压裂液总结PPT精要.pptxVIP

压裂液 概念 压裂定义：压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，改善油气层的导流能力，以减小流体流动阻力的增产、增注的措施。 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。 地层应力及分布 地应力：存在于地壳内部的应力，是由于地壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综合作用引起介质内部单位面积上的作用力。 裂缝的形态与方位 岩石 轴应力分布图 油层通过压裂后形成的裂缝有两种形态：即水平裂缝和垂直裂缝。 　　原理：裂缝面垂直于最小主应力方向。 压裂液性能及分类 根据压裂液在不同阶段的作用分为：前置液、携砂液、顶替液。 前置液作用：主要是破裂地层形成一定几何尺寸裂缝。 携砂液作用：将支撑剂带入裂缝并将砂子置于预定位置上。 顶替液作用：将井筒中的携砂液全部替如到裂缝中。 对压裂液的性能要求 (1)滤失少 ；(2)携砂能力强； (3)低摩阻 ； (4)热稳定性和抗剪切稳定性； (5)与地层岩石和地下流体的配伍性； (6)低残渣、易返排 ； (7)价格便宜、宜配制、货源广。 水基压裂液：以水作为溶剂或分散介质，加入稠化剂、添加剂配制而成。 水+添加剂+稠化剂→溶胶液 水+添加剂+交联剂→交联液 溶胶液+交联液→水基冻胶压裂液 溶胶液:交联液=100: (1~12) 天然植物胶水基压裂液：主要成分是多糖天然高分子化合物即半乳糖甘露聚糖。不同植物胶的高分子链中半乳糖支链与甘露糖主链的比例不同。 天然植物水基胶压裂液 纤维素衍生物压裂液 合成聚合物压裂液 三种水基压裂液性能比较 包括： 稠化剂、交联剂、破胶剂、pH值控制剂、粘土稳定剂、润湿剂、助排剂、破乳剂、降滤失剂、冻胶粘度稳定剂、消泡剂、降阻剂和杀菌剂等。 水基压裂液添加剂 交联剂 交联反应是金属或金属络合物交联剂将聚合物的各种分子联结成一种结构，使原来的聚合物相对分子质量明显增加。通过化学键或配位键与稠化剂发生交联反应的试剂称为交联剂。 破胶剂：使粘稠压裂液可控地降解成能从裂缝中返排出的稀薄液体，能使冻胶压裂液破胶水化的试剂称为破胶剂。 交联冻胶难于化学破胶的三个原因是： (1)除了破坏聚合物的骨架外，破胶剂必须与连接聚合物分子的交联键反应； (2)为保持液体的pH值在冻胶最稳定的范围内，泵送的交联压裂液一般具有一个强的缓冲体系； (3)破胶反应必须足够缓慢，以保证压裂液的稳定性达到要求并适于铺置大量的支撑剂。 适用于水基交联冻胶体系的破胶剂有：氧化剂、酶破胶剂、潜在酸、胶囊破胶剂(延迟破胶技术)、 pH值调节剂(缓冲剂) 油基压裂液：以油作为溶剂或分散介质，与各种添加剂配制成的压裂液。 油基压裂液 分类：稠化油压裂液、泡沫压裂液、油基冻胶压裂液 常用稠化剂： 油溶性活性剂：主要是脂肪酸盐、铝磷酸酯盐这类稠化剂在油中形成“缔合”，将油稠化。 油溶性高分子：当浓度超过一定数值，就可在油中形成网络结构，使油稠化。主要有：聚丁二烯、聚异丁烯、聚异戊二烯、α-烯烃聚合物，聚烷基苯乙烯，氢化聚环戊二烯、聚丙烯酸酯。 泡沫压裂液 定义：由气相、液相、表面活性剂（发泡剂）和其他化学添加剂组成。 按作用机理可分为两类： 第一类是增粘型稳定剂。主要是通过提高基液的粘度来减缓泡沫的排液速率，延长半衰期，从而提高泡沫的稳定性，属于这类的稳定剂有CMC。 第二类稳定剂主要作用不是增粘而是提高气泡薄膜的质量，增加薄膜的粘弹性，减小泡沫的透气性从而提高泡沫的稳定性，属于此类的稳定剂有HEC。将这两类稳定剂复配使用可获得最佳效果。 泡沫破坏的机理主要有：液膜的排液；气体透过液膜而扩散。 泡沫稳定剂：多为高分子化合物。 清洁压裂液 定义：又称为粘弹性表面活性剂压裂液，是一种基于粘弹性表面活性剂的溶液。 清洁压裂液主要是将由长链脂肪酸盐衍生物所形成的季铵盐作为表面活性剂加入到氯化钾、氯化镁、氯化铵、氯甲基四铵或水杨酸钠溶液中配置而成。 作用机理：在水中特种表面活性剂随着浓度增加形成棒状胶束结构。 ▲利用烃类有机物增溶到胶束中并使其分裂而破胶。 VES压裂液携带支撑剂是依靠流体的结构粘度，同时能降低摩阻力。 VES压裂液与聚合物压裂液不同，它无造壁性，不会留下滤饼。 清洁压裂液不需要交联 机理： 　当表面活性剂与盐水混合时，表面活性剂分子形成线型柔性棒状胶束、囊泡或层状结构，溶液粘度将急剧增加，特别是线型柔性棒状胶束的形成和相互间缠绕形成三维空间网状结构，常伴随粘弹性和其它流变特性出现(如剪切稀释、触变性等)。 清洁压裂液的破胶 破胶机理： 　机理一：VES压裂液进入含油地层后，亲油性有机物被胶束增溶，棒状胶束膨胀并最终崩解，VES凝胶破胶形成低粘度水溶液，流阻降低；在裂缝中接触到原油或天然气同样如此。 　机理