缝内的砂浓度(裂缝内砂比)：是指单位体积裂缝内所含 支撑剂的质量。 裂缝闭合后的砂浓度(铺砂浓度)：指单位面积裂缝上所铺 的支撑剂质量。 地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量。
二、 支撑剂的类型 按其力学性质分为两大类： ◆脆性支撑剂 如石英砂、玻璃球等 特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎
◆韧性支撑剂 如核桃壳、铝球等 特点是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎
目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是天然砂；二是 人造支撑剂（陶粒）。
(一)天然砂 主要矿物成分是粗晶石英 适用于浅层或中深层的压裂，成功率很高。
四、支撑剂的选择 支撑剂的选择主要是指选择其类型和粒径 选择的目的是为了达到一定的裂缝导流能力
对低渗地层，水力压裂应以增加裂缝长度为主 对中高渗地层，水力压裂应以增加裂缝导流能力为主 影响支撑剂选择的因素：
1）支撑剂的强度 2 粒径及其分布 3 支撑剂类型 4 其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等
1.支撑剂在缝高度上的分布
固体颗粒主要受到水平方向液体携带力、垂直向下重 力以及向上浮力的作用
颗粒相对于携带液有沉降运动
平衡状态: 当液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的 能力时，颗粒处于停止沉降的状态。
1、支撑剂的性能要求 2、支撑剂的类型 3、支撑剂在裂缝内的分布 导流能力： 在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，
常用FRCD表示，导流能力也称为导流率。 一、支撑剂的性能要求
(1)粒径均匀，密度小 (2)强度大，破碎率小 (3)圆度和球度高 (4)杂质含量少 (5)来源广，价廉
高粘压裂液：压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在 整个施工过程中没有支撑剂的沉降，停泵后支撑剂充满整 个裂缝内，因而携砂液到达的位置就是支撑裂缝的位置。
裂缝内的砂浓度(裂缝内砂比)：是指单位体积裂缝内所含 支撑剂的质量。 裂缝闭合后的砂浓度(铺砂浓度)：指单位面积裂缝上所铺 的支撑剂质量。 地面砂比：单位体积混砂液中所含的支撑剂质量。
二、 支撑剂的类型 按其力学性质分为两大类： ◆脆性支撑剂 如石英砂、玻璃球等 特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎
◆韧性支撑剂 如核桃壳、铝球等 特点是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎
目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是天然砂；二是 人造支撑剂（陶粒）。
(一)天然砂 主要矿物成分是粗晶石英 适用于浅层或中深层的压裂，成功率很高。
四、支撑剂的选择 支撑剂的选择主要是指选择其类型和粒径 选择的目的是为了达到一定的裂缝导流能力
对低渗地层，水力压裂应以增加裂缝长度为主 对中高渗地层，水力压裂应以增加裂缝导流能力为主 影响支撑剂选择的因素：
1）支撑剂的强度 2 粒径及其分布 3 支撑剂类型 4 其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等
1.支撑剂在缝高度上的分布
固体颗粒主要受到水平方向液体携带力、垂直向下重 力以及向上浮力的作用
颗粒相对于携带液有沉降运动
平衡状态: 当液体的流速逐渐达到使颗粒处于悬浮状态的 能力时，颗粒处于停止沉降的状态。
《水力压裂技术》PPT课件
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➢腐蚀 ➢破碎 ➢镶嵌
➢支撑挤下沉
➢破胶不彻底，胶质残余物堵塞
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5
水力压裂的现场实施 压裂施工设备
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6
水力压裂的现场实施 压裂施工设备
h
7
HQ2000型压裂车
外型尺寸： 11.78m×2.5m×3.97m 总 重：31.9t
前后桥距：8.7m
转弯半径：18m 离地间隙：260mm 离 去 角：24° 最高工作压力：103.4MPa 最高工作压力下排量：
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15
几种压裂工艺
分层压裂工艺技术
油田开发进入中后期以后，层间矛盾加剧，水窜严重， 有针对性的分层压裂技术是挖潜的重要手段。
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16
压裂防砂技术
A、树脂防砂机理
Байду номын сангаас
覆膜砂是在筛选好的石
英砂表面，涂敷一层能够耐
高温的树脂粘合剂，制成常
温下呈分散粒状的树脂覆膜
砂，施工时在泵入石英砂后
期将树脂覆膜砂尾追泵入油
层，在油层温度和压力下，
树脂粘合剂交联固化，在井
底附近形成一个渗透率较好
且具有一定强度的挡砂屏障
以达到防止地层出砂的目的
。
h
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压裂防砂技术
树脂砂提高导流能力的机理主要体现在两方面： 1、树脂砂外层的树脂薄膜可以防止破碎砂粒的运动。 2、树脂砂达到一定温度后，将会胶结，使裂缝内的支撑 剂固结，这样可以进一步防止碎屑运移。
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9
施工准备
井场准备 压裂液准备 支撑挤准备 应急方案
压裂施工
设备运转情况检查 施工监测
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压裂液 支撑挤 管汇泵车 采油树 采油树保护器 安全会议 施工会议
油水井增产增注技术第四章PPT课件
第四章 压裂液
1
一、压裂液
压裂液主要功能
造缝、输送支撑剂； 具有一定粘度、能迅速返排，能较好控制液体 滤失、泵送摩阻低，同时还要经济可行。
2
1.1 水基压裂液
3
1.1 水基压裂液
胍胶（Guar） 胍胶是一种有甘露糖和半乳糖组成的长链高分子聚合物。
胍胶分子结构
4
1.1 水基压裂液
羟丙基胍胶（HPG） 在生产胍胶粉的过程中，利用丙烯氧化物可得到胍胶的衍生物，即羟丙基胍 胶（HPG）：
16
1.4 乳化液
两种不融和相的分散体系。 高度粘稠溶液，具有良好的传输性。 常用的乳化剂压裂液为聚乳化液。 1.聚乳化液由67%的碳氢化合物作内相，33%的稠化盐
水作外相； 2.根据Roodhart(1986)的的研究，聚乳化液对地层的
伤害小，可快速清洗； 3.不足在于摩擦压力较高，液体的费用较高； 4.不宜用于高温井。
1）高温下有较好的稳定性； 2）能降低聚合物的配量； 3）减少摩擦压力； 4）提高注入速度并减少所需功率。
延迟交联压裂液缺点： 1）过度延迟交联速度会导致近井筒出现脱砂； 2）在低剪切和/或浅层作业中，不提倡用延迟交联的方法
来消除剪切影响。
24
1.5 压裂液添加剂
2. 延迟交联 1）胶联剂浓度 胶联浓度太低，胶联速度较慢，粘度增长比预期的要慢； 胶联浓度太高，胶联速度较快，最终粘度可能较低。
6
1.1 水基压裂液
• 羟乙基纤维素衍生物
7
1.1 水基压裂液
• 生物高聚物-黄胞胶
8
1.1 水基压裂液
• 粘弹性表面活性剂（VES） 粘弹性表面活性剂（VES）可改善聚合物在高温环境的
性能。
1
一、压裂液
压裂液主要功能
造缝、输送支撑剂； 具有一定粘度、能迅速返排，能较好控制液体 滤失、泵送摩阻低，同时还要经济可行。
2
1.1 水基压裂液
3
1.1 水基压裂液
胍胶（Guar） 胍胶是一种有甘露糖和半乳糖组成的长链高分子聚合物。
胍胶分子结构
4
1.1 水基压裂液
羟丙基胍胶（HPG） 在生产胍胶粉的过程中，利用丙烯氧化物可得到胍胶的衍生物，即羟丙基胍 胶（HPG）：
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1.4 乳化液
两种不融和相的分散体系。 高度粘稠溶液，具有良好的传输性。 常用的乳化剂压裂液为聚乳化液。 1.聚乳化液由67%的碳氢化合物作内相，33%的稠化盐
水作外相； 2.根据Roodhart(1986)的的研究，聚乳化液对地层的
伤害小，可快速清洗； 3.不足在于摩擦压力较高，液体的费用较高； 4.不宜用于高温井。
1）高温下有较好的稳定性； 2）能降低聚合物的配量； 3）减少摩擦压力； 4）提高注入速度并减少所需功率。
延迟交联压裂液缺点： 1）过度延迟交联速度会导致近井筒出现脱砂； 2）在低剪切和/或浅层作业中，不提倡用延迟交联的方法
来消除剪切影响。
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1.5 压裂液添加剂
2. 延迟交联 1）胶联剂浓度 胶联浓度太低，胶联速度较慢，粘度增长比预期的要慢； 胶联浓度太高，胶联速度较快，最终粘度可能较低。
6
1.1 水基压裂液
• 羟乙基纤维素衍生物
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1.1 水基压裂液
• 生物高聚物-黄胞胶
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1.1 水基压裂液
• 粘弹性表面活性剂（VES） 粘弹性表面活性剂（VES）可改善聚合物在高温环境的
性能。
压裂基础知识培训ppt课件
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第五节 压裂的基础知识
3.油层水力压裂的目的是什么？
油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构,人为地在油层中形成 一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大 渗流能力，使油井获得增产效果。
4.油层水力压裂有哪些作用 ?
对油层进行水力压裂有以下作用： ① 解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。 ② 改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。 ③ 提高低渗透油层的渗透能力，调整油井的层间和平面矛盾，改善 开发效果； ④ 扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油能力和注水 井的吸水能力。
利用水力传压的作用，使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水 力压裂。
2. 油层水力压裂的基本原理是什么？
油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理,在地面用高压大排量的泵,将具 有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入,使井筒压力逐渐 增高,当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几 条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入,裂缝还 会不断地延伸和扩展,直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为 止,此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态,随压 裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑 裂缝。由于支撑是经过严格筛选的,它具有良好的粒度和强度,沉淀在裂缝中, 使改变了井筒附近地层的导流 能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻 力。
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前言
（5）由于油藏的低渗、低孔、低能量补给、低产能等制约，使多数低 渗透油田的开发效益属于边际性，需要通过酸化压裂投产，才能获得经 济价值，或必须通过压裂增产，才能提高经济效益。 （6）由于储层极容易受损害，损失产量可达30%～50%，因而在采油工 艺中，保护油层是至关重要的。 （7）储层渗透率非均质性强烈，存在非达西流渗流特征，对原油采收 率有明显影响。 （8）具有启动压力，除了5敏外，在开发过程中还具有明显的压力敏感 性特征，随着油藏压力降低，渗透性下降，并具有一定的不可逆性。 （9）低渗透油田一般连续差，采收率与井网密度关系密切，随着井网 密度的增加，原油采收率将有不同程度的提高。但低渗透油藏的井网不 是越密越好。
第五节 压裂的基础知识
3.油层水力压裂的目的是什么？
油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构,人为地在油层中形成 一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大 渗流能力，使油井获得增产效果。
4.油层水力压裂有哪些作用 ?
对油层进行水力压裂有以下作用： ① 解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。 ② 改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。 ③ 提高低渗透油层的渗透能力，调整油井的层间和平面矛盾，改善 开发效果； ④ 扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油能力和注水 井的吸水能力。
利用水力传压的作用，使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水 力压裂。
2. 油层水力压裂的基本原理是什么？
油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理,在地面用高压大排量的泵,将具 有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入,使井筒压力逐渐 增高,当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几 条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入,裂缝还 会不断地延伸和扩展,直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为 止,此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态,随压 裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑 裂缝。由于支撑是经过严格筛选的,它具有良好的粒度和强度,沉淀在裂缝中, 使改变了井筒附近地层的导流 能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻 力。
.
前言
（5）由于油藏的低渗、低孔、低能量补给、低产能等制约，使多数低 渗透油田的开发效益属于边际性，需要通过酸化压裂投产，才能获得经 济价值，或必须通过压裂增产，才能提高经济效益。 （6）由于储层极容易受损害，损失产量可达30%～50%，因而在采油工 艺中，保护油层是至关重要的。 （7）储层渗透率非均质性强烈，存在非达西流渗流特征，对原油采收 率有明显影响。 （8）具有启动压力，除了5敏外，在开发过程中还具有明显的压力敏感 性特征，随着油藏压力降低，渗透性下降，并具有一定的不可逆性。 （9）低渗透油田一般连续差，采收率与井网密度关系密切，随着井网 密度的增加，原油采收率将有不同程度的提高。但低渗透油藏的井网不 是越密越好。
压裂液体系课件
缩短了交联时间，优化用量，改变流变性能，耐温能力达
120～130℃，实现了高砂比施工。油基压裂液特点是与地 层配伍性好，易返排；缺点是成本高，摩阻大，滤失量大， 易发生火灾；适用于低压、强水敏地层。
五、压裂液类型简介
(三)泡沫压裂液
泡沫压裂液是气体分散于液体形成的分散体系，实际
上就是一种液包气乳化液。其特点是悬砂能力强、摩阻低、 滤失小、易返排，缺点是耐温性差。适用于低压、水敏和 含气地层。泡沫压裂液体系包括液相、气相和各种添加剂。 液相主要为水、稠化水、交联冻胶，气相主要是N2和CO2，
添加剂则主要包括起泡剂和泡沫稳定剂。
五、压裂液类型简介
(四)乳化压裂液 乳化压裂液为一种液体分散于另一种不相混溶的液体 中所形成的多相分散体系，如用表面剂稳定后的油包水或 水包油。乳化压裂液的特点是具有良好的输送性能，滤失
小，成本较油基压裂液低，缺点是耐温性能差，摩阻高，
浪费也较大。乳化压裂液系统主要包括油相、水相及各种 添加剂。水相主要为含有表面活性剂的稠化水，油相可以 是原油、柴油、煤油及凝析油等，添加剂则包括各种表面 活性剂，如十二烷基磺酸钠、油酸三乙醇胺等。
d、合成聚合物稠化剂主要有部分水解丙烯酰胺聚合
物，其特点是降阻性能好、无残渣等优点，缺点 是耐盐性能差、剪切稳定性差，残胶吸附堵塞， 对地层造成伤害，这些问题限制了合成聚合物稠化 剂的推广应用。
增稠剂
六、压裂液添加剂
常用稠化剂的性能会由于加工和化学改性工艺的比）4：1 原油：压裂液（体积比）1：1
五、压裂液类型简介
㈦ 酸基压裂液
酸基压裂液是针对复杂岩性储层的特点，研制的一种
新型乳化酸携砂压裂液。通过选取高强度陶粒和树脂涂层
石英砂,进行单层铺置和多层铺置情况下的乳化酸携砂支
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生物酶和催化氧化剂适应于21-54℃； 一般氧化剂适应于54-93℃。 低温破胶活化剂，针对过硫酸铵分解温度较高而开发
的还原性化学品，有效降低了破胶剂活化温度。
3.压裂液添加剂- pH值调节剂
pH调节剂可控制稠化剂水合增粘速度、交联剂 所需的pH值范围和交联时间；
当pH值较低时，大多数液体迅速破胶； 当pH值较高时，压裂液的温度稳定性好，破胶
压裂液介绍网上下载
一、压裂液介绍
1.压裂液(fracturing Fluid)定义 -压裂施工中用到的工作液。 -压裂液是由多种添加剂按一定配比形成 的非
均质不稳定化学体系。
-按泵注顺序和所起的作用不同，压裂液分为
预前置液、前置液、携ຫໍສະໝຸດ 液和顶替液。一、压裂液介绍
2.压裂液应用必备的条件
-与地层岩芯和流体配伍性良好； -能造出一定宽度、有足够导流能力的裂缝； -造缝并沿涨开的裂缝输送支撑剂； -耐温、耐剪切； -施工完成后能够破胶，迅速返排； -易于控制、安全； -经济可行。
植物胶（如胍尔胶、香豆胶、田菁胶、皂仁胶、 槐豆胶、魔芋胶和海藻胶）及其衍生物
纤维素的衍生物(如羧甲基纤维素、羟乙基纤 维素等)；
合成聚合物（如聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯 酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等）,以及生物聚合物 （黄胞胶）。
胍胶是一种由甘 露糖和半乳糖组成的 长链高分子聚合物， 原料是生长在巴基斯 坦和印度的胍胶豆胚 乳。胍胶粉有15%18%的不溶残余物。 利用丙烯氧化物可将 胍胶改性为羟丙基胍 胶（HPG），可去除 聚合物中大量的植物 成分，水不溶残余物 最小时仅含2%-4%。
发展的方向是低成本、低伤害。 交联冻胶在上世纪60年代末开始使用，被认为是
压裂液技术上的重大进步。交联冻胶在使用上表现出 很强的粘弹性和塑性，在水力造缝与携砂能力等方面 优于线性胶压裂液。
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。
（3）乳化压裂液体系
适用于水敏、低压地层。
常用交联剂一般分为无机和有机两类，无机类有十水合 四硼酸钠（俗成硼砂），一般为非延迟交联；有机类包 括有机硼络合物（JL系列），多为可延迟交联。
交联时间为线性胶溶液加入交联剂至呈现刚性结构所需 要的时间。
3.压裂液添加剂-交联剂
延迟交联有利于交联剂的分散，产生更高的粘度并改善压 裂液的温度稳定性。同时，延迟交联使管路中流动的大部 分是线性胶，而能形成低的泵送摩阻。
行业标准SY/T6216-1996规定交联剂检测8项指标，关键 是交联时间、耐温能力和破胶能力。
有机硼交联压裂液具有可控制的延迟交联作用、耐高温和 自动破胶三大特性。
3.压裂液添加剂-破胶剂
使压裂液交联冻胶发生化学降解，由大分子变成小分 子，有利于压后返排，减少储层伤害。
水基交联冻胶压裂掖常用的破胶剂有酶、氧化剂（常 用过硫酸盐）和酸。
防止粘土膨胀、分散和运移 无机盐KCl，提高压裂液矿化度，有效压缩使粘土膨
胀的双电层，并且钾离子大小恰能进入粘土的硅氧四 面体的六角空间，防止粘土膨胀、分散和运移。 阳离子聚合物，带正电的表面活性剂被带负电的粘土 吸附，造成电荷中和并降低粘土的离子交换能力，使 粘土不再因吸附水合阳离子而发生膨胀。
8.2
20.0 7.5-16.0 8.0-15.0
4.4
309 100-160 170-280
297
按行业标准SY/T5764-1995和SY/T5766-1995检测七项,重 要的、直接影响压裂液性能的指标是水不溶物和粘度。
3.压裂液添加剂-交联剂
交联剂是能通过交联离子（基团）将溶解于水中的高分 子链上的活性基团以化学链连接起来形成三维网状冻胶 的化学剂。
时间较长； 压裂液的pH值应控制在合理的范围。
3.压裂液添加剂-表面活性剂
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-粘土稳定剂
二、压裂液概述
1.压裂液按化学性状分类（分散介质） -水基--交联冻胶、线性胶 -油基--稠化柴油（原油）、油冻胶 -乳化--水包油、油包水（水基-线性、交联） -泡沫--氮气、二氧化碳、双元 -醇基--甲醇 -气体--纯二氧化碳
二、压裂液概述
(1) 水基压裂液体系 水基压裂液：交联冻胶压裂液和线性胶压裂液。 交联冻胶压裂液：是目前压裂液应用的主要类型，
3.压裂液添加剂-杀菌剂
所有的水含有细菌； 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； 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 功能
代表产品
杀菌剂
杀死细菌
1227、甲醛
破胶剂
（4）泡沫压裂液体系
适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。
所占比例（%）
二、压裂液概述
美国不同压裂液类型发展趋势对比
100
90
80
70
60
油基压裂液
50
水基压裂液 泡沫压裂液
40
清洁压裂液
30
20
10
0
195500
196600
1970
1980
年代
199900
2010000
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 －每种液体需要最少的添加剂； －检查所有添加剂的配伍性； －添加剂对温度和pH的敏感性，按设计的配比
加入。
3.压裂液添加剂- 稠化剂
水溶性聚合物作为稠化剂(增稠剂)是水基压裂 液的基本添加剂。
常用稠化剂性能
稠化剂
香豆胶 田菁胶
含水量 水不溶物 （%） 含量(%)
4.5-9.0 6.0-13.0 8.0-14.0 20.0-35.0
1%溶液粘度
30℃、170S-1、 mPa.s
160-210
120-160
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）
9.5 6.0-11.0 7.0-12.0
的还原性化学品，有效降低了破胶剂活化温度。
3.压裂液添加剂- pH值调节剂
pH调节剂可控制稠化剂水合增粘速度、交联剂 所需的pH值范围和交联时间；
当pH值较低时，大多数液体迅速破胶； 当pH值较高时，压裂液的温度稳定性好，破胶
压裂液介绍网上下载
一、压裂液介绍
1.压裂液(fracturing Fluid)定义 -压裂施工中用到的工作液。 -压裂液是由多种添加剂按一定配比形成 的非
均质不稳定化学体系。
-按泵注顺序和所起的作用不同，压裂液分为
预前置液、前置液、携ຫໍສະໝຸດ 液和顶替液。一、压裂液介绍
2.压裂液应用必备的条件
-与地层岩芯和流体配伍性良好； -能造出一定宽度、有足够导流能力的裂缝； -造缝并沿涨开的裂缝输送支撑剂； -耐温、耐剪切； -施工完成后能够破胶，迅速返排； -易于控制、安全； -经济可行。
植物胶（如胍尔胶、香豆胶、田菁胶、皂仁胶、 槐豆胶、魔芋胶和海藻胶）及其衍生物
纤维素的衍生物(如羧甲基纤维素、羟乙基纤 维素等)；
合成聚合物（如聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯 酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等）,以及生物聚合物 （黄胞胶）。
胍胶是一种由甘 露糖和半乳糖组成的 长链高分子聚合物， 原料是生长在巴基斯 坦和印度的胍胶豆胚 乳。胍胶粉有15%18%的不溶残余物。 利用丙烯氧化物可将 胍胶改性为羟丙基胍 胶（HPG），可去除 聚合物中大量的植物 成分，水不溶残余物 最小时仅含2%-4%。
发展的方向是低成本、低伤害。 交联冻胶在上世纪60年代末开始使用，被认为是
压裂液技术上的重大进步。交联冻胶在使用上表现出 很强的粘弹性和塑性，在水力造缝与携砂能力等方面 优于线性胶压裂液。
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。
（3）乳化压裂液体系
适用于水敏、低压地层。
常用交联剂一般分为无机和有机两类，无机类有十水合 四硼酸钠（俗成硼砂），一般为非延迟交联；有机类包 括有机硼络合物（JL系列），多为可延迟交联。
交联时间为线性胶溶液加入交联剂至呈现刚性结构所需 要的时间。
3.压裂液添加剂-交联剂
延迟交联有利于交联剂的分散，产生更高的粘度并改善压 裂液的温度稳定性。同时，延迟交联使管路中流动的大部 分是线性胶，而能形成低的泵送摩阻。
行业标准SY/T6216-1996规定交联剂检测8项指标，关键 是交联时间、耐温能力和破胶能力。
有机硼交联压裂液具有可控制的延迟交联作用、耐高温和 自动破胶三大特性。
3.压裂液添加剂-破胶剂
使压裂液交联冻胶发生化学降解，由大分子变成小分 子，有利于压后返排，减少储层伤害。
水基交联冻胶压裂掖常用的破胶剂有酶、氧化剂（常 用过硫酸盐）和酸。
防止粘土膨胀、分散和运移 无机盐KCl，提高压裂液矿化度，有效压缩使粘土膨
胀的双电层，并且钾离子大小恰能进入粘土的硅氧四 面体的六角空间，防止粘土膨胀、分散和运移。 阳离子聚合物，带正电的表面活性剂被带负电的粘土 吸附，造成电荷中和并降低粘土的离子交换能力，使 粘土不再因吸附水合阳离子而发生膨胀。
8.2
20.0 7.5-16.0 8.0-15.0
4.4
309 100-160 170-280
297
按行业标准SY/T5764-1995和SY/T5766-1995检测七项,重 要的、直接影响压裂液性能的指标是水不溶物和粘度。
3.压裂液添加剂-交联剂
交联剂是能通过交联离子（基团）将溶解于水中的高分 子链上的活性基团以化学链连接起来形成三维网状冻胶 的化学剂。
时间较长； 压裂液的pH值应控制在合理的范围。
3.压裂液添加剂-表面活性剂
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-粘土稳定剂
二、压裂液概述
1.压裂液按化学性状分类（分散介质） -水基--交联冻胶、线性胶 -油基--稠化柴油（原油）、油冻胶 -乳化--水包油、油包水（水基-线性、交联） -泡沫--氮气、二氧化碳、双元 -醇基--甲醇 -气体--纯二氧化碳
二、压裂液概述
(1) 水基压裂液体系 水基压裂液：交联冻胶压裂液和线性胶压裂液。 交联冻胶压裂液：是目前压裂液应用的主要类型，
3.压裂液添加剂-杀菌剂
所有的水含有细菌； 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； 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 功能
代表产品
杀菌剂
杀死细菌
1227、甲醛
破胶剂
（4）泡沫压裂液体系
适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。
所占比例（%）
二、压裂液概述
美国不同压裂液类型发展趋势对比
100
90
80
70
60
油基压裂液
50
水基压裂液 泡沫压裂液
40
清洁压裂液
30
20
10
0
195500
196600
1970
1980
年代
199900
2010000
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 －每种液体需要最少的添加剂； －检查所有添加剂的配伍性； －添加剂对温度和pH的敏感性，按设计的配比
加入。
3.压裂液添加剂- 稠化剂
水溶性聚合物作为稠化剂(增稠剂)是水基压裂 液的基本添加剂。
常用稠化剂性能
稠化剂
香豆胶 田菁胶
含水量 水不溶物 （%） 含量(%)
4.5-9.0 6.0-13.0 8.0-14.0 20.0-35.0
1%溶液粘度
30℃、170S-1、 mPa.s
160-210
120-160
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）
9.5 6.0-11.0 7.0-12.0