新型压裂液概述
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氧化破胶剂
适用于 pH=3 ～ 14。普通氧化破胶剂适用温度 54～93℃；延迟活化氧化破胶剂适用温度 83～ 116℃，常用氧化破胶剂是过硫酸盐。 有机弱酸 很少用作水基压裂液的破胶剂,适用温度大于93 ℃。
水冻胶压裂液添加剂
▲其它助剂
降滤剂：降低压裂液在施工过程中的液体滤失量 防膨剂：防止粘土水化膨胀和分散运移 杀菌剂：杀灭高分子水溶液中的细菌，保证基液不变质 助排剂：降低破胶后液体表面张力，利于返排 pＨ值调节剂：使压裂液具有一定的pH值缓冲能力 稳定剂：用来提高压裂液的耐温能力
伸将和携继砂续液冷送却到地预层定。的它位 在置压。裂一液般中为的活份性量水最。大。 一般为交联冻胶。
压裂液类型 水基压裂液 油基压裂液 醇基压裂液 泡沫压裂液 乳状压裂液 酸基压裂液
常见压裂液类型及特性
主要特性
耐温性好，摩阻小，携砂能力强， 成本低，操作安全
配伍性好，摩阻大，携砂能力差， 成本较高，操作不安全
对压裂液的性能要求
❖压裂液
预前置液 前置液 携砂液 顶替液
对地层降温冷却和预处
理传，递以压减力少，后使续地主层工破作裂， 液产对生地裂层缝的以伤备害后。面一的般携 为砂活液性进水入。。在温度较高
的将地支层撑，剂带它入还裂可缝以中进并一 步将起砂到子降分温布在作预用定。的一位般 为置高上粘。冻同胶时。可使裂缝延
mi n 下测 定。
水冻胶压裂液添加剂
▲ 交联剂
两性金属（非金属）含氧酸盐 —硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐和钛酸盐等 弱酸强 碱盐
无机盐类两性金属盐 —如硫酸铝、氯化铬、硫酸铜、氯化锆等强酸 弱碱盐
无机酸脂 —如硼酸酯、钛酸酯、锆酸酯
醛类 —甲醛、乙醛、乙二醛等
水冻胶压裂液添加剂
▲破胶剂
生物酶
适用温度21 ～ 54℃,pH值范围pH=3 ～ 8,最佳 pH=5
常用的水基压裂液稠化剂及粘度性能
增稠剂 wk.baidu.com型
名称 胍胶(G)
使用浓 度 /%
粘度
/mP a•s
0.3～0.6 80～230
测量 条 件
植物胶 及
其衍生 物
纤维素 衍生 物
生物聚 多糖
合成聚 合物
羟丙基胍胶(HPG)
田菁胶(T)
羟丙基田菁胶 (HPT)
羟乙基纤维素 (HEC)
羧甲基羟乙基纤 维素(CMHEC)
成胶液
水冻胶压裂液添加剂
▲稠化剂
植物胶及衍生物 — 胍胶（羟丙基胍胶） — 田箐、香豆胶、魔芋胶等
纤维素衍生物 — 羧甲基纤维素钠盐（CMC） — 羟乙基纤维素（HEC） — 羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）
生物聚多糖 — 黄原胶
工业合成聚合物 — 聚丙烯酰胺（PAM） — 部分水解聚丙酰胺（PHPAM） — 甲叉基聚丙烯酰胺（MPAM）
伤害小，易返排，耐温性差， 携砂能力差，操作不安全
易返排，对油层污染小， 携砂能力差，耐温性差
伤害小，但摩阻很大， 携砂能力差，耐温性差
可提高裂缝导流能力， 对设备腐蚀性强，操作不安全
应用对象 砂岩或灰岩地层
水敏性地层 低压，水敏性地层 低压，水敏性地层 水敏、致密型地层
碳酸盐地层
压裂液的发展历程
水基压裂液
水基压裂液的发展经历了活性水压裂液、稠化水压裂液、水基冻胶 压裂液三个阶段。
(1)活性水压裂液:是表面活性剂的稀的水溶液。 (2)稠化水压裂液：是以稠化剂及表面活性剂配制的粘稠水溶液，即 增稠了的活性水压裂液。 (3)水冻胶压裂液：是用交联剂将溶于水的增稠剂高分子进行不完 全交联，使具有线性结构的高分子水溶液变成线型和网状体型结构混存 的高分子水冻胶。其中亦添加了表面活性剂。它实际上就是交联了的稠 化水压裂液。
目前，国外广泛使用的压裂液体系包括前四类； 20世纪50年代以油基压裂液为主； 50年代末60年代初，随着胍尔胶稠化剂的问世，水基压裂液不 断地发展与完善，水力压裂在油田的应用日渐广泛，增产效果也更 加显著。 1969年首次使用交联胍胶压裂液； 进入70年代，由于胍尔胶稠化剂化学改性的成功，以及交联剂 体系的完善，水基压裂液迅速发展，在压裂液类型中占主导地位。 目前，水基压裂液在生产中的应用依然广泛，占70%以上。
新型压裂液概述
王栋
电话： 邮箱：zyofwd@163.com
中原油田采油工程技术研究院
目录
一、压裂及压裂液基础知识 二、中原油田压裂发展史 三、压裂液研究进展 四、新型压裂液体系
一、压裂及压裂液基础知识
压裂的定义
压裂就是利用地面高压泵 车(组)，以高于储层吸入能力 的速度，向井下注入高粘度压 裂液，使井筒内压力增高，一 直达到克服地层的压缩应力和 岩石的张力强度，岩石出现破 裂，形成对称于井眼的裂缝的 过程。
水
线型压裂液
活性水压裂液 稠化水压裂液
基 压 裂 液 交联压裂液
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。
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。
水冻胶压裂液组成
水＋稠化剂（成胶剂） ＋添加剂1 水＋添加剂2＋交联剂 交联液
压裂工艺
压裂液
低伤害压裂工艺
压裂
压后
工艺
管理
压裂液
压后管理
压裂液及其作用
压裂液是压裂改造油气层过程中的全部工作液。 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。
压裂液是个总称，注入井内的压裂液在不同的阶 段有各自的任务。
对压裂液的性能要求
1.滤失量低; 2.悬浮性能好; 3.摩阻损失小; 4.对地层渗透率损害小（配伍性好、低残渣、易返排）; 5.性能稳定（热稳定性、剪切稳定性）； 6.成本低。
黄原胶(XT)
甲叉基聚丙烯酰 胺(MPAM)
0.4～0.7 0.5～0.8
0.5～0.8
0.4～0.6
0.4～0.6 0.05～
0.1 0.4～0.6
50～130
120～ 160
85～125
200～ 300
100～ 200
100～ 300
150～ 300
Fan35 旋 转
粘度 计 在
25℃， 100r/
压裂的作用与目的
在注入压裂液时携带一定粒径的固体支撑物（粒 径0.4～1.0mm的天然石英砂或人造高强度陶粒）， 使其按需要模式停留在裂缝里，使支撑裂缝保持一定 的张开程度。在压裂液破胶返排后，这些裂缝为地层 中的油气提供了高导流能力的通道，从而提高了油气 井的产量。
压裂的内涵与发展方向
气价 储层特征
适用于 pH=3 ～ 14。普通氧化破胶剂适用温度 54～93℃；延迟活化氧化破胶剂适用温度 83～ 116℃，常用氧化破胶剂是过硫酸盐。 有机弱酸 很少用作水基压裂液的破胶剂,适用温度大于93 ℃。
水冻胶压裂液添加剂
▲其它助剂
降滤剂：降低压裂液在施工过程中的液体滤失量 防膨剂：防止粘土水化膨胀和分散运移 杀菌剂：杀灭高分子水溶液中的细菌，保证基液不变质 助排剂：降低破胶后液体表面张力，利于返排 pＨ值调节剂：使压裂液具有一定的pH值缓冲能力 稳定剂：用来提高压裂液的耐温能力
伸将和携继砂续液冷送却到地预层定。的它位 在置压。裂一液般中为的活份性量水最。大。 一般为交联冻胶。
压裂液类型 水基压裂液 油基压裂液 醇基压裂液 泡沫压裂液 乳状压裂液 酸基压裂液
常见压裂液类型及特性
主要特性
耐温性好，摩阻小，携砂能力强， 成本低，操作安全
配伍性好，摩阻大，携砂能力差， 成本较高，操作不安全
对压裂液的性能要求
❖压裂液
预前置液 前置液 携砂液 顶替液
对地层降温冷却和预处
理传，递以压减力少，后使续地主层工破作裂， 液产对生地裂层缝的以伤备害后。面一的般携 为砂活液性进水入。。在温度较高
的将地支层撑，剂带它入还裂可缝以中进并一 步将起砂到子降分温布在作预用定。的一位般 为置高上粘。冻同胶时。可使裂缝延
mi n 下测 定。
水冻胶压裂液添加剂
▲ 交联剂
两性金属（非金属）含氧酸盐 —硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐和钛酸盐等 弱酸强 碱盐
无机盐类两性金属盐 —如硫酸铝、氯化铬、硫酸铜、氯化锆等强酸 弱碱盐
无机酸脂 —如硼酸酯、钛酸酯、锆酸酯
醛类 —甲醛、乙醛、乙二醛等
水冻胶压裂液添加剂
▲破胶剂
生物酶
适用温度21 ～ 54℃,pH值范围pH=3 ～ 8,最佳 pH=5
常用的水基压裂液稠化剂及粘度性能
增稠剂 wk.baidu.com型
名称 胍胶(G)
使用浓 度 /%
粘度
/mP a•s
0.3～0.6 80～230
测量 条 件
植物胶 及
其衍生 物
纤维素 衍生 物
生物聚 多糖
合成聚 合物
羟丙基胍胶(HPG)
田菁胶(T)
羟丙基田菁胶 (HPT)
羟乙基纤维素 (HEC)
羧甲基羟乙基纤 维素(CMHEC)
成胶液
水冻胶压裂液添加剂
▲稠化剂
植物胶及衍生物 — 胍胶（羟丙基胍胶） — 田箐、香豆胶、魔芋胶等
纤维素衍生物 — 羧甲基纤维素钠盐（CMC） — 羟乙基纤维素（HEC） — 羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）
生物聚多糖 — 黄原胶
工业合成聚合物 — 聚丙烯酰胺（PAM） — 部分水解聚丙酰胺（PHPAM） — 甲叉基聚丙烯酰胺（MPAM）
伤害小，易返排，耐温性差， 携砂能力差，操作不安全
易返排，对油层污染小， 携砂能力差，耐温性差
伤害小，但摩阻很大， 携砂能力差，耐温性差
可提高裂缝导流能力， 对设备腐蚀性强，操作不安全
应用对象 砂岩或灰岩地层
水敏性地层 低压，水敏性地层 低压，水敏性地层 水敏、致密型地层
碳酸盐地层
压裂液的发展历程
水基压裂液
水基压裂液的发展经历了活性水压裂液、稠化水压裂液、水基冻胶 压裂液三个阶段。
(1)活性水压裂液:是表面活性剂的稀的水溶液。 (2)稠化水压裂液：是以稠化剂及表面活性剂配制的粘稠水溶液，即 增稠了的活性水压裂液。 (3)水冻胶压裂液：是用交联剂将溶于水的增稠剂高分子进行不完 全交联，使具有线性结构的高分子水溶液变成线型和网状体型结构混存 的高分子水冻胶。其中亦添加了表面活性剂。它实际上就是交联了的稠 化水压裂液。
目前，国外广泛使用的压裂液体系包括前四类； 20世纪50年代以油基压裂液为主； 50年代末60年代初，随着胍尔胶稠化剂的问世，水基压裂液不 断地发展与完善，水力压裂在油田的应用日渐广泛，增产效果也更 加显著。 1969年首次使用交联胍胶压裂液； 进入70年代，由于胍尔胶稠化剂化学改性的成功，以及交联剂 体系的完善，水基压裂液迅速发展，在压裂液类型中占主导地位。 目前，水基压裂液在生产中的应用依然广泛，占70%以上。
新型压裂液概述
王栋
电话： 邮箱：zyofwd@163.com
中原油田采油工程技术研究院
目录
一、压裂及压裂液基础知识 二、中原油田压裂发展史 三、压裂液研究进展 四、新型压裂液体系
一、压裂及压裂液基础知识
压裂的定义
压裂就是利用地面高压泵 车(组)，以高于储层吸入能力 的速度，向井下注入高粘度压 裂液，使井筒内压力增高，一 直达到克服地层的压缩应力和 岩石的张力强度，岩石出现破 裂，形成对称于井眼的裂缝的 过程。
水
线型压裂液
活性水压裂液 稠化水压裂液
基 压 裂 液 交联压裂液
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。
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。
水冻胶压裂液组成
水＋稠化剂（成胶剂） ＋添加剂1 水＋添加剂2＋交联剂 交联液
压裂工艺
压裂液
低伤害压裂工艺
压裂
压后
工艺
管理
压裂液
压后管理
压裂液及其作用
压裂液是压裂改造油气层过程中的全部工作液。 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。
压裂液是个总称，注入井内的压裂液在不同的阶 段有各自的任务。
对压裂液的性能要求
1.滤失量低; 2.悬浮性能好; 3.摩阻损失小; 4.对地层渗透率损害小（配伍性好、低残渣、易返排）; 5.性能稳定（热稳定性、剪切稳定性）； 6.成本低。
黄原胶(XT)
甲叉基聚丙烯酰 胺(MPAM)
0.4～0.7 0.5～0.8
0.5～0.8
0.4～0.6
0.4～0.6 0.05～
0.1 0.4～0.6
50～130
120～ 160
85～125
200～ 300
100～ 200
100～ 300
150～ 300
Fan35 旋 转
粘度 计 在
25℃， 100r/
压裂的作用与目的
在注入压裂液时携带一定粒径的固体支撑物（粒 径0.4～1.0mm的天然石英砂或人造高强度陶粒）， 使其按需要模式停留在裂缝里，使支撑裂缝保持一定 的张开程度。在压裂液破胶返排后，这些裂缝为地层 中的油气提供了高导流能力的通道，从而提高了油气 井的产量。
压裂的内涵与发展方向
气价 储层特征