第四章压裂液
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。
压裂液的名词解释
压裂液的名词解释压裂液是一种在油气开发领域广泛应用的液体，其主要目的是通过高压注入，将岩石裂缝和孔隙扩大，以增加原油、天然气或水资源的开采量。
一、压裂液的组成压裂液通常由水、添加剂和颗粒物组成。
水是最主要的组成部分，占总质量的90%以上。
添加剂可以是化学品，用于改变压裂液的性质，例如粘度、表面张力和酸碱性。
颗粒物则是用来支撑岩石裂缝的，常见的颗粒物有砂和陶粒。
二、压裂液的作用机制1. 压力效应：通过高压注入压裂液，可以直接扩大裂缝和孔隙的范围和规模，使能源资源更易于流动和提取。
2. 冲击效应：压裂液的注入会产生巨大的冲击力，可以破坏沉积物颗粒之间的粘结力，使其分离并形成新的裂隙。
3. 渗透效应：压裂液中的颗粒物可以填充并扩大已有的裂缝，从而增加岩石的渗透性，提高能源资源的流动性。
4. 化学效应：添加剂中的化学物质可以与岩石进行反应，改变其物理性质，从而促进裂缝的扩大和产能的提高。
三、压裂液的分类1. 水基压裂液：其中水是主要成分，添加剂一般为聚合物、表面活性剂等。
这种压裂液的优点是环境友好、成本低廉，但在一些低渗透性岩石中的应用受到限制。
2. 粘弹性压裂液：在水基压裂液的基础上，通过添加聚合物使其增加黏度和粘弹性，以提高裂缝的扩展性和岩石的渗透性。
3. 乳化油基压裂液：基于乳化油和添加剂的组合，适用于含油气资源的开采。
乳化油基压裂液具有较高的渗透性和粘附性，能够有效提高开采效率。
4. 气体压裂液：利用液体压裂液中溶解的气体，在高压下将气体释放以增加压裂效果。
这种压裂液适用于那些对液体压裂液敏感的地层。
四、压裂液的应用压裂液广泛应用于油田、天然气田和水资源开发中。
通过压裂液的注入，可以提高油气田的开采率，增加产量。
此外，压裂液还可以用于水井的清洗和增加孔隙渗透性，以提高水资源的利用效率。
总结：压裂液是一种通过高压注入岩石中，来扩大裂缝和孔隙的液体。
它的组成包括水、添加剂和颗粒物。
压裂液的作用机制主要有压力效应、冲击效应、渗透效应和化学效应。
压裂液知识3
与前置液：对地层进行解读或补充井底亏空等而采取预处理 所用的液体活性水、酸液等。 前置液：压开地层，形成裂缝；在裂缝壁面形成滤饼，减 缓后续入井液体的滤失；冷却地层，降低携砂液的热降解 ，保证携砂液的抗温抗剪切性。 携砂液：携带砂子进入地层，在裂缝内形成高渗透支撑层。
顶替液：将油管中的携砂液顶替进入地层，防止停泵后油管中的 砂子沉降，埋没油管，形成卡钻事故。
常规的压裂液添加剂主要有：稠化剂、交联剂、破胶剂、杀菌 剂、破乳剂、粘土稳定剂、PH值调节剂、助排剂等。
1、稠化剂 稠化剂就是能够增加压裂液粘度的一种添加剂，一般均为高分子聚合 物（清洁压裂液的稠化剂为具有粘弹性的表面活性剂），主要有四大 类。 （1）瓜儿胶 瓜儿胶来自一年生长草本植物瓜尔豆的内胚乳，4~5Kg瓜尔豆可 加工1Kg瓜儿胶。主要产自印度和巴基斯坦。
（2）羟丙级胍胶 在生产胍胶粉的过程中，并不能将胍胶与其他不溶于水的植物成分如脂 类等完全分离。因此，在胍胶溶液中，仍有12%以上的不溶残余物，需进 行化学改性。在碱性催化环境下，以醇（甲醇、乙醇或异丙醇）为分散 剂，以环氧醚为改性剂，可得到胍胶的衍生物，即羟丙级胍胶（HPG）， 其水不溶物达到1~8%。
主讲人：苟庚武
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第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
压裂基础知识 压裂液的基础知识 压裂液现场质量控制常见问题 油井压裂液体系 气井压裂液体系 现场技术服务风险及急救
第一章 压裂基础知识
一、压裂工艺介绍
目前全国油田区块压裂工艺技术主要分为两大类：高能气体压裂和水 力压裂。
四、水基压裂液的分类 （1）活性水压裂液 活性水压裂液是表面活性剂的稀得水溶液。 特点：配制简单、成本低廉、粘度低、摩阻小、携砂性能 差。
《井下作业》第四章水力压裂技术
货源广、便于配制、价钱便宜。大型压裂中，压裂液是压裂施工费用中的主要组
成部分。速溶连续配制工艺大大方便了施工，减少了对液罐及场地的要求。
二、压裂液的类型
目前常用的压裂液有水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液及泡沫压裂液
等。具有粘度高、摩阻低及悬砂能力好等优点的水基冻胶压裂液，已成为矿场主要使用的压
裂液
81
（ 一 ）水 基 压 裂 液
水基压裂液是用水溶胀性聚合物经交联剂交联后形成的冻胶。常用的成胶剂有植物胶、
纤维素衍生物以及合成聚合物；交联剂有硼酸盐、钛、锆等有机金属盐等。在施工结束后，
为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂，常用破胶剂有过硫酸铵、高锰酸钾和酶等。
活性水压裂液
在水溶液中加入表面活性剂的低粘压裂液称为活性水压裂液。这种压裂液配制简单、成
第 四 章 水 力 压 裂 技 术
水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中， 在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层 产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在 支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到 增产、增注的目的。
施工资料统计出来的，破裂压力梯度值为：
。可以用各地区的破裂压力梯度的
大小估计裂缝的形态，一般认为 小于
时形成垂直裂缝，而大于
时
则是水平裂缝。因此深地层出现的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率大。这是由于
浅地层的垂向应力相对比较小，近地表地层中构造运动也较多，水平应力大于垂应力的几率
也大。有时会碰到破裂压力梯度特高的地层，这可能是由于构造关系或岩石抗张强度特别大
油田化学压裂液及压裂用添加剂ppt课件
常用的破坏剂：
潜在酸 潜在螯合剂
压裂液中使用的破坏剂主要是破胶剂。
1.过氧化物破坏剂
过氧化物是含有过氧基（-O-O-）的化合物。 过氧化物是通过聚合物氧化降解，破坏冻胶结构。
胶囊
2.酶类破坏剂
破坏机理 对聚糖水解降解起催化作用，破坏冻胶结构。
使用条件 酶只能用于温度低于65℃和pH值在3.5～8范
下层 提纯分离 甘油
上层：高级 脂肪酸钠 下层：甘油、 NaCl溶液
肥皂的去污过程
1）脂肪酸皂
亲油基，碳原子数大于8
脂肪酸钠皂
稠化机理
超过一定浓度以后，脂肪酸皂可在油中形成结构， 产生结构粘度，将油稠化。
1）脂肪酸皂
Al3+ 脂肪酸铝皂
1）脂肪酸皂 单皂
双皂 通过羟桥连接，形成结构，将油稠化
前言
（1）什么是压裂？
压裂就是用压力将地层压开，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。
（2）压裂的地位 是低渗透油藏、碳酸盐油藏主要的增产、增注措
施。
Why do we hydraulically fracture oil & gas reservors?
Hydraulic fracturing can create cracks in the unconventional reservoirs by which the oil and gas can flow to wellbore.
的条件下。
3.潜在酸 定义
潜在酸是在一定条件下能转变为酸的物质。
破坏机理
通过改变条件（pH值），使冻胶交联结构破坏 而起作用。
4.潜在螯合剂
(1)定义
压裂液
C3
m 2A
0.005m A
(m
/
min )
19
• 综合滤失系数
1 1 1 1 c C1 C2 C3
• 当只有造壁性时：C = C3 • 当无造壁性时： 1 1 1
c C1 C2
20
（五）综合滤失系数C对裂缝延伸的影响
从水力压裂的基本原理我们已经知道，裂缝延伸得愈 长，其增产效果就越显著。
•
φ ── 地层岩石孔隙度，小数；
• μ f ── 裂缝内压裂液的粘度， • mPa·S；
•
V ── 压裂液滤失速度，m/min；
•
t ── 滤失时间，min。
• 当压裂液的粘度大大超过地层原油的粘度时， 压裂液的虑失速度主要取决于压裂液的粘度。
16
2.受地层岩石和流体压缩性控制的滤失系数C2
假设: 地层岩石和流体可压缩，其压缩系数为Ｃf（等 于常数）； 渗滤前缘的位置不随时间变化。
(1) 前置液（破裂液）：作用： 造缝， 降温，防滤，防卡
要求：粘度高 (2) 携砂液 携砂,延伸裂缝，降温
要求： 粘度高 悬砂性好 (3) 顶替液 替砂
中间顶替液 末尾顶替液
3
2. 压裂液性能要求
1. 2. 3. 4.稳定性好（热稳定性、抗机械剪切速率稳定性） 5. 6. 7. 8.货源广、价格便宜、便于配制
10
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。
压裂液与支撑剂PPT课件
1/2
滤失对液体效率的影响
低的液体效率
短裂缝 高液体效率
长裂缝
高滤失 低滤失
液体效率
• 裂缝中液体的百分比 • 影响产生的裂缝尺寸 • 高漏失可导致砂堵 • 低漏失会延长闭合时间，影响支撑剂的铺置
- 对流 - 沉降
压裂液的类型
• 水基压裂液
- 线性胍胶压裂液 - 交联胍胶压裂液
• 泡沫基或高能压裂液
pH 值范围
3-14 3-14 3-14 3-14 3-14 3-14 NA
温度范围 70-130 °F 100-250 °F 100-250 °F 130-260 °F* 70-120 °F 180-250 °F 100-300 °F 100-300 °F 200 + °F**
* 温度超过180°F时，失效非常快，并且非常敏感 ** 碳酸盐岩油藏不可用
线性胍胶粘度曲线实例
.
J-876 (HPG)
90
表观粘度 @ 300 rpm, (511 sec-1 )cp
70
lbs/1,000
60 50
50
30
40
30 10
30 40 50 60 70 80 90 100 110
温度, °F
Source: Dowell Schlumberger
交联凝胶压裂液
• 杀菌剂 • 表活剂 • 粘土稳定剂 • 降阻剂 • 转向剂 • 降滤剂
相关的配伍性
• 每种情况使用最少量的添加剂 • 检验所有添加剂的配伍性 • 很多添加剂热敏和/或对pH值敏感
杀菌剂
• 所有水包含细菌 • 水基压裂液通常使用杀菌剂 • 需要控制喜氧菌和厌氧菌的生长 • 细菌会伤害有机聚合物，损害连接，减少粘度
压裂液与支撑剂课件
压裂液与支撑剂面临的挑战
储层复杂多变
不同地区、不同储层的油气藏条件差异较大，对压裂液与支撑剂 的性能要求也不同，需要针对具体情况进行研究和改进。
技术更新换代
随着油气开采技术的不断发展，压裂液与支撑剂的技术也需要不断 更新换代，以适应新的开采需求。
成本控制
在油气开采中，成本控制是一个重要的问题，需要在保证性能的前 提下，尽可能地降低压裂液与支撑剂的成本。
05
压裂液与支撑剂的发展趋 势与挑战
压裂液与支撑剂的发展趋势
高效性
随着油气开采难度的增加，对压裂液与支撑剂的性能要求越来越高 ，高效性成为其重要的发展趋势。
低伤害性
为了保护油气层，降低对储层的伤害，低伤害性的压裂液与支撑剂 成为研究的重点。
环保性
随着环保意识的增强，对压裂液与支撑剂的环保性能要求越来越高， 无毒、可降解、低污染的压裂液与支撑剂成为未来的发展方向。
压裂液与支撑剂的未来发展方向
1 2 3
新材料的应用
随着新材料技术的发展，未来将会有更多的新材 料应用于压裂液与支撑剂的制备中，提高其性能 和环保性。
智能化技术
随着智能化技术的发展，未来将会有更多的智能 化技术应用于压裂液与支撑剂的制备和使用过程 中，提高其效率和安全性。
定制化服务
未来压裂液与支撑剂的服务将更加定制化，针对 不同地区、不同油气藏条件提供更加专业的服务 。
油基压裂液
以油类物质为基础，加入 相应的化学添加剂，以提 高其性能。
泡沫压裂液
通过将气体与液体混合， 形成泡沫，具有低密度和 良好的返排性能。
压裂液的性能指标
粘度
衡量压裂液流动性的重 要指标，要求在一定剪 切速率下保持较高的粘
压裂液
压裂液1油层造缝机理 (2)1.1 油层压裂原理 (2)1.2裂缝形成 (3)1.3影响裂缝形成的因素 (5)1.4油层水力压裂的作用 (5)2压裂液性能及分类 (6)3水基压裂液 (8)3.1天然植物胶水基压裂液 (8)3.2纤维素衍生物压裂液 (15)3.3合成聚合物压裂液 (16)3.4水基压裂液添加剂 (18)4油基压裂液 (29)4.1稠化油压裂液 (29)4.2油基冻胶压裂液 (29)5泡沫压裂液 (31)5.1泡沫压裂液的组成 (31)5.2泡沫压裂液的性能及表征 (33)5.3影响泡沫压裂液性能的因素 (35)6清洁压裂液 (36)6.1粘弹性表面活性剂压裂液的特点 (37)6.2清洁压裂液的流变性能和应用性能 (37)6.3清洁压裂液的现场施工工艺及应用情况 (40)7压裂液性能评价 (41)7.1裂缝几何尺寸与压裂液粘度的关系 (41)7.2压裂液滤失性 (41)7.3压裂液流变学 (42)7.4压裂液流变性 (44)8压裂工艺技术 (49)8.1选井选层 (49)8.2压裂施工工艺 (49)8.3高砂比压裂技术 (50)8.4人工隔层控制垂向裂缝高度技术 (50)参考文献 (53)油层水力压裂，简称为油层压裂或压裂，是20世纪40年代发展起来的—项改造油层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。
它是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近形成高压。
此压力超过井底附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。
继续将带有支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以支撑剂。
这样在停泵后即可形成一条足够长，具有一定高度和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层的导流能力，达到油气增产的目的(如图3-1)。
图3-1压裂过程示意图在提高油气产量和可采储量方面，水力压裂起着重要的作用。
1947年出现的压裂技术已成为标准的开采工艺，到1981年压裂作业数量已超过80万井次，至1988年，作业总数发展至100万井次以上，大约近代完钻井数的35%~40%进行了水力压裂。
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
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）。
压裂液配制应注意的问题及解决方法课件
搅拌和混合问题
总结词
搅拌和混合问题是指在进行压裂液配制时，搅拌和混合不充分，导致各组分分布不均，影响压裂液的 性能和施工效果。
详细描述
在配制压裂液时，需要保证各组分充分搅拌和混合，以确保组分分布均匀。如果搅拌不充分，会导致 聚合物结块、交联剂分布不均等问题，使压裂液性能下降。因此，在配制过程中需要选择适当的搅拌 设备，并控制搅拌时间和速度，确保各组分混合均匀。
明确压裂液的用途
压裂液用于在地层中形成裂缝， 增加油、气井的产量。了解压裂 液的用途有助于选择合适的类型 和配方。
确定所需的添加剂和配方
根据地层特性和工况选择添加剂
添加剂的作用是调节压裂液的性能，以满足实际需求。根据地层的温度、压力 、酸碱度等特点选择合适的添加剂，以保证压裂液的性能稳定。
确定压裂液配方
03
CATALOGUE
压裂液配制后的储存和使用问题
储存条件问题
储存容器
确保使用清洁、干燥、密封性好 的容器储存压裂液，避免与空气 、水分接触，防止杂质和微生物
污染。
温度控制
压裂液应存放在阴凉通风处，避限
遵循产品说明，了解压裂液的储存 期限，避免使用过期变质的压裂液 。
总结词
控制配制温度和搅拌速度是保证压裂 液质量的重要措施。
详细描述
在配制过程中，应控制好温度和搅拌 速度，以保证压裂液的均匀性和稳定 性。同时，应避免温度过高或搅拌速 度过快导致压裂液性能下降。
选择合适的储存容器和条件
总结词
选择合适的储存容器和条件能够保证压 裂液的质量和效果。
VS
详细描述
应选择密封性好、耐腐蚀、不易变形的储 存容器，并保持干燥、阴凉、通风良好的 储存条件。同时，应定期检查储存容器的 完好性，避免压裂液泄漏或变质。
油水井的化学改造—压裂
水基压裂液
01
02
03
水基泡沫压裂液特点
低粘度（但悬砂能力强）
低摩阻
低滤失量
04
对地层伤害小
05
易返排
06
压裂效率高
适合于低压、低渗透、水敏性强的浅油气层压裂
知识点2：压裂液及其稠化剂
水基压裂液
水基冻胶泡沫压裂液
稠化剂
水基泡沫压裂液 + 交联剂
破胶剂
水基冻胶泡沫压裂液
知识点2：压裂液及其稠化剂
水基压裂液
02
降滤失性能好
03
添加破胶剂
知识点2：压裂液及其稠化剂
水基压裂液
4、水基泡沫压裂液
是指以水作分散介质，以气作分散相的压裂液。
由水、气体、起泡剂、稳泡剂配成。
起泡剂：AS、ABS、OP、烷基硫酸酯盐、季铵
盐等，加量0.5-2.0%，泡沫特征值0.5-0.9。
气体：氮气、二氧化碳
知识点2：压裂液及其稠化剂
压裂概述
知识点 02
压裂液及其稠化剂
知识点 03
压裂液添加剂
任务四：压 裂
知识点 03
压 裂 液 添 加 剂
知识点3：压裂液添加剂
四
破坏剂
在指定时间内能将压裂液的粘度减到足够低
的化学剂。
减小地层污染
知识点3：压裂液添加剂
1、水基压裂液用破坏剂
过氧化物
主要是破胶剂 酶
潜在酸
潜在螯合剂
知识点3：压裂液添加剂
阳离子表面活性剂
非离子表面活性剂
浊点低于地层温度
HLB值8－18，加量1－3％
油水比50：50－80：20
知识点2：压裂液及其稠化剂
油水井增产增注技术第四章PPT课件
1
一、压裂液
压裂液主要功能
造缝、输送支撑剂； 具有一定粘度、能迅速返排，能较好控制液体 滤失、泵送摩阻低，同时还要经济可行。
2
1.1 水基压裂液
3
1.1 水基压裂液
胍胶（Guar） 胍胶是一种有甘露糖和半乳糖组成的长链高分子聚合物。
胍胶分子结构
4
1.1 水基压裂液
羟丙基胍胶（HPG） 在生产胍胶粉的过程中，利用丙烯氧化物可得到胍胶的衍生物，即羟丙基胍 胶（HPG）：
16
1.4 乳化液
两种不融和相的分散体系。 高度粘稠溶液，具有良好的传输性。 常用的乳化剂压裂液为聚乳化液。 1.聚乳化液由67%的碳氢化合物作内相，33%的稠化盐
水作外相； 2.根据Roodhart(1986)的的研究，聚乳化液对地层的
伤害小，可快速清洗； 3.不足在于摩擦压力较高，液体的费用较高； 4.不宜用于高温井。
1）高温下有较好的稳定性； 2）能降低聚合物的配量； 3）减少摩擦压力； 4）提高注入速度并减少所需功率。
延迟交联压裂液缺点： 1）过度延迟交联速度会导致近井筒出现脱砂； 2）在低剪切和/或浅层作业中，不提倡用延迟交联的方法
来消除剪切影响。
24
1.5 压裂液添加剂
2. 延迟交联 1）胶联剂浓度 胶联浓度太低，胶联速度较慢，粘度增长比预期的要慢； 胶联浓度太高，胶联速度较快，最终粘度可能较低。
6
1.1 水基压裂液
• 羟乙基纤维素衍生物
7
1.1 水基压裂液
• 生物高聚物-黄胞胶
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1.1 水基压裂液
• 粘弹性表面活性剂（VES） 粘弹性表面活性剂（VES）可改善聚合物在高温环境的
性能。
压裂液简介
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3、泡沫压裂液
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2散008-于5-2少7 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
-压裂液是压裂施工中的工作液
-压裂液是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不 稳定的化学体系
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根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可 简单分为前置液、携砂液和顶替液。
-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。
-携砂液：它是将支撑剂 (2一008-般5-2是7 陶粒或石英砂 ) 带 入裂缝中并将砂子放在预定位置上，同时还有造缝 和冷却地层的作用。
一、压裂液定义
-压裂：压裂的实质就是用高压泵组将具有一定粘
度的液体高速注入地层，当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2了008防-5-2止7 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。
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常用稠化剂性能
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3、压裂液添加剂-交联剂
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。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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❖ 顶替液，用于将井筒内携砂液全部顶入地层裂缝， 避免井筒沉砂。
（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，
❖ 利用液体传压的原理，在地面利用高压泵组，将高 粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中， 随即在井底附近形成高压。当此压力超过井底附近 地层岩石的破裂压力后，在地层中形成裂缝。继续 将带有支撑剂的液体注入缝中，使裂缝向前延伸和 填入支撑剂，这样在停泵后即可形成一条足够长， 具有一定高复和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层 的导流能力，达到油水井增产增注的目的。
(1) 提高勘探含油气评价，增加可采储量
(2)油气井增产、水井增注
(3)调整层间矛盾，改善产油、吸水剖 (4)提高采收率
（１）沟通油气储集区，增加单井控制储量，连通透镜体 和裂缝带、扩大渗流 面积。
(2) 变径向流动为线性流动
一. 油层压裂造缝机理
❖ 油层压裂是20世纪40年代发展起来的一项改造油层 渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注 的一项重要工艺措施。
1.水基压裂液类型和特点
①活性水压裂液
活性水压裂液即表面活性剂的水溶液，特点是成 本低、摩阻小，缺点是粘度低，携砂能力差，只 适用于小型解堵压裂和煤层气压裂。
②线性胶压裂液
线性胶压裂液即稠化水压裂液，由稠化剂和其它 添加剂组成，其各项性能比活性水压裂液稍强， 但也只能用于低温、浅井、低砂比的小型压裂。
第四章 压裂液
化工（石油化工）10-3班 (2012秋)
基本概念
油层水力压裂(Hydraulic Fracturing)，简称为油层压裂 或压裂，是—项改造油层渗流特性的工艺技术，是 油 气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。 它是利用地 面高压泵组，将高粘液体以大大超过 地层吸收能力的排量 注入井中，随即在井底附近 形成高压。此压力超过井底附 近地层应力及岩石 的抗张强度后，在地层中形成裂缝。继 续将带有 支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以 支撑剂。这样在停泵后即可形成一条足够长，具有 一定高 度和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层的 导流能力。
裂缝形成
影响裂缝形成的因素
二. 压裂液性能及分类
❖ 使用压裂液的目的有两方面： ①提供足够的粘度，使用水力尖劈作用形成裂
缝使之延伸，井在裂缝沿程输送及铺设压裂支撑 剂；
②压裂完成后，压裂液迅速化学分解破胶到低 粘度，保证大部分压裂液返排到地面，以净化裂 缝。
❖压裂液性能的好坏直接影响压裂施工的成 败，因此压裂液必须具备如下性能：
延迟交联压裂液
延迟交联压裂液包括有机硼交联压裂液和无机硼延 迟交联压裂液。
a.有机硼交联压裂液
有机硼交联剂是由植物胶中的有机配位体与硼酸盐 在一定条件下反应生成的，在pH值较高的条件下， 配位体与硼酸盐结合较牢固，离解出的硼酸离子较 少，使得交联反应的发生，硼酸离子的消耗，硼酸 离子进一步离解，冻胶逐步形成，达到延迟交联的 目的。
③摩阻低：在设备功率一定的条件下，压 裂液在管道中的摩阻越小则造缝的功率越 大。
④稳定性好：压裂液应该具有热稳定性和 良好的抗剪切性，保证压裂液不因温度升 高或流速增加引起粘度大幅度降低，在整 个施工过程中提供足够的粘度以保证顺利 施工。
⑤配伍性好：压裂液进入地层后与各种岩 石及矿物流体不应该产生不利于油气渗滤 的物理或化学反应，即不引起地层水敏而 产生颗粒沉淀。
❖ 根据压裂液的类型，可分为水基压裂液、油基压 裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液、醇基压裂液、 清洁，可分为低温压裂 液、中温压裂液及高温压裂液。
❖ 前置液，即不含支撑剂的压裂液，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。
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。
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， 砂子即可容易悬浮于其中，这对砂子在缝 中的分布是非常有利的。但粘度不能太高， 如果粘度过高，则可使产生的裂缝高度大， 不利于宽面长的裂缝生成。一般认为压裂 液的粘度为50-150mPa·s较合适。
低温交联水基压裂液
低温交联水基压裂液主要以植物胶原粉（包括羟乙 基槐豆 粉、羟乙基皂仁粉、田菁粉等）为增稠剂， 硼砂为交联剂，按一定交联比配制而成的压裂液。 其粘温性能较差，只能用于低温井。
纤维素衍生物中、高温压裂液
纤维素衍生物压裂液主要包括羧甲基纤维素(CMC) 压裂液和羟乙基纤维素（HEC）。CMC压裂液包括 与硫酸铬钾或硫酸铝钾交联的中、高温压裂液， CMC高温乳化压裂液等，HEC压裂液则只适用于较 低温度的井。纤维素衍生物压裂液的特点是残渣含 量低，对地层伤害小，但剪切稳定性较差，且原料 价格越来越昂贵，逐渐被植物胶及其改性产品取代。
③水基冻胶压裂液
水基冻胶压裂液即交联了的线性胶压裂液，与以 上两种压裂液相比，水基冻胶压裂液有更强的粘 弹性和可塑性，特点是粘度高，携砂能力强，滤 失低等，适用于大部分油水井的增产、增注。按 照不同的适用性，水基冻胶压裂液又可分为低温 交联水基压裂液、纤维素衍生物中、高温压裂液、 延迟交联压裂液和无聚合物压裂液。
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。
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，减少返排后 其对岩石孔隙和填砂裂缝的堵塞，增大油 气导流能力。
⑦易返排：裂缝一旦闭合，压裂液返排越 快，越彻底，对油气层损害越小。
⑧货源广，便于配置，价格便宜。
压裂液分类
❖ 根据压裂液在不同阶段的作用，可分为前置液、 携砂液和顶替液；