关于新型压裂液进展的研究与分析
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。
压裂液技术现状与发展趋势
液粘度大幅度增加并具有了一定的弹性，粘弹性表面活性剂压裂液由
此得名。国外的商品名是 ClearFRAC(Schlumberger ) ，国内将其译 为清洁压裂液。
May 23, 2013
二、压裂液常用体系及发展方向
（5）清洁压裂液-粘弹性表面活性剂
▲加入表面活性剂，在水中形成棒状胶束结构
McBain小胶团（C≺CMC）
May 23, 2013
二、压裂液常用体系及发展方向
压裂液按化学性状分类
-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）
-泡沫--氮气、二氧化碳、双元2008-5-27 -醇基--甲醇
-表活剂—清洁压裂液
其它：气体、酸性、低分子、自生热压裂液等
May 23, 2013
一、压裂液综述
不同压裂液对支撑裂缝导流能力保持率对比
压裂液类型
生物聚合物 清洁压裂液 泡沫压裂液 聚合物乳化液 油基压裂液（凝胶） 线性胶（不交联） 交联水基冻胶
导流能力保持率（%）
95
2008-5-27
92～94 80～90 65～85 45～70 45～55 10～50
May 23, 2013
二、压裂液常用体系及发展方向
发展方向：低残渣、低伤害、低成本、配置简单、可操作性强
美国不同压裂液类型发展趋势对比
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 50 60 70 年代 80 90 100
2008-5-27 油基压裂液 水基压裂液 泡沫压裂液 清洁压裂液
压裂液的基本功能之一是将支撑剂由井筒经孔眼携带到裂缝前沿 指定位置，因此压裂液的悬浮和携带(压裂砂的)能力是其基本要 求，这就要求它必须具有必要的”有效粘度”。
新型复合压裂液体系研究进展
乙基 纤维 素不 同 ， 由粘 弹性 表 面 活 性剂 和其 他 它 添加 剂构 成 ， 常 称 为 粘 弹性 表 面 活性 剂 （ Ｅ ） 通 Ｖ Ｓ 压裂 液体 系或清 洁压裂 液。其 主要 优点 为 ： （） １施工 现场混 配简单 ， 不需 聚合 物预水 化工 序 ， 不需 交联剂 和破胶 剂 。 也 （） ２ 相对 聚合 物体系 而言 ， 地层 伤害小 或无 对
（） ４ 相对 聚合物体 系 ， Ｅ 压 裂液 体 系因其 较 ＶＳ
高的滤失 速率 而使其 应 用范 围局限在低 渗透储 层
（ ０ｍ／ ２ 。 ＜１ ／ ） ｍ
汽油 中添加足 以压 开和延 伸裂 缝 的 粘性 流 体 ； 后 来， 开始 采用胍 胶及其 衍生 物基 工作液 ， 随着 井深 增 加和井 温升 高 ， 压裂 液 粘 度 的要 求 也 比以前 对 使 用 的线性凝 胶所能 提供 的粘度要 高 。为 了在高 温储层 中 达 到足 够 的粘 度 和提 高 其 高 温 稳 定 性 能 ， 用 硼 、 、 等无 机 和有 机 金属 离 子 交联 线 采 锆 钛 性凝 胶 。９ ０年代 ， 人们 通过 使 用 高效 化 学破 胶 剂 和 降低 聚合物 浓度减少 胍胶对 地层 的伤 害 。 压裂 液体 系的又一 次革命 是无 聚合 物水基 压
（ ） 学 剂成 本 比传 统 的 聚合 物 基 压 裂 液体 １化
维普资讯
精 细
１ ８
石
油
化
工
进
展
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新型延迟自生热增压泡沫压裂液研究
剂 的使用 量 。另外 ， 通过 室 内实验优 选 出了 １ 酸 种
性催化剂 Ｃ 该催化剂不会对设备造成腐蚀损害 ， ，
现 场 配置工作 液 时可 以不添加 缓蚀 剂 ， 一定 比例 按
这类 低压 和水 敏性较 强地 层 中应用 时 ， 在 的问题 存 主要 表现 在 以 下 ３个 方 面¨ Ｊ难 动 用 储 量 品位 ：
摘要 ： 随着川西地 区中浅层 气藏 采 出程度加深 ， 地层能量逐渐降低 ， 裂液返排率下 降， 压 常规 压
裂技术 已不 能适应开发 需要 。为解决该 问题 ， 制 了具 有低 腐蚀低 伤害性 能、 沫携砂性好 、 研 泡
低 滤失、 返排 速度 快的新型延迟 自生热增 压泡沫压 裂液 ， 并进 行 了现 场应 用。实验 结果表 明， 该压 裂液体 系压后返排速度快 ， 见气早 ， 工工艺成功 率为 １０ 。该研 究在一定程度 上增加 施 ０％
１ 新 型延迟 自生热泡沫 压裂液 的研 究
前期 研 究 出 的延 迟 自生 热 增 压类 泡 沫 压裂 液 体系 ， 化 剂 浓 度 较 高 ， ０ ５ ％ ， 地 层 伤 稠 为 ．０ 对
于维持压裂液高黏阶段 ， 延长泡沫稳定时间。
２ 新型压裂液性能评价
２ １ 膨 胀性 能 ．
害较大。另外 ， 其添加剂对设备 、 液罐 、 地面管线和 井内管柱存在腐蚀问题。为克服不足之处 ， 对泡沫 压裂液整体性能进行优化。首先 ， 将原有稠化剂加 量百分 比由 ０５ ％降到 ０４ ％ ， ．０ ．３ 有效降低 了稠化
新 型延 迟 自生 热增 压 泡 沫压 裂 液 通过 生 热反
应， 产生大量的微泡沫， 体积急剧膨胀 ， 可起到升压
作用 。分别 在 室温 ４ ５ ｃ 条件 下 ， 价新 型 自生 ０、０（ ＝ 评
压裂液技术现状与发展趋势
压裂液技术现状与发展趋势压裂液技术，即水力压裂技术，是一种应用于页岩气、煤层气等非常规气源开采中的关键技术。
它通过将大量高压水泵送至深部岩石中，产生强大的压力，使岩石发生裂缝，从而提高气体流通性，促进气体的释放与采集。
本文将从技术现状与发展趋势两个方面对压裂液技术进行探讨。
一、技术现状1.压裂液配方：目前，常用的压裂液配方主要包括水、粘土矿物、添加剂和控制剂等。
水是压裂液的主体，占总体积的70%以上，常用的水源是地表水和淡水。
粘土矿物主要用于维持压裂液的黏度和稳定性。
添加剂如增稠剂、降解剂等用于改善液体流动性能，控制剂则主要用于调节压裂液的性能与效果。
2.压裂液泵送技术：压裂液泵送技术是实现压裂液高效输送的关键。
目前常用的泵送技术包括高压泵、齿轮泵、隔膜泵和柱塞泵等。
高压泵是最常用的泵送设备，其具有泵送流量大、压力高、结构简单等优点，但能耗较大。
隔膜泵则是一种节能型泵送设备，其通过隔膜的周期性振动，实现压裂液的泵送。
3.施工技术与工具：压裂液的施工技术包括固井施工、射孔施工、水力压裂施工等。
常用的施工工具包括固井管、射孔弹、水力压裂装置等。
施工工具的研发与改良对提高压裂液的施工效果和采气效率具有重要意义。
二、发展趋势1.绿色环保化：近年来，压裂液技术在环保方面存在一些问题，如废水排放、地下水污染等。
未来的发展趋势将更加关注绿色环保，研发低污染、高效、可回收利用的压裂液技术。
2.高效低耗能：随着油气资源的逐渐枯竭，对压裂液技术的要求也越来越高。
未来的发展趋势将注重提高压裂液技术的效率和降低能源消耗，通过改进泵送技术、配方优化等手段实现高效低耗能。
3.智能化与自动化：随着科技的不断发展，压裂液技术也将朝着智能化、自动化方向发展。
智能化技术可以实现对压裂液的自动控制和监测，提高施工效率和精确度。
4.全球化合作：压裂液技术在世界范围内得到广泛应用，特别是美国页岩气革命的推动下，国际合作和经验交流日益重要。
新型压裂技术的研究和应用
新型压裂技术的研究和应用第一章介绍近年来，随着全球需求的增加，石油天然气行业的需求也在增加。
为了满足这一需求，需要采取一些新技术。
其中最受关注的新技术之一是新型压裂技术。
本文将探讨新型压裂技术的研究和应用。
第二章压裂技术压裂技术也被称为水力压裂技术。
它是一种通过将液体注入到地下岩石中来刺激地下岩石中的天然气或石油流动的技术。
通常使用水和一些化学药品混合物作为液体。
这些药品旨在减少液体黏性并保持岩石孔隙中的水能够流动。
第三章压裂技术的发展压裂技术最初在1947年被发明。
在这个时间点之前，只有传统的岩石破坏技术和油井摇杆技术可用于开采油气资源。
然而，压裂技术很快被证明是一种更有效的技术，可以更容易地开采地下的油气资源。
随着时间的推移，压裂技术也在不断改进。
新的压裂技术在液体注入、混合物、泵的尺寸和压力方面有所不同。
这些新技术使压裂更有效，也更环保和更安全。
尽管传统压裂技术在近些年来广泛应用，并得到了改进，但是仍然存在一些问题。
下面是一些主要问题：（1）使用的化学药品可以导致对环境的污染（2）高压泵可能导致地震的发生（3）在压裂过程中建造新的水井会增加地下水污染的风险第五章新型压裂技术为了解决传统压裂技术的问题，一些新型压裂技术已被开发出来。
下面介绍一些新型压裂技术：（1）超临界流体压裂技术超临界流体压裂技术是一种新型的压裂技术。
它使用超临界流体代替传统的水和化学药品混合物。
这种技术不会对环境造成污染，并且可以减少压裂需要的水量。
此外，超临界流体压裂技术也更安全，不会导致地震的发生。
（2）微尺度裂缝压裂技术微尺度裂缝压裂技术是一种基于纳米技术的新型压裂技术。
它使用微米级别的裂纹来刺激地下岩石中的油气流动。
使用这种技术不会对环境造成负面影响，并且建造新的水井的需求也大大减少。
新型压裂技术已经在全球范围内得到了广泛应用。
下面介绍一些应用案例：（1）美国德州的巴尔布特气田巴尔布特气田位于德州北部。
在过去几年中，废水处理工厂开始使用超临界流体压裂技术来管理他们的固体废物。
新型低分子压裂液流变性研究
Ｒ ３０ Ｓ０ 流变仪对低分子压裂液粘弹性进行测定 ， 结 果见表 ２ 。可以看出， 温度升高 ， 、 Ｇ 减小 ； Ｇ Ｇ和 当温度 ３ ℃时， 体系主要表现 为弹性 ； ０ Ｇ ＞Ｇ ， 当
流变性研究
１实验 方法 ．
成本的作用， 有利于提高低渗透油田有效开发利用。 本文研究和开发低分子稠化剂 ， 就是在胍胶改
影响压裂液 的流变性主要 因素包括温度 、 剪切 速率、 稠化剂浓度等。实验 中将低分子稠化剂及配
【 作者简介］ 刘静 ， 工程师 ，９７ 出生 ，０４ １７ 年 ２０ 年毕业 于西安石油大学石油工程专业 ， 从事压裂 液的研究与现场应用工作。
性的加工工艺过程中， 重新设计 了稠化剂 的制造工 艺， 引入亲水基团， 将植物胶 中的水不溶物变成 了水 溶成份。形成的新型稠化剂分子量低 ， 分子链短。 研究和开发的低分子稠化剂 Ｃ ．， Ｑ２ 分子量只有常规 胍胶分子量（ ２×１ ０ 左右） １ ～１ 。低分子压 的 ／ ４ ／ ６ 裂液体系采用特殊的硼交联剂体系， 这种交联剂体
摘要
针对低 渗 、 特低 渗油 田 ， 开发 出一种 不 需破胶 剂 、 残 渣、 伤 害、 低 低 可循 环 再利 用 的 新型
低分子压裂液。分析 了压裂过程 中压裂液的典型流变过程和工程要求 ， 以及低分子稠化剂在此过 程 中的流变过程 ， 研究了低分子压裂液剪切性能、 同稠化剂下的流变参数及不同温度下低分子压 不 裂液粘弹性。该压裂液在低渗油 田得到 了成功应用 ， 获得较高的液体返排率和增产效果。 关键词 低分子压裂液 流变参数 粘弹性 流变性
２０ ０ ８年 ｌ ０月
油
气
井
测 试
第１ ７卷
第５ 期
压裂液体系发展和高温压裂液体系
主要内容
一、压裂液新进展
（一）概述 （二）清洁压裂液 (三) 低分子瓜胶压裂液
二、高温压裂液研究
三、压裂液的伤害和对策
(一) 概述油 基 香源自胶魔 芋 原粉 羟丙基 CMHPG 小分子
瓜胶占90%以上 1、发展 历程
合成聚合物 植物胶 乳化压裂液 泡 沫 表面活性剂
粘度(mPa.s)
7.78 12.0 27.0 36.0
低分子瓜胶压裂液和常规压裂液相比，粘度低。
（三）低分子瓜胶压裂液
3、粘温曲线
300
粘 度 （ mPa.s)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 时 间 （ min) 50 60 70
V-t T-t
—— 逐渐加大破胶剂浓度，有利于破胶返排
使用加重压裂液（可达1.7g/cm3)
提高压裂液的耐温性能
影响压裂液稳定性的因素分析
高温环境中，影响压裂液冻胶网状结构稳 定性的两个主要因素:
聚合物主链的稳定性 交联官能团的稳定性
高温压裂液的研究方向
以瓜胶为基础，对瓜胶改性 研发高温交联剂
优化温度稳定剂
2002年G.COX等人提出：使用低 分子压裂液提高单井产量
2003年R.Hanes等人：研究可回 收再利用的低分子瓜尔胶压裂液
2004年长庆油田和廊坊分院开始 研究
（三）低分子瓜胶压裂液
2、基液性能
压裂液类型
LMF新型压裂液 常规胍胶压裂液
温度30℃ 剪切速率170 S-1
浓度%
0.30 0.35 0.30 0.35
4、压裂液的发展方向
可操作性强、高效、低伤害、低成本 大型压 裂使用： 浓缩压 裂液
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关于新型压裂液进展的研究与分析
【摘要】压裂液是压裂技术的重要组成部分，是决定压裂成败的关键，随着时代的发展，压裂液体系也经历了聚合物压裂液，聚合物交联压裂液，泡沫压裂液和粘弹性表面活性剂压裂液四个发展阶段的变革.而高效，低伤害，低成本，是压裂液技术发展的方向，也是当下研究压裂液的首要问题，本文结合目前国内外对当下压裂液体系的发展情况以及现在压裂液存在的问题。
针对这些问题出现了一种新型压裂液体系粘弹性表面活性剂（VES）基压裂液（又称清洁压裂液），通过对国外清洁压裂液和聚合物压裂液体系的性能对比研究发现；清洁的压裂液具备高效能，低伤害，低成本的优势，迎合了压裂液未来发展的潮流，也是未来新型压裂液发展的方向。
【关键词】压裂液压裂液的发展与现状清洁压裂液性能方向
1 压裂液的概述
压裂液是压裂技术的重要组成部分，压裂主要用于油气藏增产，增注，因此压裂技术在油气勘探中得到迅速发展和广泛的应用。
我国的压裂液体系也经历了聚合物压裂液，聚合物交联压裂液，泡沫压裂液和粘弹性表面活性剂压裂液四个阶段的发展，压裂液也在逐步完善化，水基压裂液是目前国内外最普遍用的压裂液。
目前随着国外加大对油气田的开采力度，对压裂液的要求也越来越高，无（低）伤害的压裂液已在国外油气田中广泛应用。
2 国内压裂液的发展与现状
自1947年压裂液首次用于油田增产之后压裂液也随之发生巨大的演变。
初期人们利用原油成品油配置油基压裂液，避免了使用水基压裂液对水敏地层造成伤害，五十年代后，随着研究出对水敏地层伤害的控制方法之后，水基压裂液才被推广与应用，但是仍以油基压裂液为主导，六十年代后随着胍尓胶增稠剂被研制成功，标志着压裂技术进入了现代压裂化学的新起点。
七十年代后成功的把胍尓胶化学改性尓获得了其他多种衍生物的产品完善了相应的交联体系，随之水基压裂液也逐步被认可，在实践中也被广泛的采用，替代了油基压裂液占据了主导地位，到八十年代时，伴随着致密气藏的开采和部分低压油井返排困难等问题的出现一部分的水基压裂液逐渐被泡沫压裂液所取代到了九十年代以后压裂液技术的体系日益成熟水力压裂液，油基压裂液，乳化压裂液和醇基压裂液等都被广泛应用于油气田的开采中，但是水基压裂液其自身具备成本低，配方方便等优点因而被广泛的推广，目前国内使用最普遍的压裂液是水基压裂液，它的使用量约占总量的70%，但是水基压裂液也有一定的缺陷，水基压裂液不能够完全的破胶，而破胶后残渣留在了缝隙中，从而使支撑剂充填层的渗透率严重降低，最终导致影响产层，大大降低了压裂液的使用效果和功效。
3 清洁压裂液的认识
清洁压裂液又被称为粘弹性表面活性剂（VES压裂液），是一种新型的压裂液，它的主要由低分子长链脂肪酸衍生物季铵盐阳离子表面活性剂，盐溶液，激活剂，和稳定剂很少几种添加剂组成。
清洁压裂液它打破了传统的聚合物压裂液和破胶的方法，清洁压裂液与传统的压裂液相比具有很多优势例如不需要胶联剂，不需要破胶剂，添加剂的使用量相对传统的压裂液而言比较少，同时把对地层的伤害程度降到了最低。
4 清洁压裂液的优势
（1）不用破胶，当棒状胶束与油，气或地层水接触时可转化为很小的球状胶束，这时体系的粘度变得现对较低，在储层条件下，不需要另加破胶剂即可破胶。
（2）它的粘弹性比较好，，携砂的能力较强，节约了砂，也降低了所需净压力的大小。
（3）摩擦阻力较小，大大降低了施工作业的风险，同时也降低了施工的水马力，方便于输送。
（4）相对传统压裂液而言，比较容易破胶破胶的程度比较彻底，残留的残渣很少，没有滤饼的形成。
（5）把对地层的伤害程度降到了最小化（地残渣，易返排）因清洁压裂液它的主要成分是表面活性剂其分子的直径仅为瓜胶的1/5000，滤失也不会因为时间而发生变化，不会形成滤饼，滤后的残渣几乎没有，施工后也很容易进行返排作业的进行，有利于保留支撑裂缝的导流能力。
（6）滤失量讲到了最低，提高了增产的效率。
（7）配伍性能比较好，不会引起粘土的膨胀堵塞地层，对储层的伤害比较小。
（8）性能比较好。
具备很好的抗高温能力，同时还具备很强的抗剪切能力，压裂时有很大的排量选择空间，对于裂缝的纵向延伸更有利于把握和控制。
（9）添加剂比较少，传统的聚合物基压裂液一般需要10-15添加剂，而清洁压裂液只需要一种到三种添加剂，配置时，只需要与水充分混合即可随时调整其粘稠度更不用很长时间的溶胀，对人体更安全，实现零毒性零腐蚀性，更方便完成作业施工，材料的成本相对比较低，比较容易找到，可以广泛的推广和应用。
5 目前新型清洁压裂液存在的缺陷问题
目前压裂液体系相对传统来说，具备了很多优势，但是清洁压裂液体系仍存
在着一些缺陷和不足，有待人们进行不断的研究创新，以最大化的缩小其缺陷，延伸其有利之处。
其组成成成分比较高，投入的成本比较高。
对于一些特殊的地层其配伍性相对较差。
耐高温的程度不是很理想，不适合用高温高压的环境下作业。
对于一些高渗油藏滤失量仍比较大。
6 未来压裂液发展的新方向
目前新型的清洁压裂液虽然有很多优势，自身也有很广泛的发展空间，但是它并不能够完全的适应时代发展的潮流，也不能够完全满足当下压裂液的发展需求。
以此我们仍需要在新型清洁压裂液的基础之上完善并研制出新型的压裂液体系。
（1）研制出油田工作液用的新型的表面活性剂。
（2）根据国内的藏油特点研制开发出一套适合国内需求的新型的压裂液体系。
（3）在现有的新型清洁压裂液基础之上，重点研发出抗高温性能的技术。
（4）重点开展清洁压裂液应用的工艺技术的研究。
7 总结
根据目前对水基压裂液的研究的实际应用，以及当下水基压裂液术的发展情况，从油藏节能可持续发展的角度来看，高效，低伤害，低成本是今后压裂液发展的方向，开展无伤害或者低伤害清河界的压裂液的研究是我们今后努力的方向，为此应从以下几个方面开展工作；首先根据国内的需求，研制开发出适合油藏特点的清洁的压裂液体系，最大化降低开采时对油层所造成的伤害，保护储层，节约资源。
其次，加大对抗高温清洁压裂液的研究力度，同时也要扩大对抗高温清洁压裂液的应用范围。
再次研究开发新型节能无伤害的压裂液体系，减低作业所需的成本，提高工作效率。
参考文献
[1] 佟曼丽.油田化学[M].东营石油大学出版社，1997
[2] 赵小充.国外新型无伤害压裂液技术[J].国外油田工程
[3] 清洁压裂液的配置及性能的研究.西南石油大学，2010年硕士论文。