压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应用
醇基压裂液的研究与应用
醇基压裂液的研究与应用醇基压裂液是一种新型的压裂液体系，以醇类化合物为基础，加入水和助剂等成分，用于石油天然气开采中的压裂作业。
它具有许多优点，如环保性高、裂缝面积大、裂缝形态好、破裂强度高、破裂面积不易堵塞等。
目前，醇基压裂液已经被广泛应用于国内外的石油天然气勘探和开采工作中。
一、醇基压裂液的组成醇基压裂液是由若干种化学成分组成的混合物。
其中，主要成分是醇类化合物，如丙二醇、乙二醇、甲醇等。
此外，还需要加入水、助剂和添加剂等成分，以达到理想的压裂效果。
其中，助剂的作用是增加液体的黏度和密度，以便于液体在地下的传输和压裂作业。
添加剂的作用是调节液体的性质和化学反应，以达到最优的压裂效果。
二、醇基压裂液的优点1.环保性高。
相比传统的压裂液体系，醇基压裂液的环保性更好。
由于其主要成分是醇类化合物，因此不会对地下水源和环境造成污染。
2.裂缝面积大。
使用醇基压裂液进行压裂作业能够得到更大的裂缝面积，从而提高了油气的开采率。
3.裂缝形态好。
醇基压裂液的性质使得裂缝形态更加规则，从而减少了漏失量和损失率。
4.破裂强度高。
醇基压裂液的黏度和密度较高，能够在地下形成较强的压力，从而使得破裂强度更高。
5.破裂面积不易堵塞。
由于醇基压裂液的性质，破裂面积不易被堵塞，从而保证了油气在地下的自由流动。
三、醇基压裂液的应用1.石油天然气勘探和开采。
醇基压裂液已经成为了石油天然气勘探和开采的重要工具之一。
它能够帮助工程师们更好地开采地下的油气资源，为国家经济发展做出贡献。
2.环保工程。
醇基压裂液的环保性能使得它成为了环保工程中的重要组成部分。
它能够有效地减少污染物的排放，保护地下水源和生态环境。
3.地质勘探。
醇基压裂液的使用也在地质勘探中得到了广泛的应用。
它能够帮助工程师们更好地了解地下的地质情况，为后续的勘探工作提供帮助。
四、总结醇基压裂液是一种具有许多优点的新型压裂液体系。
它的环保性高、裂缝面积大、裂缝形态好、破裂强度高、破裂面积不易堵塞等特点，使得它已经被广泛应用于石油天然气勘探和开采、环保工程以及地质勘探等领域。
压裂液在不同阶段的作用
压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。
1. 前置液：
前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。
在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用。
2. 携砂液：
携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用。
3. 顶替液：
顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。
4．支撑剂：
支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质。
5．破坏剂：
破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。
破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。
破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度。
6．减阻剂：
减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量损失来减少压裂液的流动摩阻。
7．降滤失剂：
用于减少压裂液从裂缝中向地层滤失，从而减少压裂液对地层的污染并使压裂时压力迅速提高。
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。
压裂施工中压裂液分哪几部分使用？各有什么作用？
压裂施工中压裂液分哪几部分使用？各有什么作用？
在压裂过程中压裂液分前置液、携砂液、顶替液三部分：
①前置液：通常是清水加盐酸或稠化剂的溶液。
前置液一般是在加砂以前使用的液量，包括压裂施工中试挤和压裂这两道工序所用的全部液量。
前置液的任务在于建立井底压力，逐渐达到地层的破裂压力，将地层压开裂缝，同时也具有清洗的作用。
②携沙液主要是以稠化剂，交联剂为主，通过混合后发生交联现象，使其粘度加大，从而达到携砂目的。
携砂液顾名思义是指输送支撑剂到油层裂缝中所需要的液体总量。
③顶替液主要是以稠化剂的溶液为主，其作用是将管道内残留的砂子打入地层及防止出现管道砂堵的现象。
顶替液是在施工的最后阶段用以顶替携砂液进入油层裂缝所用的液体总量。
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压裂液添加剂在现场压裂中的作用及应用西安长庆化工集团主讲人：李强二零零九年十二月．目简单介绍压裂的背阐述现场常用的几种压裂以水基冻胶压裂液为模板介绍1种常用添加剂介绍了现场压裂液的配介绍了几类新的液体体系长庆油田化工集团一、前言介绍开采低渗层离不开压裂。
压裂是指对目的层泵注前置液以形成裂缝并延伸，而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液继续延伸裂缝，并携带支撑剂深入裂缝内，然后使压裂液破胶降解为低粘度流体流向井底，留下一条高导流能力通道，以利油气由地层远处流向井底。
长庆油田化工集团．:压裂的目的改善油,①解除钻井完井过程在井眼附近形成的损害;井产能;②在低渗透油藏内形成深穿透的高导流能力的裂缝;③提高废液处理井和注水井的吸收能力④二次采油及三次采油如注水、火烧、气驱以提高井的吸收能力及驱替中的扫油效率。
长庆油田化工集团．二、压裂液现状压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。
压裂液的选择、施工设计及整套操作步骤都有助于确定油气井水力压裂后的产量。
从历史上来看, 压裂液研制主要侧重两个方面,即提供充足的支撑剂运移, 减少砂粒充填的伤害。
长庆油田化工集团．2.1压裂液的主要功能主要功能：造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。
成功的压裂作业还要求液体具备其他的特殊性能，除在裂缝中具有要求的粘度外，还要能够破胶，作业后能够迅速返排，能够很好地控制液体的滤失，泵送期间摩阻较低，同时还要经济可行。
长庆油田化工集团．2.2压裂液的主要分类水基压裂60~65%泡沫压裂液25~30%酸基压裂液≤10%最初的压裂液为油基液；标题文字乳化液压裂液≤5%20世纪50年代末，用瓜尔胶增稠的水基液普及。
1969年，油基压裂液标题文字油基压裂液%≤5首次使用了交联瓜尔胶液。
目前水力压裂液有水基、油基、标题文字醇基压裂液≤5%泡沫、乳化、液态CO等。
2长庆油田化工集团．各压裂液的使用现状2.3压裂液类型优点缺点适用范围除强水敏性储廉价、安全、可操作性深度高，残渣、伤水基压裂液层外均可用强、综合性能好害成本高，安全性差，配伍性好、密度低、易强水敏，低压油基压裂液耐温较低储层返排伤害小残渣少、滤失低、伤害摩阻较高，油水比水敏，低压储乳化压裂液层、低中温井较小较难控制低压、水敏地施工压力高，需特密度低、易返排，伤害泡沫压裂液层小、携砂性好殊设备不会引入任何流体，对施工设备特殊，成干气气藏，低压裂液液态C本远高于其它体系，地层无伤害，有利于压2压油藏施工规模较小后投产长庆油田化工集团．各类压裂液应用的变化曲线200019501960199019801970长庆油田化工集团．三、水基压裂液水基压裂液是以水做溶剂或分散介质，与各种添加剂配制而成的工作液体，因使用条件和性能要求的区别，添加剂的加入种类和浓度是可变化的。
压裂液添加剂的作用及现场应用(长庆化工)综述
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(4)细菌的腐败性： 瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的天然聚糖，因此与淀粉一样易受到细菌的 侵蚀，被破坏掉原分子链，变为小分子。 室内试验表明：含有10%以下水分的瓜尔胶系列在存放过程中，未见腐败 变质的情况，只有含有高比例水份的瓜尔胶粉及其溶液腐败变质。 瓜尔胶溶液腐败变质后可闻到明显的瓜尔胶特有的腐臭味，溶液的pH值略 有降低，经细菌分解的瓜尔胶成片状漂浮在液体表面或吸附杂质沉降在罐 底。 现场和室内均表明，瓜尔胶溶液的腐败速度是温度、pH值和细菌含量的函 数，气温超高，pH值越低（pH值低于7.5以下）、细菌含量超高，其腐败 速度越快，甚至现场出现边配液边快速腐败的现象，加入的稠化剂立即被 腐败破坏掉，瓜尔胶基液没有一点增稠效果。三个影响因素中，温度是决 定性因素，只有在适宜的温度下，低pH值促进了细菌对瓜尔胶的腐败。因 此瓜尔胶压裂液在配方中应调整其pH值在8.5以上。
淡黄色粉末 ≥99 ≥92 6.5～7.5 ≤10 ≤8 96
淡黄色粉末 ≥99 ≥90 6.5～7.5 ≤8 ≤3 96
交联好，能用玻璃摔挑挂 粘度高， 抗温抗 剪切性优于瓜 尔胶，不易腐 败，残渣低，对 地层伤害小， 适 合于低渗透率 地层的压裂。 目 前应用最广泛。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 水不溶物极小， 基本无残渣， 特 别适合于特低 渗透率地层的 压裂。 是目前瓜 尔胶的一种新 型改性产品。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 起粘速度快， 3min 内可达到 最 终 粘 度 的 90% ，特别适合 于边配边注压 裂施工。
清洁压裂液的原理
清洁压裂液的原理
清洁压裂液是在页岩气开采过程中使用的一种压裂液，其主要作用是清除井口、井眼和碎屑堵塞。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 物理清除：清洁压裂液通过高压注入井口，产生巨大的压力作用力，从而清除井眼和井口的固体颗粒、杂质和堵塞物。
2. 化学清除：清洁压裂液中添加了一些化学添加剂，可以与井眼表面的油层沉积物和污垢发生化学反应，并改变其表面性质，使其易于清除。
3. 渗透清除：清洁压裂液的流动性较好，能够通过井眼壁并渗透到沉积物、污垢和碎屑堆积层中，从而将其溶解、侵蚀并清除。
4. 悬浮清除：清洁压裂液中添加了一些悬浮剂，可以将固体颗粒和杂质悬浮在液体中，防止其重新沉积在井眼和井口。
总而言之，清洁压裂液通过物理、化学以及流动性和悬浮性的作用，可以清除井眼和井口的固体颗粒、沉积物和堵塞物，从而提高页岩气开采的效率。
压裂用稠化剂
压裂用稠化剂
压裂用稠化剂是一种用于油气井增产作业的重要化学添加剂，其主要作用是增加压裂液的黏度和稠度，提高压裂效果。
稠化剂通常由聚合物、交联剂、稳定剂等多种化学物质组成，通过化学反应形成网状结构，使液体变得粘稠。
在压裂过程中，稠化剂能够有效地控制压裂液的流动速度和压力，防止井壁坍塌和地层污染等问题的发生。
同时，稠化剂还能够改善压裂液的滤失性能和储层保护能力，提高油气井的产量和采收率。
目前市场上常见的稠化剂包括聚丙烯酰胺类、多糖类、纤维素类等。
这些稠化剂具有不同的特性和应用范围，可以根据具体的地质条件和作业需求进行选择和调配。
在使用稠化剂时需要注意其浓度、pH值、温度等因素的控制，以确保其稳定性和安全性。
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3.4.3破胶剂
把高粘度压裂液留在裂缝中将降低支撑剂充填层 对油和气的渗透性，从而影响了压裂作业的效果。因 此压裂施工结束后，为了让施工液体能尽快的从井下
裂缝中通过井筒排出地面，必须使用破胶剂。
100
temperature(du)
80 60 40 20 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54
800 600 400 200 0
V-t T-t
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0.55%CJ2-6 交比100:0.6 1400 1200
Viscosity(cp)
1000 800 600 400 200 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54 60
井的吸收能力及驱替中的扫油效率。
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二、压裂液现状
压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。
压裂液的选择、施工设计及整套操作步骤都有助于
确定油气井水力压裂后的产量。
从历史上来看, 压裂液研制主要侧重两个方面,
即提供充足的支撑剂运移, 减少砂粒充填的伤害。
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2.1压裂液的主要功能
变成线型和网状体型结构混存的高分子水冻胶，其中 应添加必要的添加剂。水基冻胶压裂液是交联了的稠 化水压裂液。
特点：粘度高，造缝性能好，携砂性能强，粘度的可调和可控性好。
滤失系数低，液体效率高，高速流动时摩阻低于清水。
适用性：普遍适用于油气井增产、水井增注的作业。特别可以完成 高砂比、大砂量、宽造缝、深穿透的高难度压裂。
将变为残渣，容易在填砂裂缝中沉淀，造成二次伤
害，使填砂裂缝的导流能力降低。
因此，选取水化性能好，稠化能力强，水不溶
物含量低且易于与多种交联剂交联成冻胶的稠化剂
是保证压裂液理想性能和压裂效果的先决条件。
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3.4.2交联剂
交联剂是一种能与稠化剂线性大分子链形成新的
化学键，使其联结成网状体型结构分子团的化学剂。
它可使稠化剂水溶液的粘度由30～100mPa•s
（170s-1），上升到上千毫帕秒，达到携带支撑剂的
目的，所以交联剂是压裂液中最重要的添加剂之一。
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3.4.2.1交联剂的主要作用
交联剂是决定压裂液粘度性质的主要因素之一。
交联剂与稠化剂发生交联反应，使体系进一步增稠
形成冻胶，成为典型的粘弹流体，粘弹性能的好坏
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稠化能力： 稠化剂的稠化能力越强，达到同一粘度要求的 稠化剂用量就越小，破胶的负荷减小，也就最大限 度地较少了由稠化剂本身产生残渣对储层及填砂裂 缝渗透率的影响。
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热稳定性与剪切稳定性： 两者是衡量稠化剂分子在井底温度和高速搅拌及 泵送的机械剪切作用下是否容易产生分子链断裂降解 减粘的性质。
酸基压裂液
标题文字
乳化液压裂液 ≤5%
标题文字 油基压裂液 油基压裂液 ≤5%
醇基压裂液 ≤5%
标题文字
最初的压裂液为油基液； 20世纪50年代末，用瓜尔胶 增稠的水基液普及。1969年， 首次使用了交联瓜尔胶液。 目前水力压裂液有水基、油基、 泡沫、乳化、液态CO2等。
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2.3各压裂液的使用现状
交联剂对体系的成胶速度、热稳定性和剪切稳
定性以及对地层及填砂裂缝的渗透率都有较大的影
响。
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成胶速度（交联延时性）：
压裂液体系的成胶速度和压裂液冻胶粘度的大小，
影响在地层温度下支撑剂的携带、分布和造缝效果。
成胶速度快，如硼砂能与植物胶类产生瞬时交联形
成冻胶，压裂液的起始粘度高，泵送摩阻大，粘度损失
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3.4.1.1稠化剂的主要作用
稠化剂的主要作用是增粘，次要作用是降低滤失
和减少压裂液摩阻等作用。
它的水溶液通过与交联剂的交联作用，形成高分
子网架结构的高粘弹冻胶，使其达到悬浮支撑剂和
高裂缝粘度的要求。
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3.4.1.2稠化剂的分类
植物胶类
1、胍胶类 ①瓜尔胶 ②羟丙基瓜尔胶 ③羧甲基羟丙基瓜 尔胶 2、田菁胶 3、香豆子胶 4、魔芋胶
，并携带支撑剂深入裂缝内，然后使压裂液破胶降解
为低粘度流体流向井底，留下一条高导流能力通道，
以利油气由地层远处流向井底。
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压裂的目的:
①解除钻井完井过程在井眼附近形成的损害,改善油
井产能;
②在低渗透油藏内形成深穿透的高导流能力的裂缝;
③提高废液处理井和注水井的吸收能力;
④二次采油及三次采油如注水、火烧、气驱以提高
6、压裂液现场应用应简单易行，经济有效。
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3.3水基压裂液的分类
3.3.1活性水压裂液
活性水压裂液是表面活性剂的稀的水溶液。
特点：配制简单、成本低廉、粘度低、摩阻小、携砂性能差。 适用性：用于浅井低砂量、低砂比的小型解堵压裂和煤层气压裂。
3.3.2稠化水压裂液
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，稠化 水压裂液是增稠了的活性水压裂液。
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3.4水基压裂液的主要添加剂
粘土 起泡剂 助排剂 杀菌剂 破乳剂 稳定剂 消泡剂
助剂
交联剂
稠 化 剂
降滤失剂 低温 pH 温度 破胶 调节剂 稳定剂 激活剂
破胶剂
主 剂
辅剂
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3.4.1稠化剂
水需要稠化以便输送支撑剂、降滤失剂、增大
裂缝宽度。
增稠剂是水基冻胶压裂液的主剂，用以提高水 溶液的粘度，以便输送支撑剂、降低滤失、增大裂 缝宽度，是使液体具备压裂液功能的主要材料。
力和氧化降解这几种途径实现破胶。常用的方法是利
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3.4.3.1破胶剂的主要作用
破胶剂的作用是压裂造缝和填砂裂缝形成后，在地 层压力温度的条件下，使联结成网状结构的高分子团 的化学键断裂，降解成较小的分子团，从而降低粘度， 使高粘压裂液迅速彻底破胶降粘水化，以便破胶水化 残液尽快返排。
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3.4.3.2破胶剂的分类
不同的压裂液体系可采用不同的破胶方法，主要 有通过改变压裂液体系的pH值破坏交联环境，高温热
压裂液添加剂在现场 压裂中的作用及应用
目录
简单介绍压裂的背景 阐述现场常用的几种压裂液
以水基冻胶压裂液为模板， 介绍了10种常用添加剂。
介绍了现场压裂液的配制 介绍了几类新的液体体系
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一、前言介绍
开采低渗层离不开压裂。
压裂是指对目的层泵注前臵液以形成裂缝并延伸，
而后泵注混有支撑剂的携砂液，携砂液继续延伸裂缝
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Temperature(du)
V-t T-t
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渗透率：
采用同一稠化剂而交联剂不同的压裂液体系，对
地层及填砂裂缝渗透率的伤害是不同的。经研究发现，
有机钛、锆等金属螯合物交联压裂液对支撑裂缝导流
能力有严重的伤害，清洁返排能力远低于硼交联压裂
2、彻底破胶及低残渣。
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3、与储层岩石和流体相配伍。 4、低滤失。
配伍性是压裂液关键的特 性，防止压裂液滤液引起储 层粘土矿物水化、分散、运 移和与储层流体形成沉淀， 堵塞油气层孔道。
控制滤失量是确保超深井压裂施工成功、 减少储层损害和降低压裂液成本的重要内容。
5、低摩阻性能。
低摩阻可以提高造缝能力和 降低地面泵压及设备损耗。
主要功能：造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此
液体的粘性至关重要。
成功的压裂作业还要求液体具备其他的特殊性
能，除在裂缝中具有要求的粘度外，还要能够破胶
，作业后能够迅速返排，能够很好地控制液体的滤
失，泵送期间摩阻较低，同时还要经济可行。
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2.2压裂液的主要分类
水基压裂液 泡沫压裂液
25~30% ≤10% 60~65%
直接影响压裂液的造缝能力，与形成的裂缝长度密
切相关。
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3.4.2.2交联剂的分类
盐两 类性 金 属 硼酸钠、硼砂
重铬酸钾 四氯化钛 有机钛：如三乙醇胺异丙基钛酸酯、乳酸铵钛等 有机锆：如乙酰丙铜锆酸酯
类交 联 剂 的 剂有 机 分 交
联 有机硼
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3.4.2.3评价指标
压裂液类型 优点 廉价、安全、可操作性 强、综合性能好 配伍性好、密度低、易 返排伤害小 残渣少、滤失低、伤害 较小 密度低、易返排，伤害 小、携砂性好 缺点 深度高，残渣、伤 害高 适用范围 除强水敏性储 层外均可用
水基压裂液 油基压裂液
成本高，安全性差， 强水敏，低压 耐温较低 储层 摩阻较高，油水比 较难控制 施工压力高，需特 殊设备 水敏，低压储 层、低中温井 低压、水敏地 层
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三、水基压裂液
水基压裂液是以水做溶剂或分散介质，与各种添 加剂配制而成的工作液体，因使用条件和性能要求的
区别，添加剂的加入种类和浓度是可变化的。
特点：与活性水压裂液相比，稠化水压裂液粘度高，携砂性能稍强，降滤 失性能略好，高速流动时有一定的减阻效果。 适用性：用于低温(60℃)、浅井(＜1000m)和低砂比(＜15%)的小型压裂。
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3.3.3水冻胶压裂液