压裂液介绍

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。



的还原性化学品,有效降低了破胶剂活化温度。
3.压裂液添加剂- pH值调节剂

pH调节剂可控制稠化剂水合增粘速度、交联剂 所需的pH值范围和交联时间;

当pH值较低时,大多数液体迅速破胶; 当pH值较高时,压裂液的温度稳定性好,破胶 时间较长;

压裂液的pH值应控制在合理的范围。
3.压裂液添加剂-表面活性剂
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
30℃、170S-1、 mPa.s
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)
4.5-9.0
8.0-14.0 9.5 6.0-11.0 7.0-12.0 8.2
6.0-13.0
20.0-35.0 20.0 7.5-16.0 8.0-15.0 4.4
160-210
120-160 309 100-160 170-280 297
按行业标准SY/T5764-1995和SY/T5766-1995检测七项,重要的、直接影响压 裂液性能的指标是水不溶物和粘度。
3.压裂液添加剂-交联剂

交联剂是能通过交联离子(基团)将溶解于水中的高分 子链上的活性基团以化学链连接起来形成三维网状冻胶 的化学剂。 常用交联剂一般分为无机和有机两类,无机类有十水合 四硼酸钠(俗成硼砂),一般为非延迟交联;有机类包 括有机硼络合物(JL系列),多为可延迟交联。 交联时间为线性胶溶液加入交联剂至呈现刚性结构所需 要的时间。
很强的粘弹性和塑性,在水力造缝与携砂能力等方面
优于线性胶压裂液。wenku.baidu.com
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。
(3)乳化压裂液体系
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。
二、压裂液概述
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 50 1950 60 1960 70 1970 年代 80 1980 90 1990 100 2000
(3)现场压裂液粘度与方案设计粘度不一致

五、压裂液的现场质量控制
4.可能发生的液体问题
(1)导致液体出现问题主要因素有:

交联剂


破胶剂
水质问题
(2)先导试验尤其重要


用现场施工的水样和化学添加剂
确定现场配置液体交联状况
压裂液现场应用

压裂液


添加剂与化学是基础
流变是施工保证 滤失伤害影响效果 优化设计结合工艺与化学 标准是尺,实验是眼
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。 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。
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
五、压裂液的现场质量控制
2.压裂液现场质量-控制内容 (4)用六速粘度计测试各压裂液罐从顶部到底部的基液 粘度。目测基液中的“鱼眼”量。 应自各罐的顶部和底部取出压裂液样品,进行粘度、 pH等的分析,将分析结果进行比较,以便发现可能存在 的问题。确定基液粘度后,检查基液的交联能力。 (5)确定压裂液与交联剂的交联比和交联时间。 (6)作业前对罐进行计量,确保到位的压裂液数量符合 设计要求。 (7)作业期间,检测加入压裂液的交联剂、破胶剂及支 撑剂的用量。保留交联液样品以验证破胶时间。
胍胶是一种由甘 露糖和半乳糖组成的 长链高分子聚合物, 原料是生长在巴基斯
坦和印度的胍胶豆胚
乳。胍胶粉有15%18%的不溶残余物。 利用丙烯氧化物可将
胍胶改性为羟丙基胍
胶(HPG),可去除 聚合物中大量的植物 成分,水不溶残余物 最小时仅含2%-4%。
常用稠化剂性能
稠化剂 含水量 (%) 水不溶物 含量(%) 1%溶液粘度
-泡沫--氮气、二氧化碳、双元
-醇基--甲醇 -气体--纯二氧化碳
二、压裂液概述
(1) 水基压裂液体系
水基压裂液:交联冻胶压裂液和线性胶压裂液。
交联冻胶压裂液:是目前压裂液应用的主要类型, 发展的方向是低成本、低伤害。 交联冻胶在上世纪60年代末开始使用,被认为是 压裂液技术上的重大进步。交联冻胶在使用上表现出
4.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,
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。将所取的试样装入清 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、取样日
期、取样人。
4.压裂液添加剂的质检
(3)质量检查
(1)在油气工艺研究院油田化学与防腐实验室设有
压裂酸化添加剂和支撑剂质检中心,负责油田公司 规定的定期和抽查质检工作。 (2)在油气院靖边支撑组和陇东支撑组设有压裂液 添加剂和支撑剂现场质检点,每月定期和抽查现场
压裂液添加剂和支撑剂的质量情况。
四、压裂液性能测试
1.压裂液特性



粘度 -控制缝宽(近井地带) -影响支撑剂传输 液体滤失 -控制总的液体滤失 -影响裂缝的几何尺寸 密度 -控制静水压梯度 -影响支撑剂传输
五、压裂液的现场质量控制
3.不合格的现场质量控制体系
(1)设计标准没有被贯彻

前置液量不正确

裂缝净压力不适当,导致裂缝导流能力不足,影响压后产量; 由于不成熟砂堵,导致设计裂缝长度未达到。
(2)裂缝复杂性没有被识别

早期砂堵 比设计高(可能导致破胶困难) 比方案设计低(可能导致较差的支撑剂运移)

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。
3.压裂液添加剂-粘土稳定剂

防止粘土膨胀、分散和运移
无机盐KCl,提高压裂液矿化度,有效压缩使粘土膨
© ¨mPa.s£ È £ ³ ¶ Û Õ ±¹ í
500 400
í ¹ ± Û Õ ³ È ¶
300 200 100 0 0 10 20 30 40 Ê ±¼ ä £ ¨min£ © 50 60 70 80 90
© æ £ ¨¡ È £  ¶ Î
50 40 30 20 10 0
五、压裂液的现场质量控制

现场监督与质量控制是关键
-每种液体需要最少的添加剂;
-检查所有添加剂的配伍性; -添加剂对温度和pH的敏感性,按设计的配比 加入。
3.压裂液添加剂- 稠化剂
水溶性聚合物作为稠化剂(增稠剂)是水基压裂 液的基本添加剂。 植物胶(如胍尔胶、香豆胶、田菁胶、皂仁胶、 槐豆胶、魔芋胶和海藻胶)及其衍生物 纤维素的衍生物(如羧甲基纤维素、羟乙基纤 维素等); 合成聚合物(如聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯 酰胺、羧甲基聚丙烯酰胺等),以及生物聚合物 (黄胞胶)。
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。
低渗油气藏压裂液应用介绍
目录
一、压裂液介绍 二、压裂液概述 三、压裂液添加剂 四、压裂液性能测试 五、压裂液的现场质量控制
一、压裂液介绍
1.压裂液(fracturing Fluid)定义
-压裂施工中用到的工作液。
-压裂液是由多种添加剂按一定配比形成 的非 均质不稳定化学体系。 -按泵注顺序和所起的作用不同,压裂液分为 预前置液、前置液、携砂液和顶替液。
自动破胶三大特性。
3.压裂液添加剂-破胶剂

使压裂液交联冻胶发生化学降解,由大分子变成小分 子,有利于压后返排,减少储层伤害。 水基交联冻胶压裂掖常用的破胶剂有酶、氧化剂(常 用过硫酸盐)和酸。 生物酶和催化氧化剂适应于21-54℃; 一般氧化剂适应于54-93℃。 低温破胶活化剂,针对过硫酸铵分解温度较高而开发
五、压裂液的现场质量控制
2.压裂液现场可能存在的问题分析 (1)压裂液不交联或交联差。交联剂里的活性成分存在 沉析现象,可通过搅拌循环得到合格的交联剂。
(2)现场压裂罐未清洗干净。从罐底取出砾石、胶凝球, 凝胶残渣等,要求运水工在压裂罐未清洗干净前不要往 里面加水。 (3)基液粘度比正常值高8mPa.s以上,水量缺失或稠化 剂加入不均衡。 (4)压裂液顶部和底部基液粘度的变化达到20%或更高。 在配液的过程中循环不够,进行循环,使上下基液粘度 的差别减小到10%以下。
胀的双电层,并且钾离子大小恰能进入粘土的硅氧四 面体的六角空间,防止粘土膨胀、分散和运移。

阳离子聚合物,带正电的表面活性剂被带负电的粘土 吸附,造成电荷中和并降低粘土的离子交换能力,使
粘土不再因吸附水合阳离子而发生膨胀。
3.压裂液添加剂-杀菌剂

所有的水含有细菌;
水基液必须加有杀菌剂;
1.压裂液现场质量-控制内容 (1)空压裂罐到位时,应进行检查,确认清洁度。 如果罐中存在锈、油、土和作业残留物等时,应在装 水前清洗干净。 (2)从到位罐内取水样,进行配液前的水分析。 保证用水来此地表水,而非地面水。水质检查包括测 试pH值和目测(是否有油膜、悬浮颗粒或浮动碎屑等明 显的污染物)。 (3)配液前对罐进行计量,确保各罐中按比例加入添加剂; 配液中形成的“鱼眼”和非水化聚合物块,主要原因 是向配液漏斗中加入稠化剂与水流冲刺的速度不相匹配。


3.压裂液添加剂-交联剂

延迟交联有利于交联剂的分散,产生更高的粘度并改善压 裂液的温度稳定性。同时,延迟交联使管路中流动的大部 分是线性胶,而能形成低的泵送摩阻。

行业标准SY/T6216-1996规定交联剂检测8项指标,关键
是交联时间、耐温能力和破胶能力。

有机硼交联压裂液具有可控制的延迟交联作用、耐高温和

摩阻
-控制施工压力
-影响注入排量

pH值 -控制交联反应时间 -影响液体性能
1.粘度测试
牛顿流体 p 牛顿流体常数 = Q
p 或剪切应力
Q 或剪速率 ()
Q p
Q
1.粘度测试
马达

转筒
转子
测试液体 六速粘度计测试粘度示意图
1.粘度测试-表观粘度的测量

用现场配液用水和所用添加剂混合配制的压裂液
一、压裂液介绍
2.压裂液应用必备的条件
-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。
二、压裂液概述
1.压裂液按化学性状分类(分散介质) -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)

在现场应用六速粘度计实时测试,在低速100转
/min下,测试的读速乘3为表观粘度。

测试交联冻胶交联时间和破胶时间。 在恒温、时间、剪切速度的条件下测试液体

2.压裂液滤失效率
低效压裂液
短缝
高滤失
高效压裂液
长缝
低滤失
3.压裂液的粘温曲线
900 800 700 600 90 80 70 60
 ¶ Î È
相关文档
最新文档