1-压裂液性能评价方法

假塑型流体的本构方程：
n KD
当n=1时，
视粘度：
n1 D KD
n1 a KD n小于1，所以剪切速率愈大，视粘度愈小。
假塑性液体具有两个流变参数，对幂律方程两边取对数 得到： lg lg K n D

3)其它流动类型的压裂液 ①宾汉型流体
(1)受压裂液粘度控制的滤失系数
当压裂液粘度大大超过油藏流体的粘度时，压裂液的滤 失速度主要取决于压裂液的粘度。

滤失系数为：
3

滤失速度为：
K P C 5.4 10 f
1/ 2
v
C t
图3 滤失后地层中压力分布示意图
(2)受储层岩石和流体压缩性控制的滤失系数 当压裂液粘度接近于油藏流体粘度时，控制压裂 液滤失的是储层岩石和流体的压缩性。 1/ 2 (3)具有造壁性压裂液滤失系数 添加有防滤失剂的压裂液的滤失速度将受造壁性 控制。 0.005 m 0.005m C v 滤失速度： A A t
压裂液的分类及 性能评价方法
胜利油田分公司采油院
李爱山 2013年10月
目
录
1.概述
2.压裂液
3.压裂液的类型
4.压裂液性能指标
5.压裂液关键性能评价
1.概述-油井压裂酸化改造的基本原理

油井压裂酸化改造是通过消除井筒附近的伤害或在地 层中建立高导流能力的通道来提高油井的生产能力。常规 增产措施技术包括：水力压裂、压裂充填、碳酸盐岩和砂 岩基质酸化、压裂酸化。上述各项技术目的都是提高生产 指数，以增加产量或减小压降。减小压降可以防止油层出
4.压裂液性能指标(SY/T6376-2008)
4.压裂液性能指标(SY/T6376-2008)
4.压裂液性能指标(SY/T6376-2008)
目
录
1.概述
2.压裂液的主要用途
3.压裂液的类型
4.压裂液性能指标
5.压裂液关键性能评价
5.压裂液关键性能评价
5.1压裂液滤失性 压裂液滤失到地层受三种机理控制：压裂液的粘度，油 藏岩石和流体的压缩性及压裂液的造壁性。
n
2)缝流
2n 1 幂律液体在裂缝中流动的本构方程： w K 3 n

n
在缝中任意断面上压裂液的视粘度为：
2n 1 6v f K 3n w
n
6v W
n
n 1
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1.概述
2.压裂液的主要用途
3.压裂液的类型
4.压裂液性能指标
5.压裂液关键性能评价
2.
压裂液的主要用途
(1)压裂液的作用:造缝和携带支撑剂
①前置液 ：破裂地层并造成一定几何尺寸裂缝。在温度较高 的地层里，它还可起一定的降温作用。前置液一般用交联 的高粘压裂液。
②携砂液 ：将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定 位置上。也有造缝及冷却地层的作用。携砂液由于需要携 带比重很高的支撑剂，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 防砂卡的作用；注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携 砂液替入裂缝中，以提高携砂液效率和防止井筒沉砂。
表1
压裂液的基液 水基
不同的压裂液类型及主要组分
压裂液类型 线型 交联型 主要组分① 胶 化 水 ， HPG ， HEC CMHPG，CMHEC等 交 联 剂 +HPG ， HEC 或 CMHEC等 油，胶化油 交联剂+油 乳化剂+油+水 酸+起泡剂+N2 通常应用对象 短裂缝，低温 长裂缝，高温 水敏性地层，短裂缝 水敏性地层，长裂缝 适用于控制滤失 低压，水敏性地层
α
Vsp
tg m
0
1
2 3min 4 时间，
图5 静滤失曲线
图 6 动 滤 失 仪 示 意 图
图7
动、静滤失曲线比较图
(4)综合滤失系数

实际压裂过程中，压裂液的滤失同时受三种机 理控制，综合滤失系数如下：
1 1 1 1 C C C C

CⅠ由滤失带压力差控制的，CⅡ是由压缩带压
力差控制的，CⅢ由滤饼内外压力差控制的，
根据分压降公式可以得到综合滤失系数的另一
表达式：
C 2CC C
2 2 2 CC C2C 4C C2 C


5.2
压裂液流变性
(1)各类压裂液的流变曲线
1)牛顿流体压裂液
剪切应力与剪切速率成正比关系，牛顿流体的本构方程： D 2)幂律型流体压裂液

KC f C 4.3 10 P f
3
则滤失速度： 实验压差与实际施工过程不一致时，应进行修 1/ 2 正 Pf

C C P
C t
图4
静滤失仪示意图
滤 失 量 ml
油基
线型 交联型
水外相多重乳化液
泡沫基
酸基泡沫
水基泡沫
醇基泡沫 醇基 线型体系 交联体系
水+起泡剂+N2或CO2
甲醇+起泡剂+N2 胶化水+醇 交联体系+醇
低压地层
低压存在水锁的地层 消除水锁
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2.压裂液的主要用途
3.压裂液的类型
4.压裂液性能指标
5.压裂液关键性能评价
4.压裂液性能指标(SY/T6376-2008)
(2)压裂液的性能要求
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。
①滤失少
②悬砂能力强
③摩阻低
④稳定性 ⑤配伍性 ⑥低残渣 ⑦易返排
⑧货源广、便于配制、价钱便宜
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2.压裂液的主要用途
3.压裂液的类型
4.压裂液性能指标
5.压裂液关键性能评价
3.压裂液类型
流体具有屈服值，加上一定的压力后，流体才从静止状 态开始流动，剪切应力与剪切速率成线性关系,宾汉流 体的流动方程是： y D ②屈服假塑型流体
流体是带有屈服值的假塑型液流体，其流变方程为：
n y KD
③胀流型流体 流变方程为:
n KD
(n>1)
(2)幂律液体流动过程中的视粘度计算
砂、发生水锥和防止近井地带的相平衡破坏而向凝析转化。
同理，用以上各项技术，也可达到注水井增注的目的。
1.概述-油层改造工作液的含义
油层改造工作液主要是指在油层改造过程中， 应用的压裂液和酸液。 压裂液主要用于油藏的压裂改造，是油层水力 压裂改造过程中的关键环节。它的主要功能是张开 裂缝、并沿裂缝输送支撑剂。因此，性能优良的压 裂液是保证压裂施工成功的关键因素，压裂液的性 能包括压裂液的流变性、滤失性、摩阻等均对压裂 施工产生重要影响。一种性能优良的压裂液应当满 足粘度高、摩阻低、滤失量小、对地层无伤害、配 制简便、材料来源广、成本低等条件。
(1)水基压裂液：水溶胀性聚合物经交链剂交链后形成的冻胶。

成胶剂：植物胶、纤维素衍生物、合成聚合物。


交联剂：硼酸盐，钛、锆等。
破胶剂：过硫酸胺、高锰酸钾和酶等。 其它添加剂:助排剂、粘土稳定剂等
(2)油基压裂液：对水敏性地层，多用稠化油，基液为原油、 汽油、柴油、煤油或凝析油，稠化剂为脂肪酸皂。 (3)泡沫压裂液 基液多用淡水、盐水、聚合物水溶液；气相为二氧化碳、 氮气、天然气；发泡剂用非离子型活性剂。多用于低压低渗油 气层改造 (4)醇基压裂液：甲醇、乙醇、异丙醇及相应的添加剂。

源自文库
水力压裂过程从地面到地下裂缝中分为四种流动过程， 即地面管线、井筒、射孔孔眼和裂缝中的流动。

四种流动基本上分为两大类，即管流及缝流。
n
1)管流
8v K 幂律液体在圆管内流动的本构方程为： d n n 1 3n 1 8v 其视粘度为： w K 4n d 3n 1 4 n