压裂液
压裂液
稠化油压裂液 （将稠化剂溶于油中配制而成）
油溶性高分子
油基冻胶压裂液
配液方法： 原油（成品油）+胶凝剂+活化剂→溶胶液 水+NaALO2 →活化液 溶胶液+活化液+破胶液→油基冻胶压裂液
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油基压裂液基本特点
油的滤失量大
容易引起火灾
油的粘度高于水，摩阻 比水大
油基压裂液
易使作业人员、设备、 场地受到油污
主要成分为多糖天然高分 子化合物，主要包括： -胍胶及其衍生物 -田箐胶及衍生物 -魔芋胶
天然植物胶 水基压裂液
纤维素衍生 物压裂液
是一种非离子型聚多糖， 主要有： -羧甲基纤维素（CMC） 冻胶压裂液 -羟乙基、羟丙基纤维素
主要是部分水解羟甲基叉 基聚丙烯酰胺水基冻胶 压裂液
合成聚合物 压裂液
压裂液添 加剂
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Contents
压裂液的定义 压裂液的分类 常用压裂液简介
压裂液性能
压裂液性能评价
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压裂液定义
压裂液
压裂液是压裂过程中 所用的液体。
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压裂液的分类
根据注入井内的压裂液在不同阶段各自的作用，将其分为 三类： • 前置液
破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，同时还起到一定的降温作用。
对压裂液的性能影响 很大，不同的添加剂 的作用不同
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水基压裂液---添加剂
降滤失剂 交联剂
降阻剂 稠化剂 表面活性剂 粘土稳定剂 温度稳 定剂
破胶剂
杀菌剂
正确使用添加剂，可以 配制出物理化学性能优 良的压裂液，保证顺利 施工，减少对油气层的 损害，达到既改造好油 层，又保护好油气层的 目的。
压裂液通用技术条件
压裂液通用技术条件
一、压裂液概述
压裂液是在井中注入的一种特殊液体，用于增加裂缝渗透性以增加油气井产量。
压裂液主要由基础液体、添加剂和颗粒物组成。
二、压裂液技术要求
1. 基础液体要求
(1) 基础液体应具备良好的可控性和溶解性，以便满足不同地质条件下的需要。
(2) 基础液体应具备一定的低温稳定性和高温稳定性，在井口温度变化较大的情况下保持稳定。
(3) 基础液体应具备较低的粘度，以便能够快速在裂缝中传递压力和形成压裂裂缝。
2. 添加剂要求
(1) 添加剂应具备较好的生物降解性，以减少对环境的影响。
(2) 添加剂应具备良好的稳定性，能够在高温高压条件下保持活性。
(4) 添加剂应具备较高的溶解度，以便与基础液体充分混合。
3. 颗粒物要求
(1) 颗粒物应具备较好的流动性，能够在压裂液中均匀悬浮。
(2) 颗粒物应具备较高的破裂压力，以便在注入过程中能够产生足够的裂缝压力。
(1) 密度范围：0.8-2.5 g/cm³
(3) pH范围：5-10
(4) 低温稳定性：-20℃至井口温度
(1) 生物降解性：符合地方环保标准
(3) 黏滞度增强剂用量：0.1-1.0%
(2) 流动性：流动性良好
(3) 破裂压力：>5000 psi
以上为压裂液通用技术条件，具体参数可根据不同油气井地质条件和工艺需求进行调整。
压裂液特点
压裂液特点研究了这么久压裂液，总算发现了一些门道。
压裂液啊，它有个很神奇的地方就是它的黏度。
这黏度可不像咱们平常理解的那种简单的黏稠的概念。
就好比咱们家里熬的粥，要是熬得稠一点呢，就不太好流动，但是如果稀一点的话，就哗哗地流得可快了。
压裂液的黏度也是这样，它得有个合适的度。
如果黏度太大，在地下往那些岩石的缝隙里挤的时候就特别费劲，就像你拿很稠的胶水去灌一个很细小的缝，阻力老大了。
可是要是黏度太小呢，又不能很好地把那些支撑剂，比如说沙子啥的带着走，就像你用特别稀的水去运沙子，根本带不走多少沙子。
还有哦，压裂液的滤失性也挺有意思的。
它不能太快地就被岩石吸走了或者跑掉啊。
我一直在想这个事儿呢，你看啊，如果它像海绵吸水一样被岩石迅速吸收了，那就没法给岩石形成足够的压力去撑开更多的缝隙了。
这就好比你在吹气球，你一边吹一边有个小孔在漏气，那气球肯定就很难吹大。
压裂液在地下就是这个情况，它要是总漏失，还怎么把那些裂缝给弄大呢，是不？再说说它的携砂能力。
这可是个很重要的本事。
像我刚刚说的，它得把那些沙子带到该去的地方。
就像那种大卡车运货一样，它得稳稳当当把沙子这批货运到目的地。
如果它中途就把沙子给扔在不该扔的地方了，那就达不到压裂后支撑裂缝、让油啊气啊更好地出来的目的了。
而且这个携砂能力还和它的黏度啊什么的都有关系，就像那货车的车厢有没有盖好啊，路况好不好啊，这些都影响着它能不能把货送到。
不过呢，压裂液也有让我很疑惑的地方。
就是它在不同的地层环境里的表现有时候感觉差别特大。
比如说在有些比较软的地层中，可能压裂液的用量和它的一些性质要求和在硬地层中的就很不一样。
我还没太搞清楚这是为啥呢。
可能地层像人一样，每个人的脾气性格不一样，软地层就像比较柔弱的人，硬地层就像比较硬朗的人，不同的人对同一种东西的反应就不一样。
我想我还得好好研究研究这个事儿。
还有哦，压裂液的相容性我之前忽略了。
这玩意儿要是和地层中的那些流体或者岩石什么的不相容，就像把水火放一块一样，那就得出大乱子了。
压裂液的主要成分
压裂液的主要成分
压裂液的主要成分包括以下几种：
1. 水：压裂液中的主要成分是水，占据了整个液体的大部分。
2. 砂：砂是压裂作业中添加的固体颗粒物，通常称为“支撑剂”。
砂的作用是在压裂过程中填充裂缝，防止它们重新关闭。
3. 添加剂：压裂液中添加剂的种类很多，具体根据特定的作业需求而定。
添加剂可以包括分散剂、乳化剂、防腐剂、pH调节剂等，旨在改善压裂液的性能和效果。
4. 表面活性剂：压裂液中的表面活性剂具有较强的降低液体表面张力的作用，可以帮助液体更好地渗透到裂缝内部。
5. 酸化剂：酸化剂用于腐蚀岩石和矿物质，以增加液体进入裂缝中的能力。
需要注意的是，不同的压裂液配方可能会有所不同，具体的成分可能会因作业需求、地质条件等因素而异。
压裂液简介
压裂液根据基液不同，大致可分为水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。
压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。
随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。
为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。
根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。
1. 前置液：前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。
在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用。
2. 携砂液：携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用。
3. 顶替液：顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。
4．支撑剂：支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质。
5．破坏剂：破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。
破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。
破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度。
6．减阻剂：减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量损失来减少压裂液的流动摩阻。
7．降滤失剂：用于减少压裂液从裂缝中向地层滤失，从而减少压裂液对地层的污染并使压裂时压力迅速提高。
8．防乳化剂：防止原油与压裂液形成乳状液。
可分为表面活性剂和互溶剂。
、9．粘土稳定剂：起到稳定粘土的作用。
10．助排剂：分为表面活性剂和增能剂两种。
前者能有效降低界面张力，使残液易从地层排出。
后者在注酸前向地层注入一个段塞的增能剂，提高近井地带的压力，使残液易从地层排出。
11．润湿反转剂：分为表面活性剂和互溶剂两类。
表面活性剂可在地层表面按极性相近规则吸附第二吸附层而起润湿反转作用。
互溶剂可将吸附在地层表面的缓蚀剂脱吸下来，恢复地层表面的亲水性。
压裂液
压裂液大体作用:1、携带支撑剂到地层；2、压开裂缝；3、降低地层温度。
压裂液分类及作用压裂液可分为：A 水基压裂液（稠化水压裂液，水冻胶压裂液，水包油压裂液，水基泡沫压裂液）；B 油基压裂液（稠化油压裂液，油冻胶压裂液，油包水压裂液，油基泡沫压裂液）。
C乳化压裂液；D纯气体压裂液1）前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝以备后面的携砂液进入，它还起到一定的降温作用。
有时为了提高前置液的工作效率，在一部分前置液中加细砂以堵塞地层中的微隙，减少液体的滤失。
2）携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将砂子放到预定位置上去。
在压裂液的总量中，这部分占的比重较大。
有造缝及冷却地层的作用。
3）顶替液：作用是打完携砂液后，用于将井筒中全部携砂液替入裂缝中。
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。
压裂液的性质压裂液的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，低摩阻，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染，热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速、货源广，便于配制，经济合理。
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。
表3-1 粘度对悬砂的影响粘度，mPa·s 1.0 16.5 54.0 87.0 150砂沉降速度,m/min 4.00 0.56 0.27 0.08 0.04③摩阻低。
清洁压裂液的原理
清洁压裂液的原理
清洁压裂液是在页岩气开采过程中使用的一种压裂液，其主要作用是清除井口、井眼和碎屑堵塞。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 物理清除：清洁压裂液通过高压注入井口，产生巨大的压力作用力，从而清除井眼和井口的固体颗粒、杂质和堵塞物。
2. 化学清除：清洁压裂液中添加了一些化学添加剂，可以与井眼表面的油层沉积物和污垢发生化学反应，并改变其表面性质，使其易于清除。
3. 渗透清除：清洁压裂液的流动性较好，能够通过井眼壁并渗透到沉积物、污垢和碎屑堆积层中，从而将其溶解、侵蚀并清除。
4. 悬浮清除：清洁压裂液中添加了一些悬浮剂，可以将固体颗粒和杂质悬浮在液体中，防止其重新沉积在井眼和井口。
总而言之，清洁压裂液通过物理、化学以及流动性和悬浮性的作用，可以清除井眼和井口的固体颗粒、沉积物和堵塞物，从而提高页岩气开采的效率。
生物胶压裂液
生物胶压裂液
生物胶压裂液是一种在岩石裂缝中注入的特殊液体，用于增强岩石裂缝的液压破裂作用，从而促进油气的开采。
这种压裂液的主要成分是生物胶，它是一种高分子聚合物，具有优异的黏附性和封闭性，可以有效地封堵岩石裂缝，阻止砂砾和其他固体颗粒进入裂缝中，保持裂缝的通透性，提高油气的开采效率。
生物胶压裂液的制备过程相对复杂，需要精确控制各种添加剂的比例和混合方式。
通常情况下，生物胶会与水、溶剂、乳化剂等添加剂混合在一起，形成一种粘稠的液体。
在注入岩石裂缝时，压裂液会受到高压泵的推动，迅速进入岩石内部，填充裂缝，从而形成一个高压区域，促使岩石发生断裂，释放出困藏在裂缝中的油气。
生物胶压裂液的应用可以显著提高油气开采的效率，但同时也存在一些潜在的环境风险。
首先，压裂液中的添加剂可能会对地下水造成污染，影响水质。
其次，压裂作业可能会导致地震活动的增加，给周边地区带来安全隐患。
因此，在使用生物胶压裂液的过程中，必须严格控制操作参数，确保压裂作业的安全和环保。
总的来说，生物胶压裂液作为一种新型的压裂技术，具有很大的应用前景。
通过不断改进生物胶的配方和制备工艺，可以进一步提高压裂液的性能，降低生产成本，推动油气勘探开发的进程。
然而，我们也必须认识到生物胶压裂液存在的环境风险，并采取有效措施加以控制，实现资源开发和环境保护的双赢局面。
煤层气行业压裂液-相当经典
02
煤层气行业压裂液的应 用
煤层气开采中的压裂液应用
压裂液在煤层气开采中起到关键作用 ，通过向煤层中注入压裂液，能够使 煤层产生裂缝，增加煤层气的渗透性 ，从而提高煤层气的产量。
压裂液的选择需要根据煤层的特点和 开采条件进行优化，以确保压裂效果 和煤层气的开采效率。
煤层气增产中的压裂液应用
高效化
随着煤层气开采技术的发展，对压裂液的效率要求越来越 高。未来压裂液的发展将更加注重高效化，以提高煤层气 开采效率。
环保化
环保要求日益严格，未来压裂液的发展将更加注重环保性 能，开发低毒、低污染、易降解的压裂液体系，以及压裂 液的循环利用技术。
个性化
不同煤层地质条件对压裂液的要求不同，未来压裂液的发 展将更加注重个性化，根据不同煤层地质条件定制适合的 压裂液体系。
和维护较为复杂。
压裂液的作用
造缝作用
压裂液在高压下将煤层 压开并形成裂缝，增加 煤层气渗透面积，提高
开采效率。
支撑作用
压裂液在裂缝中起到支 撑作用，防止裂缝闭合， 保持煤层气渗透通道的
通畅。
携砂作用
压裂液将破碎的岩石颗 粒携带至地面，保持井 筒通畅，便于后续排采
作业。
降低摩擦作用
压裂液在泵送过程中可 降低管路和泵的摩擦阻
在煤层气增产过程中，压裂液的注入能够扩大煤层裂缝，提高煤层气的渗透性， 从而增加煤层气的产量。
针对不同的增产需求，需要选择不同类型的压裂液，如低粘度、高粘度、泡沫压 裂液等，以达到最佳的增产效果。
煤层气排采中的压裂液应用
在煤层气排采过程中，压裂液的注入能够提高煤层气的解吸 速度和采收率。
压裂液在排采过程中起到调节地层压力的作用，有助于控制 煤层气的生产速度和采收率。同时，合理的排采制度也是提 高煤层气采收率的关键因素之一。
第四章 压裂液.
（一）水基压裂液 水基压裂液是以水作为分散体系，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：①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；②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。 特点：水基压裂液具有安全、清洁、价廉 且性质易于控制等特点二得到广泛应用。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。
延迟交联压裂液 b.无机硼延迟交联压裂液 无机硼延迟交联压裂液包括包裹无机硼延迟 压裂液和过交联延迟释放高温压裂液。 包裹无机硼延迟压裂液：指对无机硼采用包裹技 术，达 到延迟交联的目的，改善了无机硼压裂液的耐高温性 能。 过交联延迟释放高温压裂液：所使用的交联剂是 以硼酸盐植物胶过交联，经脱水、烘干、粉碎制得的 固体缓溶延迟硼交联剂，这种固体颗粒交联剂在施工 时可直接加入，与植物胶及其改性产品均可形成粘度 稳定，耐高温，交联速度可控的延迟交联压裂液，其 耐温性能达到165℃以上。
（二）油基压裂液
油基压裂液是以油为溶剂或分散介质，加入各种各添 加剂形成的压裂液。 1.稠化油压裂液：将稠化剂溶于油中配置而成。 目前较通用的是铝磷酸酯与碱的反应物，这类稠化剂在 油中形成“缔和”，将油稠化。
2.油基冻胶压裂液 将有机脂肪酸醇与无机非金属氧化物五氧化二磷生成的 膦酸酯均匀混入基油中，用铝酸钠进行交联，可形成膦酸 酯铝盐的网状结构，使油成为油冻胶。 膦酸酯铝盐油基冻胶压裂液是目前性能最佳的油基压裂 液。其粘度较高，粘温性好，具有低滤失性和低摩阻。适 用于水敏、低压和油润湿地层的压裂，砂比可达30%。
压裂液密度
压裂液密度压裂液密度是指压裂作业中使用的液体的密度。
压裂作业是一种常见的油气开采技术，它通过将高压液体注入井中，使岩石裂缝扩大，从而增加油气的流动性。
压裂液密度是压裂作业中的一个重要参数，它直接影响着压裂效果和井下操作的稳定性。
压裂液密度的选择需要考虑多个因素。
首先，压裂液密度应该足够高，以能够产生足够的压力来破裂岩石。
其次，压裂液密度还需要适应井下环境的压力和温度变化，以确保作业的安全和稳定性。
此外，压裂液密度还应根据地层地质特征和油气储层的性质来选择，以达到最佳的开采效果。
常见的压裂液密度包括水基液和油基液。
水基液的密度通常较低，适用于低温低压的地层。
水基液的优点是环保性好，价格便宜，但其密度较低，需要较高的注入压力。
油基液的密度较高，适用于高温高压的地层。
油基液的优点是密度较高，适应性强，但其价格较高，对环境造成的影响也较大。
压裂液密度的选择还需要考虑到井下的地质条件和油气储层的性质。
例如，当地层存在高温高压的情况时，需要选择密度较高的压裂液，以保证作业的安全和稳定性。
同时，不同的油气储层对压裂液密度的要求也有所不同。
一些储层可能需要较高密度的压裂液来破裂岩石，而另一些储层则可能需要较低密度的压裂液来避免对油气储层的损害。
在实际操作中，压裂液密度的选择还需要考虑到经济性和可行性。
密度较高的压裂液通常需要更高的成本，而且在操作上也存在一定的困难。
因此，需要在保证压裂效果的前提下，尽量选择经济性和可行性较好的压裂液密度。
压裂液密度的控制是压裂作业中的一个重要环节。
在注入过程中，需要通过调整添加物的种类和浓度来控制压裂液的密度。
同时，还需要通过监测井下的压力和温度变化，及时调整注入参数，确保压裂液密度的稳定性和准确性。
压裂液密度是压裂作业中的一个重要参数，它直接影响着作业效果和井下操作的稳定性。
在选择压裂液密度时，需要考虑地层地质特征、油气储层性质、经济性和可行性等多个因素。
通过合理选择和控制压裂液密度，可以实现最佳的压裂效果，提高油气开采的效率和经济效益。
压裂液
压裂液编辑词条流体矿(气、汽、油、淡水、盐水、热水等)在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力(如水力等)压裂流体层时所用的液体。
目录∙1基本内容∙2分类∙3使用条件∙4添加剂∙5未来发展方向1基本内容英文名称： fracturing fluid封隔液分为两种类型：第一种是以水作分散介质的水基压裂液如稠化水、水冻胶、水包油乳化液、水基泡沫和某些酸性溶液等。
第二种是以矿物油作分散介质的油基压裂液如稠化油、油包水乳化液、油基泡沫等。
压裂液[1]的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染。
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。
其中的支撑剂又称为压裂液。
压裂液是[2]一个总称，由于在压裂过程中，注入井内的压裂液在不同的阶段有各自的作用，所以可以分为：（1）前置液：其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，同时还起到一定的降温作用。
为提高其工作效率，特别是对高渗透层，前置液中需加入降滤失剂，加细砂或粉陶（粒径 100～320 目，砂比 10% 左右）或 5% 柴油，堵塞地层中的微小缝隙，减少液体的滤失。
（2）携砂液：它起到将支撑剂（一般是陶粒或石英砂）带入裂缝中并将砂子放在预定位置上的作用。
在压裂液的总量中，这部分占的比例很大。
携砂液和其它压裂液一样，都有造缝及冷却地层的作用。
（3）顶替液：其作用是将井筒中的携砂液全部替入到裂缝中。
2分类压裂液 -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使用条件-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4添加剂添加剂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5未来发展方向目前国内外压裂液的研究趋势是开展具有低残渣或无残渣、易破胶、配伍性好、低成本、低伤害等特点压裂液配方体系的研究，减小压裂液对储层的伤害成为压裂液研究的热点。
压裂液(3)
20
图6-8 滤失系数与缝长关系曲线
曲线分析： 从1、2曲线可看出，在相同条件下，排量大，则裂缝 延伸长；
从3、4曲线可看出，在压裂液性能好的情况下，滤 失量减少比提高排量效果好。（需查原著： 3、4曲线 的压裂液性能是否相同？）
9
若干度大于0.9，则泡沫变成雾状，其悬砂能力大 大下降。
因此，施工中，控制泡沫干度是十分重要的。通 常压裂施工中，将干度控制在0.7～0.8范围内。
1.特点：泡沫压裂液密度低，粘度高，悬砂能力 较强，含水少，对地层污染小。但泡沫稳定性较差。
2.适用： 低压地层、水敏地层和气层。 存在问题：p259
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二、压裂液的滤失性
压裂液滤失原因： 压裂液在裂缝中流动时，在缝内压力和地层压力之差
的作用下，使部分压裂液渗入地层的性质。
11
四、压裂液滤失系数
造壁性影响的滤失系数 压裂液粘度影响的滤失系数 地层流体的粘度和压缩性影响的滤失
系数
12
1.受压裂液粘度控制的滤失系数C1
假设:
压裂液为牛顿型液体且作线性层流流动； 压裂液呈活塞式侵入，即侵入段地层流体被顶替； 压裂液和地层岩石均不可压缩； 压差ΔＰv＝ＰE－Ｐs 为常数。 利用达西方程，就可导出液体的滤失速度及系数 。 注意：当压裂液的粘度大大超过地层流体的粘度时 ，压裂液的滤失速度主要取决于压裂液的粘度。
8
（4）泡沫压裂液 泡沫压裂液实际上是一种液包气乳状液，气体是内相，
液体是外相。 泡沫压裂液的基液是水，稠化水、水冻胶、酸液、醇
和油。气体有二氧化碳、空气、天然气、氮气等，起泡 剂为表面活性剂。
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。
压裂液作用机理范文
压裂液作用机理范文压裂液是一种将高压注入岩石裂缝中，以增加裂缝孔隙和通透性的液体。
它是在储层岩石中进行水力压裂工艺的关键因素之一、压裂液的作用机理主要包括以下几个方面：1.高压力作用下的岩石破裂:压裂液以高压注入井筒，使岩石承受高压力。
高压力作用下，岩石的内部应力超过岩石的抗拉强度时，岩石开始破裂。
压裂液的高压力一方面可以破裂岩石颗粒之间的胶结和水化物，另一方面可以扩大已有的裂缝，同时还具有足够的压力来开启新的裂缝，从而增加岩石的孔隙和通透性。
2.压裂液的指导作用:压裂液在注入过程中扮演了一个重要的指导角色。
通过控制压裂液注入的角度和速度，可以实现对裂缝的精确控制。
其中，注入角度的控制可以决定裂缝的方向，使其与油气层平行，从而使油气能够更容易地从裂缝中流出。
注入速度的控制可以决定裂缝的长度和宽度，以及岩石孔隙的分布情况。
3.压裂液的流体性质作用:压裂液具有较低的粘度和较高的流动性，可以在岩石裂缝中快速传导。
通过流体的介入，压裂液可以填充和覆盖岩石裂缝，增加油气通过裂缝而流出的能力。
与此同时，压裂液通过增加水力传导性，提高岩石的渗透性，使油气更容易通过岩石裂缝流动。
4.压裂液的颗粒力学作用:压裂液中添加的颗粒物质（如石英砂）可以填充和加强岩石裂缝，提高裂缝的稳定性和可持续性。
颗粒物质通过填充岩石裂缝，形成颗粒桥梁，增加了岩石的强度。
此外，颗粒的选择和组合可以根据岩石裂缝的尺寸和特性进行调整，以实现更好的压裂效果。
总之，压裂液通过高压力的作用、流体的介入以及颗粒物质的填充和加强等多重机理，可以改善岩石的孔隙和通透性，从而提高岩石中油气的产量。
同时，通过对压裂液的合理选择和控制，可以实现对裂缝的精确调控，进一步优化压裂效果，并提高油气的开采效率。
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。
压裂液介绍
4.压裂液添加剂的质检 压裂液添加剂的质检 （2）抽样 ）
分化工库和现场应用两种取样方式， 分化工库和现场应用两种取样方式， 采用多点平均取样方式， 采用多点平均取样方式，取样范围须包括 整个药品存放空间。 整个药品存放空间。将所取的试样装入清 干燥的取样瓶中，并粘贴标签， 洁、干燥的取样瓶中，并粘贴标签，标签 中标明：产品名称、代号、批号、 中标明：产品名称、代号、批号、取样日 取样人。 期、取样人。
3.压裂液添加剂 杀菌剂 压裂液添加剂-杀菌剂 压裂液添加剂
所有的水含有细菌； 所有的水含有细菌； 水基液必须加有杀菌剂； 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； 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。 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。 导致粘度下降，影响交联、携砂。
常用稠化剂性能
稠化剂 香豆胶 田菁胶 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） 含水量 （%） 4.5-9.0 8.0-14.0 9.5 6.0-11.0 7.0-12.0 8.2 水不溶物 含量(%) 6.0-13.0 20.0-35.0 20.0 7.5-16.0 8.0-15.0 4.4 1%溶液粘度
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。 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。 适用于水敏、低压地层。
（4）泡沫压裂液体系 ）
适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。 适应于低压、水敏性储层，特别是气藏。
二、压裂液概述
100 90 80
压裂液
压裂液影响压裂施工成败的诸因素中，压裂液的性能是其中的主要因素之一。
对大型压裂来说，这个因素更为突出。
这是因为压裂施土的每个环节都与压裂液的类型和性能有关。
第一节压裂液概述一、压裂液的作用及对压裂液的要求(一)压裂液的作用在压裂过程中注入的液体统称为压裂液，根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施土阶段所起的作用不同，可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。
1．前置液。
它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里，它还可起一定的降温作用。
有时一为了提高前置液的土作效率，在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100- 140目，砂比10%左右)以堵塞地层中的微隙，减少液体的滤失。
2.携砂液。
它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用:在压裂液的总量中，这部分比例很大。
携砂液和其他压裂液一杆，有造缝及冷却地层的作用。
携砂液由十需要携带密度很高的支撑剂，必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。
3.顶替液。
中间顶替液用来将携砂液送到预定位置，并有预防砂片的作用;注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携砂液替人裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
(二)对压裂液的性能要求根据压裂不同阶段对液体性能的要求，压裂液在一次施土中可能使用一种以上性能不同的液体，其中还加有不同使用目的的添加剂。
对十占总液量绝大多数的前置液及携砂液，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。
所以，为了获得好的水力压裂效果，对压裂液的性能要求是:1.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十它的粘度与造壁性，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。
2.悬砂能力强。
压裂液的悬砂能力主要取决十粘度，压裂液只要有较高的粘度，支撑剂(常用砂粒或陶粒)即可悬浮十其中，这对支撑剂在缝中的分布是非常有利的。
3.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，用十造缝的有效功率也就越大。
滑溜水压裂液标准
滑溜水压裂液标准
滑溜水压裂液是一种用于油气井压裂作业的流体。
它通常由水、助剂和颗粒物组成，具有降低摩阻、增加润滑和减少黏度的特点。
下面是一些常见的滑溜水压裂液标准：
1. 流动性：滑溜水压裂液应具有良好的流动性，以保证在注入井中时能够均匀地覆盖裂缝表面。
流动性可通过测量液体的粘度来评估。
2. 摩阻降低性：滑溜水压裂液应具有较低的摩阻系数，以减少在注入过程中耗费的能量，并提高流体在裂缝中的渗透性。
3. 润滑性：滑溜水压裂液应具有良好的润滑性能，以减少与井壁和裂缝岩石之间的摩擦，并降低裂缝扩展的力量。
4. 渗透性：滑溜水压裂液应具有良好的渗透性能，以确保流体能够进入并填充裂缝中的所有空隙，从而增加油气的产量。
5. 环保性：滑溜水压裂液应符合环保标准，避免对地下水和环境造成污染。
常见的环保要求包括低毒性、易生物降解和低挥发性等。
这些标准可以根据不同的地质条件和作业需求进行调整，以确保滑溜水压裂液在压裂作业中的有效性和安全性。
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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）。
C>Centangle
Inter-net construction
ah l
p=v/(ah l)
0<p<1/3
treelike micelle
1/3<p<1/2
清洁压裂液 成胶机理
四、优质高效压裂液性能
摩阻低
悬砂 性好
低伤害
理想压裂液 应满足的性 能要求。
无残渣
压裂液 的性能
滤失小
配伍 性好
稳定 性好
油基冻胶压裂液
油基压裂液
油基压裂液特点： 油的滤失量大； 油的粘度高于水，摩阻比水大； 溶于油的添加剂选择范围小，成本高，改性效 果不如水基液； 易使作业人员、设备、场地受到油污； 油基成本高； 容易引起火灾； 适用于低压、强水敏地层，在压裂作业中所占 比重较小。
泡沫压裂液
VES压裂液备受关注，成为研究的热点！
清洁压裂液（VES）
不需交联剂 不需破胶剂
摩阻损失小
清洁压 裂液
弹性好， 携砂性能强
无残渣， 地层伤害低
剪切稀释性
清洁压裂液（VES）
C>CMCⅠ
Single surfactan t
Spherical micelle
C>CMCⅡ
Wormlike micelle
水+添加剂 +稠化剂 →溶胶液 水+添加剂 +交联剂 →交联液 溶胶剂+交联 液→水基冻胶 压裂液
溶胶液
交联液 溶胶剂：交联液=100:（1~12）
压裂液
油基压裂液
油基压裂液是以油为溶剂或分散介质，与 各种添加剂配制而成的压裂液。 油 基 压 裂 液
稠化油压液（将稠化剂溶于油中配制而成）
原油（成品油）+胶凝剂+ 活化剂→溶胶液水 +NaALO2 →活化液溶胶液 +活化液+破胶液→油基冻 胶压裂液
水基压 裂液
纤维素衍 生物
合成聚合 物
主要是部分水解羟甲基 叉基聚丙烯酰胺水基 冻胶压裂液
水基压裂液
水基压裂液的发展经历了三个阶段： （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。在此基础上开发出了延迟交 水基压裂液应用广 联技术。
目前国内外常用 的压裂液主要有 四种：
水基压裂液 油基压裂液 泡沫压裂液
清洁压裂液
水基压裂液
水基压裂液：以水做溶剂或分散介质，向 其中加入稠化剂配制而成的压裂液。
天然植物 胶
主要成分为多糖天然高 分子化合物，主要包括： 胍胶及其衍生物、田箐 胶及衍生物、魔芋胶 非离子型聚多糖，主要 有：羧甲基纤维素冻 胶压裂液、羟乙基、 羟丙基纤维素
五、压裂液发展的趋势
目前VES压裂液体系存在的缺点： 组分浓度较高，成本高； 对于一些地层配伍性不是很好； 耐温性能不够理想，适用于低温低压环境； 对于高渗油藏滤失量较大。
高效、低伤害、低成本是压裂液发展的主题。
五、压裂液发展的趋液体系具有广 阔的发展空间。在VES压裂液的基础上不断 完善并开发出新型压裂液具有重要意义。 （1）研制开发油田工作液用新型表面活性 剂； （2）研制开发适合国内油藏特点的清洁压 裂液体系； （3）重点进行清洁压裂液抗高温性能研究； （4）开展清洁压裂液应用的工艺技术研究。
嵌段聚 合物
六、结论
粘弹性表面活性剂压裂液体系（VES）具有 光明的发展前景，借鉴VES的成胶机理和独 特优点，研制开发出类似于疏水缔合聚合 物型和嵌段聚合物型压裂液体系是发展高 效、优质压裂液重大的突破。 以后应多关注该方面的研究信息。
清洁压裂液（VES）
清洁压裂液又称黏弹性表面活性剂（ViscoElasitic Surfactant）VES压裂液 ，主要由低 分子长链脂肪酸衍生物季铵盐阳离子表面 活性剂、盐溶液、激活剂和稳定剂很少几 种添加剂组成 。 VES打破了传统聚合物压裂液和破胶方法的 理念，VES不需交联剂，不需破胶剂，添加 剂使用量少，对地层伤害低等。
成本低
四、优质高效压裂液性能
1.粘弹性好，悬浮性能好，携砂性能强； 2.摩阻损失小，便于输送； 3.易破胶，破胶彻底，残渣少，无滤饼形成； 4.对地层损害低（低残渣、易返排）； 5.滤失量小，增产效率高； 6.配伍性好，不引起粘土膨胀或产生沉淀堵塞 地层； 7.性能稳定，抗剪切能力强，耐温性好； 8.材料来源广，成本低，可广泛应用。
压裂液文献报告
2012.9.15
目录
一 二 三 • 压裂技术 • 压裂液发展史 • 压裂液类型
四 五
六
• 优质高效压裂液性能 • 压裂液发展趋势
• 结论
一、压裂技术
一、压裂技术
压裂定义：压裂就 是用压力将地层压 开，形成裂缝，并 用支撑剂将裂缝支 撑起来，以减小流 体流动阻力的增产、 增注的措施。
二、压裂液发展史
油 基 压 裂 液 水 基 压 裂 液 泡 沫 压 裂 液 清 洁 压 裂 液
压裂液作为压裂技术的重要组成部分，发展迅速,已经从原油和 清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟 交联作用的压裂液体系和清洁压裂液体系,同时取得了许多关于 压裂液理论和研究成果。
三、压裂液类型
五、压裂液发展的趋势
复配型
• 水溶性聚合物和表面 活性剂按合适比例混 合配制成的压裂液， 兼顾两者优点，成本 较低。
新方向
疏水
缔合
• 在聚合物亲水性大分 子链上带有少量疏水 基团的水溶性聚合物， 增粘、抗温、抗盐能 力强。
• 采用RAFT方法合成 了含有一个亲水段和 一个疏水段的嵌段共 聚物压裂增稠剂，具 有优良的耐温性能。