压裂液
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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。
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。
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）。
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
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
VES压裂液备受关注，成为研究的热点！
Leabharlann Baidu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。
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。
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
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。
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
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。
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
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
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。
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、压裂液发展的趋势
集诸多优势于一身的VES压裂液体系具有广 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。
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：
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。
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。
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）。
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
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
VES压裂液备受关注，成为研究的热点！
Leabharlann Baidu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。
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。
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
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。
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
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。
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
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
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。
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、压裂液发展的趋势
集诸多优势于一身的VES压裂液体系具有广 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。
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：