延长油田用压裂液的优点与不足讲解

延安职业技术学院毕业论文题目：延长油田用压裂液的优点与不足所属系部：石油工程系专业：应用化工生产技术（油田化学）年级班级：07应用化工（4）班作者：李阿莹学号：指导老师：评阅人：2010年月日目录第一章绪论…………………………………………………………………（）第二章延长油田地质情况……………………………………………（）第三章压裂液概述………………………………………………………（）3.1 概述………………………………………………….……………………（）3.2 分类……………………………………………………………….………（）3.3 压裂液的国内外研究与应用状况…………………………….….（）第四章延长油田用压裂液…………………………………..………（）4.1 胍尔胶压裂液……………………………………………………………（）4.2 清洁压裂液………………………………………………………………（）4.3清洁压裂液与胍胶压裂液的应用对比…………………………………（）结论…………………………………………………………..…………….………（）参考文献…………………………………………………………….……………（）致谢………………………………………………………………………………（）摘要：经过几十年的开发,延长油田已进入中后期开发阶段,为了达到稳产、增产进而合理利用资源的目的,油田企业会对部分井实施措施作业。

本论文以此为出发点,就油田常用的两种压裂液体系用外加剂、工艺、施工效果等方面做了概述并由对两种压裂液体系的应用对比,总结出各自的有优点与不足.关键词：水力压裂延长油田胍胶压裂液清洁压裂液第一章绪论水力压裂是油水井增产增注技术中最为广泛的措施之一，为了达到油田的稳产、增产，延长油田每年水力压裂达到3000 多口井。

压裂就是利用压力将地层压开，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。

压裂技术是改造低渗油层结构的重要措施，而近两年来压裂技术在油田增油上产过程中得到了广泛应用并且成效显著，目前这项技术已成为油田提高原油采收率的重要手段。

由于特低渗透薄互层油藏具有储层薄、微裂缝发育的特征，若将压裂技术应用于这类储层，就会收到意想不到的增油效果。

随着水力压裂理论、设备和工艺的不断发展与完善，在水力压裂过程中采用了许多新型压裂液（内含各种添加剂），为油田可持续发展和提高储量动用程度做出了积极贡献。

其中，压裂液是水力压裂技术的重要组成部分，起到有效的悬浮和输送支撑剂的作用，压裂液是影响压裂效果的重要因素。

延长油田已经历了试验开发阶段、高速上产阶段、稳产阶段，目前处于产量减产阶段。

井网由试验井逐步发展为基础井、一次加密、二次加密、三次加密井网，开发层系逐步向低渗透层、中深、高温、敏感等变差方向转变，开发区域由老区拓展到外围。

延长油田自高速上产阶段发展应用了压裂技术，为满足油田开发需要，压裂液逐步向滤失少、低摩阻、低残渣、易返排、热稳定性和抗剪切性能、与地层岩石和地下液体的配伍性方向努力。

压裂液在不断发展并逐年进步，基本满足不同开发阶段的需求，但由于储层条件的变差，其压裂效果逐年降低，为了提高压裂技术对储层的适应性，控制压裂效果降低幅度，压裂技术还需不断进步。

压裂液向低残渣、无伤害、环保等优质方向发展。

水力压裂是低渗透油藏开发中最早使用也是目前最常使用的技术。

水力压裂的目的是：（1）增产增注。

（2）封堵大厚层底水。

（3）提高油气田工业开采价值水力压裂的首要目的是改善储层与井眼之间的流体连通。

成功压裂处理的真正度量标准是是否增加了产量或注入能力。

第二章延长油田地层情况延长油田是我国石油开发最早的油田之一，中国大陆第一口油井“延1井”即位于此，距今已有近百年的勘探开发历史，累计探明地质储量11206×104t，含油面积215.5km2（图1）。

近年来，随着地质工作的深入和油层改造工艺的进步，油田勘探开发步伐稳步加快，进入了一个新的历史发展阶段。

其特-超低渗、浅埋藏油层的储集特征与油气富集规律引起人们的广泛关注。

6432图1 延长油田勘探成果图延长油田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡东部，区域构造为一平缓的西倾单斜，地层倾角小于1°，千米坡降为7～10m，内部构造简单，局部具有差异压实形成的低幅度鼻状隆起（图2）。

储层埋藏浅（200～800），物性差（平均孔隙度只有7%～9%），平均渗透率（0.3～0.5md）,为典型埋藏浅，低压，超低渗砂岩油藏。

区内第四系直接不整合覆盖在三叠系延长组之上。

钻井资料仅揭示了三叠系延长油层组残留厚度变化很大（0～200m）其它层组中、上部地层。

其中，延长组长1段厚度比较稳定。

勘探开发目的层为延长组长6油层组，其自上而下划分为长61、长62、长63、长64四个油层亚组。

第三章压裂液概述水利压裂技术自1948年J.B.Clark的论文介绍后，其在石油工业中的应用被逐步推广，至今已发展成为使油气井增产、增注的一项重要技术措施。

3.1概述压裂液实际上是压裂施工过程中向井内（油层）所注入的全部工作液的总称。

按所起的作用可将压裂液划分为预前置液、前置液、携砂液、和顶替液。

压裂施工时，在主压裂液前泵入近乎水一样稀而低粘的基液，以防止低层损害和帮助开始形成裂缝及冷却地层，此为预前置液。

当循环、试压、试挤等工序完成后，以高压向地层注入不带支撑剂的粘性压裂液——既是前置液，其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，产生动态裂缝长度和宽度，为后面的携砂液进入做准备，另还起着一定的降温作用。

当压力、排量、吸水指数等判断裂缝已压开时，便开始加砂，既让压裂液携带支撑剂进入裂缝，这时的压裂被称为携砂液，其作用是进一步扩展和延伸裂缝及冷却地层。

当加砂完毕后，继续向井筒内注入压裂液就称为顶替液。

顶替液也像预前置液一样，属于低粘性基液并具有低摩阻损失特性。

所划分的压裂液中，一般携砂液在压裂液总量中占的比重最大且性能最重要，故常作为压裂液的代名词。

3.2 分类压裂液按化学性状分类（分散介质）可分为：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。

3.2.1水基压裂液体系。

水基压裂液：交联冻胶压裂液和线性压裂液。

是用水溶胀性聚合物（称为成胶剂）经交链剂交联后形成的冻胶。

交联冻胶压裂液：是目前压裂液应用的主要类型，发展的方向是低伤害低成本。

交联冻胶在上世纪60年代末开始使用，被认为是压裂技术上的重大进步。

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。

常用成胶剂有植物胶（胍尔胶，田菁，皂仁等），纤维素衍生物（羟乙基纤维素，羧甲基羟乙基纤维素等），以及合成聚合物（聚丙烯酰胺，聚乙烯醇）。

3.2.1.1特点：1.安全，不会引起火灾。

2.清洁，易于对作业设备和场地进行清理。

3.水源易得，成本低4.水是最好的溶剂，易于选择添加剂对压裂液进行改性，因而水基压裂液具有广泛的适用性。

5.水的粘度低，易于泵送。

若添加了降阻剂，则具有更好的紊流降阻效果。

6.水的密度大，造成的液柱压力高，相应的减少了压裂施工所需的水功率。

但对于低压地层，高液柱压力会使反排困难，需添加增能助排剂或加强机械抽排，以提高液体的反排率。

7.水进入地层会改变相对渗透率和毛细管性质，从而降低油气生产层的油气有效渗透率。

尤其对于油润湿地层会引起水赌。

添加具有低表面张力的，能将油润湿表面转换成水润是表面的表面活性剂，能防止和解除水堵。

8.水进入地层会引起地层粘土矿物和水膨胀和迁移，造成地层渗透率伤害。

添加防膨剂，以减低粘土表面的负电性，抑制粘土膨胀。

9.在井眼附近水与油易形成油水粘乳液，以致降低油气井的产能。

应慎用表面活性剂，以防止地层油润湿和地层乳化。

添加乳化剂可以破坏油水乳化。

10．用作水基液稠化剂的高分子聚合物、所含水不溶物和压裂后未破胶降解的残胶，以及不相容物产生的残渣，都会引起地层渗透率的下降。

应制备水不溶物含量，及残渣量低的稠化剂，并加强配伍性和破胶性实验及措施。

3.2.1.2 适用范围除少数低压、油润湿，强水敏地层外，水基压裂液适用于大多数油气层和不同规模的压力改造。

3.2.1.3 选择条件：在优选压裂所用工作液时，应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求即压裂液应当与储层配伍，对储层造成的潜在性伤害尽可能的从各方面着手，优选出高效、低伤害、适合储层特质的压裂液体系。

延长油田储层埋藏浅、物性差、为典型埋藏浅、低压超低渗砂岩油藏。

综合考虑延长油田地质特征及施工工艺要求，压裂液的选择应满足下列要求：滤失少。

这是造长缝、宽缝的重要条件，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，大大减少滤失量。

悬砂能力强。

压裂液的悬砂能力主要取决于粘度，压裂液主要有较高的粘度，支撑剂即可悬浮于其中，这对支撑剂在缝中的分布是非常有利的。

摩阻低。

压裂液在管道中的摩阻越小，则在设备功率一定的条件下，用于造缝的有效功率也就越大。

摩阻过高会导致井口施工压力过高，从而降低排量甚至限制压裂施工。

稳定性好。

压裂液应具备热稳定性，不能由于温度的升高而使粘度有较大的降低。

流体还应有抗机械剪切的稳定性，不会因流速的增加而发生大幅度的降解。

配伍性好。

压裂液进入油层后与各种岩石矿物及流体相接触，不应产生不利于油气渗流的物理—化学反应。

低残渣。

要尽量降低压裂液中水不溶物（残渣）的数量，以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率。

易于返排。

施工结束后大部分注入液体应能尽量返排出井外，以减少压裂液的损害，排液越完全，增产效果越好。

货源广、便于配制、价钱便宜。

3.2.1.4 存在的问题经过半个世纪的发展，水基压裂液已成为水力压裂的主体。

但是，水基压裂液还存在很多问题没有解决，主要表现在以下几个方面。

防腐稳定性差：目前绝大多数植物胶压裂液稠化剂为胍胶或田菁及其改性产品，细菌很容易繁殖导致压裂液基液变质（特别是高温地区、远距离运送压裂液），影响压裂施工的组织，导致重大经济损失。

必须添加杀菌剂以保持短时间内的相对稳定，增加了施工的复杂性和液体成本。

摩阻难以控制：植物胶压裂液采用交联技术来提高压裂液的携砂能力，而交联速度受多种因素的影响，压裂液冻胶的摩阻难以控制或控制程度有限。

目前深部油气藏、火成岩油气藏井况条件和施工设备的局限性已严重阻碍了压裂施工，摩阻问题已成为相当严重的问题之一。

剪切稳定性差：半乳甘露聚糖空间网络结构为动力学不稳定体系和热力学不稳定体系。

无论其组分或粘度如何，所有压裂凝胶在剪切和加热下都将变稀，都只能在短时间内保持相对稳定。