压裂液配方表
清洁压裂液
³È¨ Õ ¶ £ mPa.s)
◆携砂性能
与胍胶等聚合物类压裂液不同，胍胶主要靠粘度携砂，清洁压裂液
靠粘弹性携砂，在较低的粘度下就能有效地携带支撑剂。
清洁压裂液与胍胶压裂液携砂粘度对比表
携砂粘度（mPa•s） 剪切速率（s-1） 胍胶压裂液 清洁压裂液
100 170
◆主要成分
▲多种阳离子表面活性剂 （HD-22）；
▲盐；
▲胶束促进剂（HD-11）；
▲水。
★推荐配方：1% 表面活性剂 +2%KCl+0.5%促进剂
◆增稠与破胶机理
★增稠 活性剂浓度提高→ 分子
聚集→球状胶束→棒状胶束→网
状胶束→粘弹性胶体
★破胶a.胶体接触烃类→胶束膨 胀→缠绕的胶束打开→粘度降低 →溶于烃溶液中； ★破胶b.胶体被地层水稀释→破坏
高 新 技 术 推 广 项 目
清 洁 压 裂 液
内
一、油井井压裂中的应用情况 四、性能特点 五、配液注意事项
一、公司简介
濮阳宏大化工总厂是一集科研开发、生产经营为一体的现代 企业。主营业务：医药中间体系列、油田采油助剂系列、钻井助 剂系列、石油工程技术服务等。公司通过ＩＳＯ9000质量管理体
排 量 (m3/min)
14 12 10
施工数据
20 15
油 压 (Mpa) 套 压 (MPa)
施工数据
8 6
10 5
4 2
0
0
11
13
15
0
1
2
3
4
5
7
9
11
13
15
17
时 间 (min)
时 间 (min)
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。
压裂液配制应注意的问题及解决方法
代表产品
甲醛 APS、胶囊 NaOH、Na2CO3 KCl、NH4Cl 柴油、煤油、粉陶 丙烯酰胺共聚物
EDTA 硫代硫酸钠 阴、阳离子表面活性剂 YL-JL-4、CYB-160
第二页，共19页。
目录
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二、配液前准备工作
1、压裂液罐准备 按照设计液量准备压裂液罐；
罐内无机、水基交联冻胶压裂液体系组成
添加剂名称
杀菌剂 破胶剂 pH调节剂 粘土稳定剂 降滤失剂 降阻剂 金属离子螯合剂 温度稳定剂 表面活性剂 交联剂
功能
灭菌 降低液体粘度 调节液体pH 防止粘土膨胀 提高液体效率 降低液体摩阻
防垢 提高液体抗温能力 降低液体表、界面张力
一、压裂液简介
1、压裂液的定义
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，压裂液分为前置液、携砂液和顶替液。
2、压裂液按化学性状分类（分散介质）
水基——交联冻胶
油基——稠化柴油（原油） 乳化——油包水、水包油 泡沫——氮气、二氧化碳、双元 醇基——甲醇
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五、常见问题及解决方法
问题二：配好的液体交联时间过快或过慢
原因1：液体循环时间短，导致pH调节剂与液体混合不均； 解决方法：增加循环时间和循环排量。 原因2：瓜胶和交联剂浓度较低，导致液体交联时间较长； 解决方法：适当优化瓜胶和交联剂浓度。 原因3：液体内含有一定浓度APS时，交联时间变短。 解决方法：优化破胶剖面，在施工压力较低时，变短的交联时间可忽略不计。
4、压裂液几个重要指标参考值
瓜胶浓度（%） 粘度（mpa*s）
粘
0.35
速溶胍胶压裂液体系性能评价
（170s-1，1Hr）
Ș/mPa.s
T/ć
图ഴ2 1đ00с℃ু下㻸⏨压Ⲻ㋎裂ᓜ液ᰬ的䰪ᴨ粘㓵度δ-时V间曲+Uε线
（170s-1，1.5Hr）
Ș/mPa.s
T/ć
图3 120℃下压裂液的粘度-时间曲线 （170s-1，2Hr）
Visicosity,mPa.s
配
方1压.5
裂
液
进
行了耐
t,min
3
120℃
0.5%BFC+0.1%NaOH+1%KCl+0.5t,%m硼in 交联剂
2
3 120ć
0.5%BFC + 0.1%NaOH + 1%KCl + 0.5%⺬Ӕ㚄ࡲ
2 ഴ đсু㻸⏨Ⲻ㋎ᓜᰬ䰪ᴨ㓵δV+Uε
fracturing fluid system. The experimental results show that the swelling speed of instant guaniding gum fracturing fluid system is fast，
this system has a low damage to formation and has broad application prospects in large-scalefracturing operations
Visicosity,mPa.s
工的要求，需要实现压裂液即配即用，速溶胍胶压裂液体
Visicosity,mPa.s
系应运而生。本文开展了速溶胍胶压裂液体系的评价研
压裂液
邻位顺式羟基
钠羧基、酰胺基、邻位 反式羟基
邻位顺式羟基
邻位顺式羟基
酰胺基团
聚合物举例
耐温能力 交联特性
优点 缺点
植物胶及衍生物
羧甲基植物胶、羧甲基 纤维束
植物胶及衍生物
植物胶及衍生物
聚丙烯酰胺及其衍生 物
小于100℃ 快速交联 清洁无毒，成本低
耐温能力差
小于120℃ 锆酸盐（碱性）：
100～150℃
庆阳长庆井下油田助剂有限责任公司
2.1交联剂的主要作用 交联剂是决定压裂液粘度性质的主要因素之一。 交联剂与稠化剂发生交联反应，使体系进一步增稠 形成冻胶，成为典型的粘弹流体，粘弹性能的好坏 直接影响压裂液的造缝能力，与形成的裂缝长度密 切相关。
庆阳长庆井下油田助剂有限责任公司
2、2常用的交联剂类型
庆阳破胶后的残渣率影响比较大，当压裂完成
，压裂液破胶后，稠化剂中的不溶物质都将变为残渣，容 易在填砂裂缝中沉淀，造成二次伤害，使填砂裂缝的导流 能力降低。 • 因此，选取水化性能好，稠化能力强，水不溶物含量低 且易于与多种交联剂交联成冻胶的稠化剂是保证压裂液理 想性能和压裂效果的先决条件。
庆阳长庆井下油田助剂有限责任公司
2、交联剂
• 交联剂是通过交联离子（基团）将溶解于水中的聚合物 线性大分子链上的活性基团以化学键或配位键连接起来 形成三维网状结构的化学剂。
• 交联剂的选用由聚合物可交联的官能团和聚合物水溶液 的pH值决定，比较常用的且形成工业化的交联剂为硼砂 、有机硼、有机锆和有机钛等。
稠化剂的主要作用是增粘，次要作用是降低滤失和减少压 裂液摩阻等作用。
它的水溶液通过与交联剂的交联作用，形成高分子网架结 构的高粘弹冻胶，使其达到悬浮支撑剂和高裂缝粘度的要 求。
压裂实施方案
压裂实施方案一、前言压裂技术是一种常用的油气田增产技术，通过将压裂液注入油气层，使裂缝得以扩展，从而提高油气产量。
在实施压裂作业时，需要制定详细的实施方案，以确保作业顺利进行，达到预期效果。
本文将针对压裂实施方案进行详细介绍。
二、作业前准备1. 地质勘探：在进行压裂作业前，需要对目标油气层进行地质勘探，了解地层构造、裂缝分布、岩性特征等信息，以便制定合理的压裂方案。
2. 设备准备：准备好压裂液、压裂泵、管线、控制系统等作业所需设备，确保设备完好，能够满足作业需要。
3. 人员培训：对参与压裂作业的人员进行培训，包括安全操作规程、紧急救援措施等，确保作业人员具备必要的技能和知识。
三、压裂液配方1. 压裂液成分：根据地层特征和作业需求，确定压裂液的成分，包括水、添加剂、控制剂等，确保压裂液具有适当的黏度、密度和流变性能。
2. 压裂液配比：按照设计要求，合理配比各种添加剂和控制剂，确保压裂液的性能符合作业需求。
3. 压裂液性能测试：在配制好的压裂液中进行性能测试，包括黏度、密度、流变性能等指标的测试，确保压裂液达到设计要求。
四、压裂参数设计1. 压裂施工参数：根据地层特征和作业需求，设计压裂施工参数，包括注入压力、注入速度、注入量、压裂液性能要求等。
2. 压裂施工方案：制定详细的压裂施工方案，包括施工进程、操作步骤、控制要点等，确保施工过程中能够按照设计要求进行。
3. 压裂监测方案：制定压裂监测方案，包括裂缝扩展监测、地层变形监测、作业安全监测等，确保作业过程中能够及时发现和处理问题。
五、作业实施1. 压裂设备调试：对压裂设备进行调试，确保各项参数符合设计要求，作业前进行设备漏失检查。
2. 压裂作业进行：按照设计方案，进行压裂作业，严格控制压裂液的注入参数，及时调整作业参数，确保作业效果达到预期。
3. 压裂监测：在作业过程中，对压裂效果进行实时监测，及时调整作业参数，确保压裂效果符合设计要求。
六、作业结束1. 压裂效果评价：对压裂效果进行评价，包括裂缝扩展情况、地层变形情况、产量提升情况等，总结作业经验。
压裂液-专题一
可得到 可得到 WG-8 可得到
WG17 LGCVI
WG-18
NWG-70 NWG-31 SLR,LFC-3 NWG-31, GW-38 NWG-11SLR, XLFC-1,GC-2
油 基 压 裂 液 中 的 CMHPG胶 油 基 压 裂 液 中 的 CMHPG粉
在油基压裂液中的瓜胶。 XLFC1
LGCIV, LGC-8
表4 羟丙基瓜尔胶与国外有关公司同类产品的性能对比
测定项目
超细HPG 稠化剂 淡黄色粉末
100
GRJ-11
淡黄色粉末
WG-16
外观
（120目） ≥ （200目） ≥
荧光白色粉末
99
98
细度
从表4中，我们可以看出，我们新研制的 超细HPG稠化剂的性能已经超过国外的有关 7.0 8.0 7.2 含水≤% 同类产品的性能。已经工业化生产的GRJ-11 0.5%粉比的表观粘 也已经达到国外同类产品的水平。 70 58.5 59.5 度≥mPa.s
在实验时，我们同时作了粘度恢复实验，包括冷却、
和剪切降解对粘度的影响。
B:OBC—2交联剂交联的羟丙基瓜胶 压裂液的性能
700 600
© ³ È ¨ Õ ¶ £ mPa.s£
HPG1 HPG2
500 400 300 200
100 结论 ：用OBC—2有机硼交联剂交联的压裂 0
15 30 45 60 75 90 105 120 液在120℃、170s-1的条件下，仍有较高的粘 ô Ð ±ä ¨ ¼ Ç Ê ¼ £ min£ © 度，这样，保证了该压裂液在该条件下仍可 以很好的悬砂、造缝，完全能满足现场施工 ¼ ¢ » ¨Ì þ  ³ È æ ô Ð ±¼ Ä ä ¯ Ø µ Í 1¡ Ò ¶ õ ¼ Ï Õ ¶ Ë ¼ Ç Ê ä µ ±» ¹ Ï 的需要。
压裂液的主要成分
压裂液的主要成分压裂液是一种在油气井压裂作业中使用的重要工艺液体，它主要由多种成分组成。
本文将详细介绍压裂液的主要成分及其作用。
一、水水是压裂液的主要成分之一，通常占到总体积的90%以上。
水的主要作用是作为溶剂，用于溶解其他成分，形成均匀的液体，从而提高压裂液的流动性和扩散性。
此外，水还可以与其他添加剂发生化学反应，形成一些有益的产物，进一步增强压裂效果。
二、砂砂是压裂液中的固体颗粒成分，通常用于增加液体的黏稠度和密度，从而增加液体在井下的扩散能力。
砂的选择和使用需要考虑到其颗粒大小、形状和硬度等因素，以保证在压裂过程中能够达到预期的效果。
三、聚合物聚合物是一种高分子化合物，可以增加压裂液的黏稠度和粘度。
通过添加聚合物，可以提高液体在井下的携砂能力，增加压裂液在裂缝中的停留时间，从而增强裂缝的封堵能力。
此外，聚合物还可以形成一层薄膜覆盖在岩石表面，减少与岩石的摩擦，降低能量损失。
四、添加剂除了上述成分外，压裂液中还常常添加一些特定的化学物质，以实现特定的效果。
例如，pH调节剂可以调节液体的酸碱度，控制液体与岩石的相互作用；抗菌剂可以防止细菌和微生物的滋生，保持液体的稳定性；分散剂可以防止砂颗粒结团，保持液体的均匀性等。
这些添加剂的选择和使用需要根据具体的井下情况和作业需求来确定。
五、润滑剂润滑剂是一种用于减少液体与井壁以及管道摩擦的添加剂。
润滑剂可以降低液体在井下的阻力，提高液体的流动性和扩散性，从而增加压裂作业的效率。
此外，润滑剂还可以减少液体与管道之间的摩擦，降低能量损失。
六、酸化剂酸化剂是一种用于改善岩石导流能力的添加剂。
通过添加酸化剂，可以溶解岩石中的一些碳酸盐矿物，扩大裂缝的面积和长度，提高岩石的导流能力，增加压裂液在裂缝中的渗透能力。
压裂液的主要成分包括水、砂、聚合物、添加剂、润滑剂和酸化剂等。
这些成分各自具有不同的作用，通过合理的配比和使用，可以提高压裂作业的效率和效果。
在实际应用中，需要根据具体的工作条件和要求，选择合适的压裂液成分，并进行适当的调整和优化，以达到最佳的压裂效果。
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；
压裂液的组成
压裂液的组成压裂液是在水井或油井中进行压裂作业时使用的一种特殊液体。
它由多种化学物质组成，以实现增强岩石裂缝的目的。
本文将详细介绍压裂液的组成成分及其作用。
1. 水：水是压裂液的主要成分，通常占到总体积的90%以上。
水的主要作用是作为压裂液的溶剂，将其他化学物质溶解在其中，并通过水的高压注入到井下岩石中，形成裂缝。
2. 砂：砂是压裂液中的固体颗粒，主要用于增加压裂液的黏度和密度。
砂颗粒的大小和形状会影响液体的流动性和裂缝的形成效果。
常用的砂颗粒有石英砂和石英砂。
3. 粘土矿物：粘土矿物是一类含有粘土矿物质的微细颗粒，可以增加压裂液的黏度和黏附性。
粘土矿物主要有蒙脱石和伊利石等，它们能够吸附在岩石表面，增加液体与岩石的接触面积，促进裂缝的扩展。
4. 改性剂：改性剂是为了增加压裂液的黏度和稳定性而添加的化学物质。
常用的改性剂有羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素等，它们能够与水分子发生作用，形成一种网状结构，增加液体的黏度。
5. 防菌剂：防菌剂主要用于防止压裂液在使用过程中受到细菌或其他微生物的污染。
常用的防菌剂有过氧化氢和环氧乙烷等，它们能够杀死细菌和微生物，保持液体的清洁。
6. pH调节剂：pH调节剂用于调节压裂液的酸碱度，以适应不同地层环境的需求。
常用的pH调节剂有氢氧化钠和硫酸等，它们能够改变液体的酸碱度，使其更适合与岩石发生反应。
7. 乳化剂：乳化剂主要用于使压裂液中的油类物质与水混合均匀，形成乳状液体。
常用的乳化剂有表面活性剂和乳化油等，它们能够降低油类物质的表面张力，使其更容易与水混合。
8. 分散剂：分散剂主要用于防止压裂液中的颗粒物质沉积和聚集。
常用的分散剂有聚丙烯酰胺和磷酸盐等，它们能够与颗粒物质发生作用，防止其沉积和聚集。
除了以上常用的组分外，压裂液中还可能包含其他化学物质，如酸化剂、阻垢剂和抗砂剂等，这些物质的使用会根据具体的井下环境和作业需求而有所不同。
压裂液的组成成分复杂多样，每种成分都有其特定的作用和作业需求。
压裂液的主要成分
压裂液的主要成分压裂液是在油气井压裂作业中使用的一种特殊液体，它在增加油气井产能方面起着重要作用。
压裂液的主要成分是由多种化学物质组成的复杂体系，包括水、添加剂、颗粒物和溶解气体等。
本文将详细介绍压裂液的主要成分及其作用。
1. 水：水是压裂液的主要成分，通常占到液体部分的80%以上。
水的主要作用是作为压裂液的溶剂，承载添加剂和颗粒物，形成流动的液体体系。
此外，水还具有稳定温度的作用，能够在压裂过程中吸收和释放热量，保持井口温度的稳定。
2. 添加剂：压裂液中的添加剂起着重要的作用，可以改变液体的性质和增强压裂效果。
常见的添加剂包括凝胶剂、分散剂、稳定剂、降粘剂等。
凝胶剂能够增加液体的黏度和粘度，形成高强度的液体胶体，增强压裂液在井壁中的附着力。
分散剂能够使颗粒物均匀分散在液体中，增加液体的携砂能力。
稳定剂能够提高压裂液的稳定性，防止液体分层和沉淀。
降粘剂能够减少液体的黏度和粘度，降低液体的流动阻力，提高压裂液的渗透能力。
3. 颗粒物：在压裂液中添加一定的颗粒物可以增加液体的携砂能力，提高压裂液对油气层的破裂能力。
颗粒物通常是细小的石英砂或陶瓷颗粒，具有高硬度和耐高温的特点。
这些颗粒物能够填充油气层裂缝中的空隙，防止裂缝闭合，保持裂缝的通透性。
4. 溶解气体：压裂液中溶解的气体主要是二氧化碳、氮气和甲烷等。
这些气体能够在压裂过程中释放出来，形成气泡，增加液体的体积和流动性。
溶解气体还能够减少液体的密度，降低液体对油气层的压力，减少井底压力对油气产能的影响。
总的来说，压裂液的主要成分包括水、添加剂、颗粒物和溶解气体等，每种成分都起着重要的作用。
水作为溶剂和稳定温度的介质，添加剂通过改变液体性质和增强压裂效果，颗粒物增加液体的携砂能力，溶解气体增加液体的体积和流动性。
这些成分的合理配比和使用可以有效提高压裂作业的成功率和油气井的产能。
专业实训-压裂液设计
1.地层条件：2.压裂液类型及添加剂选择（1）压裂液类型的选择因为该地层为酸敏地层，且无水敏，考虑施工成本，选择水基胍胶压裂液。
（2）稠化剂的选择采用浓度为0.55%的羟甲基丙基胍胶作为稠化剂时，在150摄氏度的情况下的基液年度为93~96mPa·s且残渣含量少，因为地层温度为120℃，所以可以采用羟甲基丙基胍胶作为稠化剂。
（3）交联剂因为地层温度过高，所以采用有机硼交联剂（4）高温稳定剂采用SD2-6B座位高温稳定剂，使压裂液在高温条件下有较好的抗剪切能力。
（5）黏土稳定剂采用KCl作为高温压裂液的黏土稳定剂。
（6）助排剂采用SD2-9作为助排剂。
（7）破胶剂采用过硫酸铵胶囊作为破胶剂，在前置液中破胶剂的使用最大浓度原则上不要超过0.01%，在加入过程中要保证破胶剂追加速度平稳，以先慢后快，先少后多的原则加入。
（8）杀菌剂采用乙二醛作为高温压裂液的杀菌剂。
（9）PH调节剂采用NACO3作为高温压裂液的PH调节剂。
综上所述压裂液配方为：0.4%胍胶+0.55%羟甲基丙基胍胶+0.2%有机硼交联剂+0.3%SD2-6B+0.2%KCl+0.2%SD2-9+0.3%乙二醛3．实验评价方法（1）基液PH测定用PH试纸或PH计测定基液的PH值。
（2）表观粘度的测定采用粘度计测定基液粘度。
（3）压裂液耐温能力测定在粘度计样品杯中加满压裂液后，对样品加热。
控制升温速度3℃/min0.2℃/min,从30℃开始试验，同时转子以剪切速率170s-1转动，压裂液在加热条件下受到连续剪切，以表观粘度降为50mPa·s时对应的温度表征为试样的耐压能力。
（4）压裂液耐温耐剪切能力测定在粘度计样品杯中加满压裂液后，对样品加热。
控制升温速度3℃/min0.2℃/min，从30℃开始试验，同时转子以剪切速率170s-1转动，温度达到要求测试的温度后，保持剪切速率和温度不变，直至达到要求的剪切时间为止。
（5）压裂液流变参数测试在粘度计样品杯中加满压裂液后，对样品加热。
压裂液
27
1.某油层深600米，油层孔隙度0.25，渗透率0.15 平方微米。目前油层压力8820千帕，地层流体粘 度 5 × 10 -3 帕秒，地层流体压缩系数 3.57 × 10 8 1/ 千帕，该地区地层破裂压力梯度 16.56 千帕 / 米，若采用本层原油作压裂液，试求压裂液的滤 失系数? 2. 某油层深 1500 米，地层渗透率 5 × 10 -2 平方微米， 孔隙度 0.25 ，地层原油粘度 2 × 10 -3 帕秒，地层 流体压缩系数 7 × 10 -6 1/ 千帕，该地区地层破裂 压力梯度为19.6千帕/米，目前油层压力15680千 帕，若用在地层条件下粘度为 5 × 10 -2 帕秒的压 裂液进行压裂，其中由实验得出该压裂液的 C3=5×10-4米/√分，试求综合压裂液滤中系数?
随着压裂液滤失系数减小，滤失量减 小，用于延伸和扩展裂缝的压裂液体积 增加，故缝长增加。
使裂缝长度延伸有两条途径：一是改善 压裂液性能，减小滤失系数，二是提高 泵注排量。
24
结 论： 降低压裂液滤失系数和增大施工排量都能 增加缝长。一般说来，压裂液质量不佳（滤 失系数大），提高排量以达到延长裂缝的目 的，常会使摩阻增大，泵压升高，给施工带 来困难，这是不经济的。而改善压裂液性能 （减小滤失系数）则可得到较长的裂缝。 通常采用高质量压裂液，并加大施工排量， 将大大提高压裂施工效果。
22
２．压裂液对油层渗透率的保护功能 （1）压裂液滤失性 前已述及，压裂液滤失系数Ｃ越小，对地层 伤害越小，压裂液的效率越高，施工效果也越 好。 （2）压裂液对基岩渗透率的伤害 在压裂改造油气层的同时，压裂液也可能会 造成油气层渗透率的伤害。
这就是为什么采油方向也是需要化学知识。
压裂液配制应注意的问题及解决方法共23页
五、常见问题及解决方法
问题二：配好的液体交联时间过快或过慢 原因1：液体循环时间短，导致pH调节剂与液体混合不均； 解决方法：增加循环时间和循环排量。 原因2：瓜胶和交联剂浓度较低，导致液体交联时间较长； 解决方法：适当优化瓜胶和交联剂浓度。 原因3：液体内含有一定浓度APS时，交联时间变短。 解决方法：优化破胶剖面，在施工压力较低时，变短的交联时间可忽略不计。
小结： 配液前保证质量； 配液中保证顺序、时间、排量； 配液后保证监控。
目录
五、常见问题及解决方法
问题1：液体粘度起不来、或粘度很低配后很快分层 原因1：配液顺序颠倒； 解决方法：严格按照设计要求施工工序进行配制。 原因2：配液用水变质，水中细菌含量超标； 解决方法：更换配液用水。 原因3：配液水放置时间过长，水中Fe3+ 超标； 解决方法：更换配液用水。 原因4：液罐使用前未清理，残液使配液用水pH值偏高； 解决方法：尝试使用柠檬酸降低配液用水pH。 原因5：瓜胶原材料不合格。 解决方法：更换瓜胶。
pH
Na2CO3
0.1
0.2
0.03
值 NaOH
0.05 0.08
0.1
pH值 8 8-9
9-10 8
9-10 10 10-11
交联时间（s） 40-60 60-80 90-100 90-100 120-140 160-200 220-260
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四、施工过程中的质量监控
压裂施工过程中压裂液质量监控 常规压裂液建议在配液4h以后进行压裂施工； 若压裂液隔夜使用必须在施工前对每罐液进行系统检测； 施工过程中严格监控APS、胶囊破胶剂、交联剂的加量，严格按照设 计执行； 施工过程中每一泵注阶段都要进行取样检测。
1、添加剂与化学是基础； 2、流变性能是施工保证； 3、标准是尺，实验是眼； 4、现场监督是关键。
油田化学 第8章 压裂液及其添加剂
（3）减阻剂
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。
减阻机理：
在紊流中，流体流动阻力是由尺度大小随机、运动 随机的漩涡形成所引起。漩涡总是逐渐分解而产生尺度
越来越小的漩涡。漩涡越小，能量的粘滞损耗越大。
第8章 压裂液及压裂用添加剂 5.2 压裂液用添加剂
（3）减阻剂
聚合物可同时是稠化剂和减阻剂。
④水基冻胶包油压裂液
水包油压裂液中加入交联剂
第8章 压裂液及压裂用添加剂 5.1 压裂液
（1）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
第8章 压裂液及压裂用添加剂 5.1 压裂液
聚丙烯酰胺的醛冻胶
聚丙烯酰胺的锆冻胶
pH4~6
聚丙烯酰胺的铬冻胶
pH4~6
羟基的临位顺式交联（碱性条件）
硼酸对GM的交联反应
第8章 压裂液及压裂用添加剂 8.1 压裂液 8.1.2 压裂液
（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：
水：淡水、盐水、稠化剂
产生结构，提高了压裂液的粘度，使其能挟砂压裂地层。
拉伸作用下，线性胶束结构显示出粘弹性。
第8章 压裂液及压裂用添加剂 5.1 压裂液
（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
A.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。
(1)支撑剂 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
【技术】？页岩气压裂液成分概况
【技术】？页岩气压裂液成分概况对于每个裂缝，将近40000加仑化学试剂被加入其中。
压裂液一般会使用3到12种化学成分不等，其中主要成分如下：1.酸（硫酸或者醋酸），用于压裂前期清洗等通途。
2.氯化钠（盐），降低高分子链断裂速度。
3.聚丙烯酰胺等降低液体间摩擦力的东西增加流体稳定性4.乙二醇，减少管内沉积物5.硼酸盐，当升温的时候稳定粘度用。
6.碳酸钾，稳定交联剂。
7.抗微生物剂和戊二醛等保持水质的材料。
8.瓜尔豆胶，水溶性胶体增加液体粘性9.柠檬酸，防腐蚀10.异丙醇，防冻Source From Wikipedia：Water is mixed with sand and chemicals tocreate fracking fluid. Approximately 40,000 gallons of chemicals are used perfracturing. A typical fracture treatment uses between 3 and 12 additivechemicals.[47] Although there may be unconventional fracturing fluids, typicalchemical additives can include one or more of the following:Acids—hydrochloric acid or acetic acid isused in the pre-fracturing stage for cleaning the perforations and initiatingfissure in the near-wellbore rock.Sodium chloride (salt)—delays breakdown ofgel polymer chains.Polyacrylamide and other friction reducersdecrease turbulence in fluid flow and pipe friction, thus allowing the pumps topump at a higher rate without having greater pressure on the surface.Ethylene glycol—prevents formation of scaledeposits in the pipe.Borate salts—used for maintaining fluidviscosity during the temperature increase.Sodium and potassium carbonates—used formaintaining effectiveness of crosslinkers.Anaerobic, Biocide, BIO—Glutaraldehyde usedas disinfectant of the water (bacteria elimination).Guar gum and other water-soluble gellingagents—increases viscosity of the fracturing fluid to deliver proppant into theformation more efficiently.Citric acid—used for corrosion prevention.Isopropanol—used to winterize the chemicalsto ensure it doesn't freeze.。
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压裂液配方表
名称 活性水
/25m³
防膨降黏
液/15m³
滑溜水
/90m³
原胶
/360m³
交联
（Kg）
合计
（Kg）
厂家
KCl 300 300
TDC-15 1000 1000
RSJ-12 1000 1000
JK粘土稳定
剂
400 3600 4000 华油天成JK助排剂 200 600 1800 2600 华油天成JK交联促进
剂
400 1400 1800 华油天成杀菌剂JA-1 40 180 220 /
JK羧甲基胍
胶
175 **** **** 华油天成清水 200 200 / JK交联剂 1200 1200 华油天成过硫酸铵 75 75 /
胶囊破胶剂 20 20 /
备注：①、配液用水pH值6~8，pH值＞8时，用柠檬酸调节至pH=7。
②、配基液时，先用射流真空吸入羧甲基胍胶，防止形成鱼眼，大排量循环20分钟以上，粘度(≥60mPa.s)达到要求后，再加入粘度稳定剂、助排剂、交联促进剂、抑菌剂，料加完后大排量循环15分钟以上，使上下液体的pH值11~12。
③、施工时JK交联剂的用量按0.2%→0.15%从大→小加入，前置液按8L/min，加砂后期6L/min加入。
破胶剂用量按0.005%（0.2Kg/min）→0.05%（2Kg/min）从小→大锥形加入，在200Kg塑料桶中加入200Kg清水、25Kg过硫酸铵，搅拌均匀，前置液按0.5L/min加入，开始加砂时先追加20Kg胶囊破胶剂。
备注：①、施工单位负责添加交联剂、破胶剂；
②、采油工程研究院人员上井指导交联剂、破胶剂的添加。
压裂液的性能要求
①、具有抗剪切性能好、延迟交联、摩阻低、携砂性能好、破胶彻底、返排性能好、对地层伤害小等有点，充分考虑与地层及井内流体的配伍性。
②、抗高剪切能力：在油层温度条件下170/S-1，剪切80min，粘度≥150MPa.s。
③、油管内压裂液过交联。
交联比0.25%-0.3%。
支撑剂要求
射孔用天然石英砂性能指标：28MPa下，破碎率≤14%。