常用的压裂液交联剂类型与品种
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（脈尔胶、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.醇基压裂液由彳氐碳醇、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。
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。
长庆油田化工集团
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。
压裂液
冻胶，压裂液的起始粘度高，泵送摩阻大，粘度损失也较
大。 • 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联 特征，有利于压裂液粘度时效性控制，获得较高的裂缝粘 度，提高压裂处理效果。
• 热稳定性与剪切稳定性：
•
•
由于不同类的交联剂的交联反应速度不同，而反映出
的压裂液体系的抗温和抗剪切能力不同。 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联
1、水力压裂的作用
• （1）压裂能改造低渗透储层的物理结构，变径向流 动为线性流动，降低流动阻力，增大渗滤面积，达 到油气井增产、水井增注的目的； • （2）减缓层间矛盾，改善中低渗透层的开采状况； • （3）解除近井地带的堵塞； • （4）对储层物性差，自然产能低，不具备工业开采 价值的探井和评价井进行压裂改造，扩大渗油面积 或对油气井作出实际评价。
• 破胶剂使用浓度的影响： • 一般而言，破胶剂使用的浓度越高，破胶越彻底，破 胶时间越短，对地层损害越小。但同时也会造成压裂液粘
度的提前损失，影响压裂液的造缝能力。如果不采取任何
措施，过分的增加破胶剂浓度，不然会引起压裂液粘度的 大幅下降，甚至提前脱砂，导致施工失败。
3、4压裂液对导流能力的影响
、锆等金属螯合物交联压裂液对支撑裂缝导流能力有严重
的伤害，清洁返排能力远低于硼交联压裂液。 • 交联剂用于压裂液时不应仅考察交联和耐温程度，注 重保护油藏、按温度和油藏条件选用适应的交联剂成为必 须遵守的原则。
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
特征，使得体系初始粘度不高，而经过高温和连续剪切后
，平衡粘度明显高于无机硼（硼砂体系）。 • 一般而言，硼砂交联羟丙基瓜胶体系可用于80℃以 下的地层，而有机硼、有机钛及有机锆交联的羟丙基瓜胶 体系可抗160℃。
压裂液性能及分类
⑧货源广，便于配制，价格便宜。
目前国内外使用的压裂液有很多种，主要有油基压裂液、水基压裂液、酸基压裂液，乳化压裂液和泡沫压裂液。其中水基压裂液和油基压裂液应用比较广泛。常用各种类型压裂液或压裂液体系见表3-2。
表3-2各类压裂液及其应用条件
①滤失小。这是造长缝、宽缝的重要性能。压裂液的滤失性，主要取决于它的粘度，地层流体性质与压裂液的造壁性，粘度高则滤失小。在压裂液中添加降滤失剂能改善造壁性大大，减少滤失量。在压裂施工时，要求前置液、携砂液的综合滤失系数≤1 × 10 -3 m/min 1/2。
②悬砂能力强。压裂液的悬砂能力主要取决于其粘度。压裂液只要有较高的粘度，砂子即可悬浮于其中，这对砂子在缝中的分布是非常有利的。但粘度不能太高，如果压裂液的粘度过高，则裂缝的高度大，不利于产生宽而长的裂缝。一般认为压裂液的粘度为50~150mPa·s较合适。由表3-1可见液体粘度大小直接影响砂子的沉降速度。
常用各种类型压裂液或压裂液体系见表3232各类压裂液及其应用条件压裂液类型主要成分应用对象水基线型hpgpam短裂缝低温交联型交联剂hpgheccmhec长裂缝高温线型油胶化油水敏性地层交联型交联剂水敏性地层长裂缝乳状液乳化剂泡沫基酸基泡沫低压水敏性地层水基泡沫低压地层醇基泡沫甲醇低压存在水锁的地层线性体系胶化水消除水锁交联体系交联体系hpg
⑤配伍性好，压裂液进入地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滤的物理、化学反应，即不引起地层水敏及产生颗粒沉淀。这些要求是非常重要的，往往有些井压裂后无效果就是由于配伍性不好造成的。
⑥低残渣。要尽量降低压裂液中的水不溶物含量和返排前的破胶能力，减少其对岩石孔隙及填砂裂缝的堵塞，增大油气导流能力。
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。
1-压裂液性能评价方法
目录
1.概述 2.压裂液的主要用途 3.压裂液的类型 4.压裂液性能指标 5.压裂液关键性能评价
3.压裂液类型
(1)水基压裂液：水溶胀性聚合物经交链剂交链后形成的冻胶。 成胶剂：植物胶、纤维素衍生物、合成聚合物。 交联剂：硼酸盐，钛、锆等。 破胶剂：过硫酸胺、高锰酸钾和酶等。 其它添加剂:助排剂、粘土稳定剂等 (2)油基压裂液：对水敏性地层，多用稠化油，基液为原油、
D
2)幂律型流体压裂液 假塑型流体的本构方程： KD n
当n=1时，
KD n1 D
视粘度：
a KD n1
n小于1，所以剪切速率愈大，视粘度愈小。
假塑性液体具有两个流变参数，对幂律方程两边取对数
得到：
lg lg K nD
3)其它流动类型的压裂液
①宾汉型流体
流体具有屈服值，加上一定的压力后，流体才从静止状 态开始流动，剪切应力与剪切速率成线性关系,宾汉流 体的流动方程是： y D
压裂液类型 线型
交联型
线型 交联型
水外相多重乳化液
酸基泡沫 水基泡沫 醇基泡沫 线型体系 交联体系
主要组分①
通常应用对象
胶 化 水 ， HPG ， HEC CMHPG，CMHEC等
交 联 剂 +HPG ， HEC 或 CMHEC等
油，胶化油
短裂缝，低温 长裂缝，高温 水敏性地层，短裂缝
交联剂+油
水敏性地层，长裂缝
③顶替液 ：中间顶替液用来将携砂液送到预定位置，并有预 防砂卡的作用；注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携 砂液替入裂缝中，以提高携砂液效率和防止井筒沉砂。
(2)压裂液的性能要求 前置液及携砂液，都应具备一定的造缝能力并
使裂缝壁面及填砂裂缝有足够的导流能力。 ①滤失少 ②悬砂能力强 ③摩阻低 ④稳定性 ⑤配伍性 ⑥低残渣 ⑦易返排 ⑧货源广、便于配制、价钱便宜
常用的压裂液交联剂类型与品种
常用的交联剂类型与品种:(1)两性金属(或非金属)含氧酸的盐:由两性金属(或两性非金属)组成的含氧酸根阴离子的盐,如硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐、钛酸盐等,一般为弱酸强碱盐。
在水溶液中电离水合后溶液呈碱性。
这些两性金属离子以羟基合物酸根阴离子的形式存在。
大多数两性金属含氧酸盐在溶液PH值为7-11时,其羟基合物阴离子通过极性键和配位键与含有邻位顺式羟基的各种非离子型半乳甘露糖植物胶及其非离子型衍生物交联。
锑酸盐需在PH值为3-6时与非离子型植物胶及其非离子型衍生物交联。
常用的交联剂:硼酸钠、偏铝酸钠、焦锑酸钾等。
(2)无机酸的两性金属盐:无机酸的两性金属盐,如硫酸铝、氯化铬、硫酸铜、氯化锆等一般为强酸弱碱盐。
其金属离子在水中电离、水合后形成水合络离子。
水合物水解生成羟基水合阳离子,溶液呈酸性。
提高溶液的PH值,羟基水合离子以羟桥联结形成多核配合物。
不同的金属离子形成羟基水合物的PH条件不同。
一般无机酸的两性金属盐在PH值4-7条件下,以多核羟桥配合物的形式通过极性键和配位键与具有钠羧酸基、酰胺基、邻位反式羟基的聚合物交联,即与羧甲基植物胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺阴离子型衍生物、海藻酸钠及生物聚多糖等交联。
某些聚合物,如羟乙基纤维素,则需在PH值为11-13条件下与以上同类的多核配合物交联。
常用的交联剂:三氯化锆、硫酸铬钾、重铬酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硫酸铜、四氯化钛、氧氯化锆等。
(3)无机酸酯:无机酸分子中的氢原子被烃基取代生成无机酸酯。
用作交联剂的无机酯主要是一些高价两性金属含氧酸酯,如钛酸酯、锆酸酯。
对于非离子型植物胶来说,一般难以与钛酸盐和锆酸盐交联。
因钛盐和锆盐在浓的强碱溶性中并不生成组成固定的钛酸盐、锆酸盐,所得的二氧化化钛水合物或二氧化锆水合物吸附了碱金属氢氧化物的沉淀。
用这种胶状沉淀交联非离子型植物胶,其冻胶性能差。
用钛盐、锆盐制取的钛酸酯、锆酸酯则是非离子型植物胶的理想的高温交联剂。
6.2压裂用剂
它适用于以各种聚合物为成胶剂的水基冻胶压
裂液。
3.水敏地层压裂液
水敏地层压裂液最好用醇基压裂液和油基压裂
液，特别是它们的泡沫压裂液。制备泡沫压裂液的 气体最好是二氧化碳，因为它在地层水中溶解，可
降低水的pH值，有利于减小地层的水敏性。
可用醇（如乙二醇）与油（如煤油）混合物作分 散介质，用液体二氧化碳作分散相，用硫酸酯盐化的 聚氧乙烯烷基醇醚作乳化剂（低于二氧化碳临界温度） 或起泡剂（高于二氧化碳临界温度），配成乳状液或
油基压裂液也包括油包水压裂液和油基泡沫压
裂液。
3. 醇基压裂液
醇基压裂液是以醇作溶剂或分散介质。
醇稠化剂
醇起泡剂
二、特殊地层用的压裂液
1. 高温地层压裂液
高温地层压裂液是指用于温度超过120℃地层
的压裂液，适合于压裂深地层和一些特殊地层。
（1）用热稳定性高的稠化剂
如用合成聚合物和改性的天然聚合物；
（2）用添加剂提高稠化剂的热稳定性
如加入亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸
钠提高稠化剂的热稳定性。
（3）用高温交联剂
（4）用高温破胶剂
高温破胶剂是在高温下能给出[O]的物质，如
过氧异丁醇（即叔丁基过氧化氢）。改变其浓度，
可使高温压裂液在指定的时间内破胶水化。
2. 低温地层压裂液 这是指用于温度低于50℃地层的压裂液， 用这类压裂液的地层通常是浅层。水基冻胶压裂 液适用于低温地层，但要用低温破胶剂。 低温破胶剂有两类： （1）酶 酶适用于以聚糖为成胶剂的水基冻胶压裂液。 （2）过氧化物加自由基引发剂
油冻胶主要由磷酸酯铝盐稠化配成，可用的
破胶剂有：
(2)破乳剂 破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，主要用 反型乳化剂。如水包油乳状液用油包水型乳化 剂破坏；由阳离子型表面活性剂稳定的乳状液 用阴离子型表面活性剂破坏。
压裂液的特点与适用范围
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。
压裂施工质量控制
二、压裂设备及管柱
（5）压裂管柱
A、合层压裂管柱：
直咀子+封隔器+水力锚+油管
注意事项：
直嘴子位置不能低于射孔段顶界， 推荐位置为射孔段顶界以上10m， 封隔器位置与直咀子距离30-40m。
B、分层压裂管柱：
死堵+下封隔器+喷砂器+上封隔器+ 水力锚+油管
注意事项：
下封隔器位置不能低于射孔段底界 2m以上，应避开沉砂过多造成砂堵 喷砂器应与下封隔器直接相连。
二、压裂设备及管柱
YLC-1050型压裂车作业参数表
传动器挡位
3
4
5
总传动比
15.38
11.85
9.05
发动机额定转速，r/min 泵冲数，min-1 排量系数 泵排量，m3/min 最大工作压力，MPa 输出水功率，kW
1800 117 0.95 0.299 103 515
1800 152 0.95 0.389 84.8 552
压裂管汇使用注意事项：
压裂管汇在使用性能必须达到石油行业标准“压裂管汇” （SY5260-91）要求。 压裂施工前必须对地面高压管汇进行试压，按预测泵压的1.21.5倍试压45MPa,稳压5min不刺不漏，压力不降为合格。
二、压裂设备及管柱
3、压裂管柱
压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。目前井 下管柱可分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。
压裂液主要类型压裂液主要类型三压裂液与支撑剂第七采油厂产建项目组压裂液性能要求压裂液性能要求主要性能要求实现方法添加剂代表性产品较强提高粘度密度增稠剂稳定性较好植物胶分子间交联形成网状结构交联剂硼砂有机硼较低提高粘度配伍性中和电荷减小液体间离子浓度差粘土稳定剂kclcop1返排性能cf5b残渣采用低残渣增稠剂降低增稠剂用量破乳性能减少油水乳化破乳剂be2破胶性能杀菌杀菌剂cog285压裂液基本性能一览表三压裂液与支撑剂第七采油厂产建项目组压裂液体系性能必须满足石油行业syt63762008压裂液通用技术条件规定的技术指标才能使用
压裂酸化技术常用支撑剂及添加剂介绍
压裂酸化技术常用支撑剂及添加剂介绍一、常用支撑剂性能数据二、常用添加剂名称三、SD系列添加剂性能参数（一）SD1-3酸化用高浓度盐酸缓蚀剂说明：1.酸、泡沫酸、土酸、防乳酸等。
2.处理本品时，要戴护目镜与橡胶手套，穿工作服和工鞋。
避免面部、手和其它皮肤直接接触，一旦接触，要立即用清水冲洗，并用肥皂洗净。
（二）SD1-11酸液铁离子稳定剂说明：1.2.适用温度：40-140℃；3.加量一般为0.2-1.0%。
（三）SD2-9助排剂说明：1.无明显毒性，使用时若不慎进入口中或眼内，应用大量清水冲洗干净，以免刺激眼睛。
2.用于压裂液，推荐使用浓度为0.3%～0.5%（W/V），即每100m3压裂液中加入0.3吨～0.5吨；用于酸液，推荐使用浓度为0.5%～1.0%（W/V）。
（四）SD-1酸液防乳、破乳剂说明：施工油井加量一般为1～2%；气井加量一般为0.5～1.5%。
（五）SD1-9酸液胶凝剂说明：（六）SD1-9B酸液胶凝剂说明：1.应采用内衬玻璃容器，或玻璃钢容器，不采用衬橡胶容器。
2. 严禁与含醛类添加剂混用。
3. 操作时不能溅到身上或衣服上，如果溅上用肥皂与水洗净。
（七）SD1-8油井酸化用降阻剂说明：室内测试和现场应用实际，SD1—8的最佳用量为10%。
（八）SD1-7酸化用复合表面活性剂说明：一般推荐用量为10—20Kg/m，根据具体情况适当调整。
（九）SD2-2压裂液交联剂说明：1.无明显毒性，使用时不允许本品进入口中或眼内，若不慎进入口中或眼内，应用大量清水冲洗干净，以免刺激眼睛。
2.可采用双液法配液，即按一定交联比配制基液和交联液，将SD2-2加入交联液中，在施工过程中混合；也可以不配交联液，在施工过程中将SD2-2直接加入基液中即可得到压裂液冻胶。
在压裂液中加量为0.2～0.6%（W/V）。
视不同稠化剂和工艺要求而定。
（十）SD1-12油气酸化粘土防膨剂（十一）SD2-3压裂液杀菌剂说明：一般加量为0.2%。
压裂液
五、压裂液发展的趋势
目前应用最广泛的是水基压裂液约占总用量的 70%，但是天然植物胶压裂液、纤维素压裂液 和合成聚合物压裂液存在一个共同的缺点：压 裂液破胶不完全，而且破胶后残渣将残留在裂 缝内，残留在裂缝中的聚合物将严重的降低支 撑剂充填层的渗透率，从而伤害产层,导致压裂 效果变差。 清洁压裂液VES由于破胶彻底，破胶后分子量 小，无残渣，克服了这一缺点，但VES依然不 是最理想的压裂液。
泛，约占整个压裂 液用量的70%。
水基压裂液
水 基 压 裂 液
线型压裂液
活性水压裂液 稠化水压裂液
因为剪切敏感、温度稳定性差 只适用于低温、浅井、低砂量 和低砂比的小型解堵性压裂。
交联压裂液
水冻胶压裂液
解决了线型压裂液进行高温深
井压裂施工引起的剪切敏感、 温度稳定性差等许多问题。
水基压裂液
水冻胶压裂液组成：
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散于少量液体中 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：压裂过程 中所用的液体。它 起着传递压力、形 成地层裂缝和沿着 张开的裂缝输送支 撑剂的作用。
二、压裂液发展史
1947年首次使用压裂液用于裂缝增产； 20世纪50年代以油基压裂液为主； 50年代末60年代初，胍尔胶稠化剂问世，水基 压裂液不断地发展，应用广泛，增产效果显著； 1969年首次使用交联胍胶压裂液； 80年代水基压裂液采用了延迟交联技术； 80年代研发出泡沫压裂液； 1997年Schlumberger公司开发出粘弹性表面活 性剂压裂液（VES）。
压裂液体
常用增稠剂类型与品种如下：（1）植物胶及其衍生物胍胶别称胍尔豆胶代号G应用胍胶原粉广泛用作水溶液增稠剂。
其水溶液和水冻胶可用于渗透率较高、地层压力较大的油气层压裂。
用量4%-7%。
羟丙基胍胶代号HPG评议羟丙基胍胶采用的是相对分子质量大、粘度高的胍胶作母体，在胍胶的分子结构中引入极性亲水基团羟丙基，使生成的羟丙基胍胶的亲水性提高，水不溶物减少。
而且改性增加了分子的分支程度，使其水溶速度加快，粘度提高，热稳定性增强。
应用羟丙基胍胶是优良的水基液增稠剂。
其水溶液和水冻胶可用于不同改造规模、不同井深井温的低渗透油气层压裂。
特别适用于高温深井压裂。
粉剂用量0.3%-0.6%。
羧甲基羟丙基胍胶代号CMHPG应用羧甲基羟丙基胍胶的水溶液粘度低，价格高，一般不用作稠化水压裂液。
使不同的交联剂，可配制成耐高、中、低温的水冻胶。
由于其水不溶物和残渣量低，低温下破胶彻底，宜用于低温井。
粉剂用量0.5%-0.8%。
田菁胶代号T应用田菁原粉广泛用于水溶液的增稠。
其水溶液和水冻胶可用于渗透率较高、地层温度高、作业规模较大的油气层压裂。
粉剂用量0.5%-0.8%。
羟丙基田菁代号HPT应用羟丙基田菁是良好的水基液增稠剂。
其水溶液和水冻胶广泛用于不同地层温度的低渗透油气层压裂。
粉剂用量0.5%-0.8%。
羟丙基羧甲基田菁代号HPCMT应用羟丙基羧甲基田菁胶因水溶速度快而用作速溶剂。
使用时，不需提前配制水溶液，而是水溶和施工同步进行，连续混配工艺多用于砂比和砂量皆不高的浅井和中深井。
粉剂使用浓度0.5%-0.8%。
羟甲基田菁胶代号CMT羟乙基田菁胶代号HET应用羟乙基田菁胶可作水溶液增粘剂。
其水溶胶和水冻胶可用于中、低渗透，中、低温油气井的压裂作业。
粉剂用量0.5%-0.8%。
皂仁胶代号Z槐豆胶代号H魔芋胶代号M。
纤维素衍生物羧甲基纤维素CMC粘度变化平和，施工易于控制生物聚多糖黄胞胶代号XT合成聚合物交联剂：是能与聚合物线型大分子链形成新的化学键，使其联结成网状体型结构的化学剂。
压裂用有机锆低温交联剂
压裂用有机锆低温交联剂“压裂用有机锆低温交联剂”压裂技术是一种在油气开采中广泛应用的方法，通过高压注入液体将岩石层进行压裂，从而增加油气流动性。
而有机锆低温交联剂作为一种重要的添加剂，在压裂过程中发挥着关键的作用。
有机锆低温交联剂是一种高效、环保的液体添加剂。
它的主要成分是有机锆化合物，具有很高的热稳定性和耐酸碱性，能够在高温、高压环境下保持稳定性。
同时，由于其无毒无害，不会对环境和人体健康造成损害。
在压裂过程中，有机锆低温交联剂能够与硬质水泥形成交联结构，从而显著增加岩石层的强度和稳定性。
这样一来，压裂后的裂缝将更加稳定，油气开采效果也更好。
与传统的压裂液相比，有机锆低温交联剂具有更好的低温交联性能，能够在低温环境下依然发挥出较高的效果。
这一特性使得其在寒冷地区的油气开采中具有明显的优势。
此外，有机锆低温交联剂还具有较好的流变性能。
在压裂过程中，它能够迅速形成高强度的凝胶结构，从而有效防止岩石颗粒的沉积和堵塞。
同时，它的高黏度和低渗透性能，可有效增加液体在岩石层中的分布范围，提高油气开采效率。
在实际应用中，有机锆低温交联剂的使用量可以根据需要进行调整。
调整剂量能够灵活应对不同地层、不同岩石类型的需求，以达到最佳的压裂效果。
同时，有机锆低温交联剂还具有较好的降解性能，在油气开采结束后会自然降解，对环境不会造成长期的污染。
总的来说，有机锆低温交联剂作为一种重要的压裂液添加剂，在油气开采中发挥着重要的作用。
它的高效、环保的特性使得其在行业中越来越受到重视。
随着技术的不断进步和应用的广泛推广，相信有机锆低温交联剂将为油气开采带来更大的发展和突破。
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。
新型耐中高温压裂液专用交联剂
新型耐中高温压裂液专用交联剂
一、产品性能
本产品是由有机硼及锆盐经络合而成的新型化合物，其能对多种有机聚合物包括但不限于瓜尔胶、聚丙烯酰胺、纤维素等进行有效交联。
二、技术指标
外观：淡黄色液体
固含量：33%
pH：7±2
三、产品特点
1、产品结构新颖，对各种有机聚合物均具有良好交联功能，粘度上升速度快，一般在10分钟内粘度均可达到300cp以上；
2、用量少，效率高，压裂液综合成本低；
3、产品稳定性好，环境温度下保质期大于6个月；
4、可在pH8～11使用，耐温130～160℃；
5、与其它助剂配伍性好，适应性强，使用方便；
6、易于生物降解，绿色环保，不含违禁药品，不损害地层。
四、产品用途
本产品主要用于中高温压裂液的交联剂。
五、包装
200公斤塑料桶装。
10.交联剂配置注意事项
交联剂配置注意事项交联剂是水基冻胶压裂液的主要添加剂，它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、有机钛或锆、有机硼等。
从化学上分类，交联剂包括以下几种：（1）两性金属（或非金属）含氧酸的盐（2）无机酸的两性金属盐（3）无机酸脂（有机钛或锆）（4）有机硼一、有机硼交联剂是一种耐高温、低伤害的新型交联剂，它是由有机硼交联剂是利用硼酸盐（Na2B4Q7）与有机配位体（LGD(OH)6）在化学助剂作用下形成的稳定的有机络合物。
该有机硼络合物外观为红色液体，密度为 1.190g/cm3，表观粘度4.23mPa.s，具有较好的稳定性。
有机硼络合物可溶于半乳甘露聚糖（如胍胶，香豆胶及其改性聚合物）水溶液，并优先与多糖反应，形成具有黏弹性的三维网状冻胶。
二、有机硼络合物交联植物胶反应首先是有机硼络合物多级电离，缓慢产生硼酸盐离子B(OH)-4,再与植物胶分子链上的顺式邻位羟基作用形成1：1和2：1结构，即交联的三维网状冻胶。
该过程可分为以下三个步骤：（1）有机硼络合物溶于水形成硼酸根离子（2）硼酸盐离子与植物胶分子链上的顺式邻位羟基形成单二醇络合物（即1：1结构）（3）单二醇络合物再与顺式邻位羟基反应，生成双二醇络合物（即2：1结构）由上述反应可见，在有机硼交联反应中，起交联作用的仍是B(OH)-4。
有机硼络合物受溶液PH值影响较大，溶液PH值越高，有机硼络合物的稳定性越强，不宜离解。
有机硼络合物离解的第一步是慢反应，后几步是快反应。
因此，在PH值较高时，初期仅有少量有机硼络合物缓慢的离解，发生交联作用，形成1：1络合物，保持未交联的年度特性，即延迟交联作用。
随着快反应的进行，产生较多的硼酸盐离子。
溶液增稠，交联形成可调挂的压裂液冻胶，即2：1络合物（第三步反应）。
当一部分交联离子受热或剪切而降解时，交联速度增大，平衡遭到破坏。
当交联作用减弱时，新离解出来的硼酸盐离子立即补充上去，维持交联作用，保持溶液较高粘度。
压裂液介绍
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 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
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
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 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
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。 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
-泡沫--氮气、二氧化碳、双元
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常用的交联剂类型与品种：
（1）两性金属（或非金属）含氧酸的盐：由两性金属（或两性非金属）组成的含氧酸根阴离子的盐，如硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐、钛酸盐等，一般为弱酸强碱盐。
在水溶液中电离水合后溶液呈碱性。
这些两性金属离子以羟基合物酸根阴离子的形式存在。
大多数两性金属含氧酸盐在溶液PH值为7－11时，其羟基合物阴离子通过极性键和配位键与含有邻位顺式羟基的各种非离子型半乳甘露糖植物胶及其非离子型衍生物交联。
锑酸盐需在PH值为3－6时与非离子型植物胶及其非离子型衍生物交联。
常用的交联剂：硼酸钠、偏铝酸钠、焦锑酸钾等。
（2）无机酸的两性金属盐：无机酸的两性金属盐，如硫酸铝、氯化铬、硫酸铜、氯化锆等一般为强酸弱碱盐。
其金属离子在水中电离、水合后形成水合络离子。
水合物水解生成羟基水合阳离子，溶液呈酸性。
提高溶液的PH值，羟基水合离子以羟桥联结形成多核配合物。
不同的金属离子形成羟基水合物的PH条件不同。
一般无机酸的两性金属盐在PH值4－7条件下，以多核羟桥配合物的形式通过极性键和配位键与具有钠羧酸基、酰胺基、邻位反式羟基的聚合物交联，即与羧甲基植物胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺阴离子型衍生物、海藻酸钠及生物聚多糖等交联。
某些聚合物，如羟乙基纤维素，则需在PH值为11-13条件下与以上同类的多核配合物交联。
常用的交联剂：三氯化锆、硫酸铬钾、重铬酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硫酸铜、四氯化钛、氧氯化锆等。
（3）无机酸酯：无机酸分子中的氢原子被烃基取代生成无机酸酯。
用作交联剂的无机酯主要是一些高价两性金属含氧酸酯，如钛酸酯、锆酸酯。
对于非离子型植物胶来说，一般难以与钛酸盐和锆酸盐交联。
因钛盐和锆盐在浓的强碱溶性中并不生成组成固定的钛酸盐、锆酸盐，所得的二氧化化钛水合物或二氧化锆水合物吸附了碱金属氢氧化物的沉淀。
用这种胶状沉淀交联非离子型植物胶，其冻胶性能差。
用钛盐、锆盐制取的钛酸酯、锆酸酯则是非离子型植物胶的理想的高温交联剂。
常用的交联剂：双三乙醇胺双异丙基钛酸酯（有机钛）、双乳酸双异丙基钛酸铵（有机钛）、正锆酸四乙酰丙酮酯（有机锆）等。
（4）醛类：能溶于水的低级醛，如甲醛、乙醛、乙二醛等是聚丙烯酰胺及其衍生物的有机物交联剂。
醛类与聚丙烯酰胺及其衍生物的交联反应一般要在一定的PH值条件下，一定的反应温度下，作用一定的时间。
生成的网状体型凝胶
不溶或难溶于水，胶体强度增大，抗剪切性能得到改善。
醛类与聚丙烯酰胺及其衍生物交联的交联度必须有所控制，并设计好破胶水化工艺。
在保证作业质量的同时，尽量避免残胶对油层渗透率造成的伤害。
醛类对具有邻位反式羟基的纤难素衍生物和具有邻位顺式羟基的植物胶也有一定的交联增稠效果。
常用的交联剂：甲醛溶液、乙二醛溶液等。