浅谈压裂液技术的现状和发展前景 解海邦

浅谈压裂液技术的现状和发展前景解海邦

摘要：本文分析了我国现阶段压裂液技术的现状，同时提出关键压裂液技术的

发展前景，从压裂液可控的成本造价使其发展的目标，而大规模生产作业提升其

压裂液对于高矿化度水适应能力。

关键词：压裂液技术；发展现状；技术前景

前言

随着我们油田开发进程的不断加快，为了增加油井的产量，在很多油井都需

要进行压裂作业。压裂液从首次油气井增产压裂应用到如今，压裂液组成成分发

生了很大的变化，前期的压裂液是只是单纯的在汽油中添加具有流动性的可以延

伸到裂缝中的液体，后期随着开采难度的增加和工艺设备的进步，单一的油基压

裂液已经不能满足高效增产的目的，为了满足高温储层的施工要求和热稳定性相

继研究出水基压裂液和泡沫压裂液，近几年开始朝着低伤害、低成本和低残渣的

可持续发展的方向努力，压裂液添加剂种类开始增多，研究发现新型压裂液近几

年所占的比例已经开始慢慢取代着原有的油基压裂液市场使用比例。压裂液是在

压裂施工中经常使用的工作液，它是由多种添加剂按着一定的配合比调制成的不

均质不稳定的化学体系。压裂液的承托支撑剂，将其传递到裂缝指定位置，压裂

液必须具有很好的悬浮能力和携带压裂砂的能力，另外压裂液应具有很好的反排

和破胶能力，在增产的同时可以很好的减少残渣存留。在压裂作业中压裂液是必

不可少的一项关键技术。

一、压裂液技术的现状

对于现行应用中的压裂液名称与分类尚未进行标准的统一，而按照相应的稠

化剂方式进行命名可以视为，胍尔胶压裂液、香豆胶压裂液、聚合物合成压裂液，本文结合目前我国在其特色压裂液技术上的发展现状进行分析。

1、胍尔胶压裂液

胍尔胶原粉在与锆硼等元素进行交联时产生的冻胶是胍尔胶压裂液，而胍尔

胶原粉中对于不同水物质的含溶量较高，目前技术已经可以达到17.65%到

27.68%，而经过技术改进的不溶物在胍尔胶中的含量，也能够提升至12.65%以上。但原粉在其2.67%的浓度中，其增黏力度仅为127-169mPa•s，那么必然产生其破

胶过程的冻胶残渣含量的提升，从而导致质量分数下降到6.59%左右。在进行原

粉应用的过程中体现出高渗浅层的特征，其中胍尔胶衍生物得到充分发挥，包含

了CMHPG羟丙基羧甲基胍尔胶、CMG羧甲基胍尔胶、SHPG超级胍尔胶、以及HPG羟丙基胍尔胶等。

2、香豆胶压裂液

国产稠化剂中以香豆胶为代表，在机芯天然植物胶的提取过程中从香豆种子

中萃取相应的物质，构成应用为半乳甘露聚糖的结构。当其浓度降低到2%以下时，对于增黏能力而言表现出较大的差异化，从167.28mPa•s到327.55mPa•s中

均有体现，但是对香豆胶进行水不溶物的原粉测定时，也发现其含量并不高于16.75%，那么必然产生较高的摩阻低与水溶性特点，从而生成耐温高的特征，其

产生稳定温度的压裂液能够保持169℃而不产生过度浮动。在多个油田对其进行

实验时，发现其最大加砂能力可有效提升至69.55m3而且在平均砂比含量的提升

中达到了36.76的比重，那么对于返排率的观察也能够控制在75.69%的有效范围内。其技术能力较高的香豆胶与胍尔胶旗鼓相当，但是由于出自种子提取技术的

配合，同时受到加工水平和种子质量的双重制约，那么在诸多因素的考量下，对

其适用范围和技术操作还有待发展。

3、聚合物合成压裂液

“缔合型”与“交联型”是聚合物合成压裂液两大类型。在技术发展的过程中胍

尔胶的需求量曾一度提升，那么必然产生价格飙升的连锁反应，那么在市场需求

的引导下，聚合物合成压裂液的技术也得到了部分发展空间和实验型应用的条件。而在此期间对于聚合物合成压裂液能力多数地区做出相应实验。中石油勘探院研

究出清洁交联压裂液的相关技术，其最高耐温度以及能够到达目前最高技术水平

为225℃的稳定值。吉林油田应用该技术进行了220井659层应用，其技术指标

在各项应用过程中也体现出与胍尔胶压裂液的能力持平。而在完成稳定59℃配方

中仅为227.5元/m3，而与胍尔胶压裂液在同一温度环境中的比较，已经将其控

制在59%以内。而在高温200℃的试验中，发现超分子缔合压裂液技术已经能够

突破这一数值，而且也表现出较高的性能提升。对于聚合物压裂液的应用基本不

产生相应的残渣，而且比植物胶压裂液的应用对固相仅为最低伤害。

二、压裂液技术的发展前景展望

对于未来压裂液技术的发展，低伤害、低成本和高效的环保应该是主导的发

展方向。与此同时还需要加强压裂液技术的研发工作和工艺的结合，以便实现提

高产量和环境友好社会的目标。

1、多元化推动压裂液主体体系的发展，实现成本可控从目前的发展现状来看，压裂液技术的单一化以及胍尔胶供应的限制是技术成本无法控制的重要原因。因而，形成合理的供应关系，力求打破稠化剂需要进口的局面，最大限度的减少对

胍尔胶的依赖程度。通过以上的分析可见，香豆胶具有较好的发展空间。香豆胶

的使用可以追溯到上世纪的八十年代，但是由于种植规模、加工技术的水准、时

常需求及价格等方面的因素致使其没有形成较好的产业链。

2、建立非常规储层压裂液及伤害评价的方法，不断规范和指导压裂液技术的发展和常规的储层压裂不同的是，非常规的储层压裂在改造的对象、目标及设计

理念等方面发生了很大的变化，从而其工艺技术对于液体性能的要求也就发生了

相应的变化。将液体技术和工艺技术结合，用工艺技术弥补液体性能的不足从目

前来看，超高温压裂液的实际有效应用存在很大的制约性。主要原因是，若使压

裂液冻胶可以耐高温的话就需要使用高浓度的稠化剂，从而导致一系列的问题，

诸如现场配液难度大、交联反应。而这些内在的矛盾很难在短时间内解决，这就

需要将液体技术和工艺技术相结合，采用工艺技术来弥补液体性能的不足之处。

3、压裂液可控的成本造价使其发展的目标

对于压裂液技术的研究并非仅为现有阶段，而降低相应的成本造价是我国在

其技术研究上的重要发展途径与目标。但是导致压裂液成本增加的因素较多，且

并非可以有效控制的方式，但在发展压裂液主体的技术多元化方向从未停止。那

么创造新型的供应模式，也是在源头上进行价格控制的方式，并非仅依靠进口稠

化剂，就能够规避对于胍尔胶应用依赖。虽然在香豆胶的实验和应用中我国已经

具备了较高经验，但是受到加工水平、种植规模、市场需求等因素的影响，其价

格也并非始终保持稳定。那么没有相应的产业链循环机制的保障，必然影响其生

产能力的时效性。那么应用情况和性能也都体现出香豆胶是具备较高发展前景的

新型技术，但我国多数地域中尚未形成对于香豆子的种植技术掌握，那么目前仅

能对其作为一般代替胍尔胶的产品。但是从可持续发展的角度上分析，只有大力

组织种植和提升相关技术，才能在根本上对其生产价格进行控制，产生相应的保

护机制，扶持其产业化的国产香豆胶技术顺利发展。