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压裂液作用机理

压裂液作用机理
压裂液作用机理

压裂液作用机理

压裂液体系中的粘弹性表面恬性剂含两亲分子,分子结构由长链的疏水基团和亲水基团组成,表面活性剂溶液具有独特的流变性,当粘弹性表面活性剂浓度超过临界值时,疏水基长链伸人水相,使粘弹性表面活性剂分子聚集,形成以长链疏水基团为内核,亲水基团向外伸人溶剂的球形胶束;当粘弹性表面活性剂的浓度继续增加,并且改变溶液性质时,表面活性剂胶束占有的空间变小,胶束之间的排斥作用增加,此时球形胶束开始变形,合并成为占用空间更小的线状或棒状胶束;棒状胶束会进一步合并,变成更长的蠕状胶束,这些胶束由于疏水作用会自动纠缠一起,形成空间交联网络结构,此时溶液体系具有良好的粘弹性和高剪切粘度,并具有良好的悬沙效果;随着表面活性剂浓度不断增加,交联网络状胶束还可以变为海绵状网络结构。

1.清洁压裂液体系优点

当以粘弹性表面活性剂为主剂的压裂液和地层中油气类相遇或被地层水冲洗稀释时,表面活性剂之间的斥力就会变小,蠕状胶束破坏成小球形胶束,这些球形胶束彼此不缠结,具有和水相似的粘度,作为压裂液使用时不需要破胶剂,不留任何残渣,而且流体非常容易被返排至地面,不伤害地层,不污染环境。

由于粘弹性表面活性剂体系是剪切稀释型流体,在施工过程中需要的压力比较小,裂缝中流速变慢,具有良好的悬沙效果。滤失量比常规压裂液少,尤其是低渗透地层,因此可以减少对地层不必要的伤害。液体工作效率高,与聚合物压裂液相比,同样规模的施工其耗液量减少一半以上,用相当少的液量和支撑剂就可实现更有效的缝长和更高的产能川。与瓜胶压裂液体系相比,配制清洁压裂液更简单更可靠,不需要太多的化学添加剂。

2.VES压裂液的作用机理

粘弹性表而活性剂(VES)压裂液是Schlum-bcrgcr Dowcll公司开发的新型无聚合物压裂液.也叫清洁压裂液。1999年以前国内清洁的水基压裂液一直未见报道。直到1999年初.长庆油田公司率先引进国外一种新型的水基清洁压裂液体系(称为CIcarFRACTMFIuid或Polymer- Free Fluid)成功应用.国内才开始这方而的研究工作。

在该清洁压裂液体系中.增稠剂的相对分子质量均小于500体积是聚合物的1/1000它不仅克服了常规压裂液中水不溶物对地层的伤害。还具有分散溶解快,成胶速度可控,外加剂种类少,配液十分方便等优ii,这使得连续压裂己成为可能。另外它还具有性能稳定、携砂能力强、对储层伤害小等特点而倍受人们重视。

VES清洁压裂液的基本组成为特殊的表而活性剂(主要是具有粘弹性的长链脂肪酸的季铵盐类阳离子表而活性剂)、盐溶液、激活剂和稳定剂。一般表而活性剂在水溶液中形成的胶束呈球状、园盘状或园柱状,胶束不能使溶液增粘。VES压裂液中所用的季铵盐类表而活性剂在盐水形成的胶束,主要呈蚯蚓状或长圆棒状,相互之间高度缠结,构成了网状胶束,类似于交联的长链聚合物形成的网状结构,网状胶束结构使表而活性剂胶束溶液具有了凝胶的性质,溶液粘度大幅度增加并具有了一定的弹性,粘弹性表而活性剂压裂液山此得名。

延长油田用压裂液的优点与不足

延安职业技术学院 毕业论文 题目:延长油田用压裂液的优点与不足所属系部:石油工程系 专业:应用化工生产技术(油田化学)年级班级:07应用化工(4)班 作者:李阿莹 学号: 指导老师: 评阅人: 2010年月日

目录 第一章绪论…………………………………………………………………()第二章延长油田地质情况……………………………………………()第三章压裂液概述………………………………………………………()3.1 概述………………………………………………….……………………()3.2 分类……………………………………………………………….………()3.3 压裂液的国内外研究与应用状况…………………………….….()第四章延长油田用压裂液…………………………………..………()4.1 胍尔胶压裂液……………………………………………………………()4.2 清洁压裂液………………………………………………………………()4.3清洁压裂液与胍胶压裂液的应用对比…………………………………()结论…………………………………………………………..…………….………()参考文献…………………………………………………………….……………()致谢………………………………………………………………………………()

摘要:经过几十年的开发,延长油田已进入中后期开发阶段,为了达到稳产、增产进而合理利用资源的目的,油田企业会对部分井实施措施作业。本论文以此为出发点,就油田常用的两种压裂液体系用外加剂、工艺、施工效果等方面做了概述并由对两种压裂液体系的应用对比,总结出各自的有优点与不足. 关键词:水力压裂延长油田胍胶压裂液清洁压裂液

清洁压裂液

压裂液: 地层水: 配伍性最好, 但悬砂性能差前提是支撑剂的密度降下来。最小的伤害就在于使用地层水加入添加剂,对支撑剂进行改进,利用纳米技术使得它的密度很水一样,强度还要好,那么在水中就能悬浮,这样就达到无伤害的目的。风险大 水力压裂改造技术主要机理为: 通过高压驱动水流挤入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内,扩宽并伸展这些裂缝,进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙,增加煤层的透气性。且可产生有较高导流能力的通道,有效地连通井筒和储层,以促进排水降压,提高产气速度,这对低渗透煤层中开采煤层气尤为重要. 可消除钻井过程中泥浆液对煤层的伤害,这种地层伤害可急剧降低储层内部的压降速度,使排水过程变得缓慢,影响煤层气的开采。 这种技术在煤层气生产实践中也存在一些问题: ①由于煤层具有很强的吸附能力,吸附压裂液后会引起煤层孔隙的堵塞和基质的膨胀,从而使割理孔隙度及渗透率下降,且这种降低是不可逆的,因此,目前国内外在压裂改造技术中,开始使用大量清水来代替交联压裂液,以预防其伤害,但其造缝效果受到一定的影响; ②由于煤岩易破碎,因此,在压裂施工中,由于压裂液的水力冲蚀作用及与煤岩表面的剪切与磨损作用,煤岩破碎产生大量的煤粉及大小不一的煤屑,不易分散于水或水基溶液,从而极易聚集起来阻塞压裂裂缝的前缘,改变裂缝的方向,在裂缝前缘形成一个阻力屏障。 ③对于构造煤(soft coal),采取压裂的办法行不通,因为受压煤层的透气性会更低. 构造煤主要难点:强度弱、煤岩碎、非均质强、渗透性差 清洁压裂液(ClearFRAC) 清洁压裂液的工作原理:加入的表面活性剂形成的胶束,可以在特定的盐浓度下产生,获得粘度,可以在稀释获得遇见亲油相以后通过减少胶束过流面积以后去除粘度。它一种粘弹性流体压裂液,主要成分包括长链的表面活性剂(VES)、胶束促进剂(SYN)和盐(KCl),目前国内外广泛使用是第一代VES 压裂液,主要是阳离子型季铵盐表面活性剂,它们是CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)、Schlumberger的JB508型表面活性剂和孪生双季铵盐类表面活性剂。VES压裂液

压裂液调研报告

压裂液的研究进展调研报告 压裂已经广泛应用于增产当中, 压裂液的性能在作业中起到至关重要的作用。压裂液存在着破胶难,污染环境,污染储层,抗温抗盐性能差的问题。为此,在研究大量文献的基础上,回顾了压裂液技术的发展和现状,总结了适合不同地层条件的国内外压裂液新技术,以及现阶段存在的问题,展望了未来的发展方向。研究结果表明,目前仍是以聚合物增黏剂为主的水基体系,并且研究出了抗高温清洁压裂液,微束聚合物压裂液,无聚合物压裂液以及新型原油基压裂液等等。水基压裂液残液五步处理法,在现场应用效果明显,残渣,破胶性能,相容性,水锁伤害是储层伤害的主要原因。压裂液将主要朝着地层伤害小,抗温抗盐,地层适应性强,环境友好的方向发展。 压裂液的类型:水基压裂液、油基压裂液、酸基压裂液、泡沫压裂液。 压裂液自从1947年首次用于裂缝增产以来经历了巨大的演变。早期的压裂液是向汽油中添加足以压开和延伸裂缝的黏性流体;后来,随着井深的增加和井温的升高,对压裂液的黏度提出了更高的要求,开始采用瓜胶及其衍生物基压裂液。为了在高温储层中达到足够的黏度和提高其高温稳定性,研究出了高温油基压裂液。最初使用的压裂液是炼制油和原油,由于最初担心压裂液和含有非酸性水液的油气储层接触,可能产生不利影响,后来实验已经证明,用适当的添加剂(粘土控制物质,表面活性剂等),使用水基液能处理大部分油气储层,在一个已知储层的压裂液处 理中,最好是通过实验室地层岩心实验(或者一贯的现场结果)来确定水基压裂液的可用性。 水基压裂液体系及技术包括:非交联型黄原胶/魔芋胶水基冻胶压裂液技术、pac阳离子聚合物压裂液体系、有机硼交联水基压裂液技术、哈利伯顿微束聚合物压裂液体系、高黏度水基压裂液、无聚合物压裂液体系、低凝胶硼酸压裂液、无固相压裂液、无破胶剂压裂液技术压裂液。 油基压裂液体系及技术:低渗、低压、水敏性油气藏储量占每年探明储量的1/3 而且有继续上升的趋势,有效合理地开发这部分油气藏对稳定增加油气产量意义重大。国内油基压裂液主要由原油、胶凝剂、交联剂、破胶剂等组成,其中胶凝剂是压裂液中关键组分,因为其结构中的烷基碳链分布与所选原油或柴油之间存在一定的对应关系,并且其性能直接影响到压裂液的质量。 油基压裂液交联机理:柴油为非极性物质,无活泼官能团,化学惰性大难以形成交联结构,所用成胶剂是低分子量的表面活性剂,本身不增加黏度,但可以在油中形成胶束成胶剂扩散进入初交联剂液滴内时其中所含的酸性磷酸酯溶解在滴中并被中和引起铝酸根离子浓度减小,铝离子浓度增大,在适当条件下形成铝离子的八面向心配价体,初成胶剂中所含的磷酸酯通过该配价体与铝离子形成桥架网状结构产物,与初成胶剂中的烷基磷酸酯形成长链大分子,使油的黏度大幅度升高。 酸基压裂液:用植物胶或纤维素稠化酸液得到稠化酸或非离 子型聚丙烯酰胺在浓盐酸溶液中,与甲醛交链而得到酸冻胶。酸基压裂液适用于碳酸盐类油气层的酸压。 针对低渗低压油层存在的压力系数低,渗透率低、污染严重、返排困难等现象,开发研制了hct-酸化压裂液,该酸化压裂液集酸化压裂于一体,且使挤入的液体产生热和气,形成多组分泡沫认为中速残液返排,减少对地层的伤害。以丙烯酰胺(am)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)为共聚单体,采用一种复合多段低温引发体系来引发聚合,制得了一种酸液稠化用聚合物,将由此聚合物配制的稠化酸液与交联剂yq-2、破胶剂共同使用得到了一种耐高温的冻胶酸体系。用转子旋转法评价了聚合物种类及浓度、交联剂加量对成胶时间的影响;以体系粘度为指标,使用旋转粘度计评价了聚合物种类及浓度、交联剂加量对冻胶酸体系

环保型压裂液—可回收清洁压裂液技术

森瑞石油-环保型压裂液技术 1、可回收清洁压裂液技术 随着水平井压裂和体积压裂等大规模压裂方式逐渐成为油田开发的主体技术,但是压后返排废液处理已成为制约大规模压裂瓶颈,尤其是近年来环境保护法则对油田开发返排液已提出了较高的要求,我公司在清洁压裂液基础上通过一年半技术攻关,形成了可回收清洁压裂液技术。 可回收清洁压裂液摒弃了常规清洁压裂液中长链脂肪酸的季铵盐的强阳离子特性,采用DE DOVO从头设计法形成了多支链、多位点、双亲可逆两性表面活性剂,复合特有表面活性剂增强剂,形成了可回收清洁压裂液。该压裂液具有交联可逆、重复利用独特特性,优良的粘弹性,无残渣、低摩阻、低伤害,能实现直接混配方便快捷施工方式。尤其适用于丛式井密集的油田、大规模压裂改造(如水平井体积压裂,分层压裂等)以及环保要求高的地区。该技术在国内油田已应用10余井组超过40井次,节水、减排、增产效果明显。 可回收清洁压裂液特点: 可实现直接混配,无需配液,施工方便,节省作业周期 体系无残渣、无水不溶物 体系遇油、水均能自动破胶 携砂能力强,施工摩阻低 对储层伤害小,不影响裂缝导流能力 返排液回收利用率高,环保优势明显 适用储层温度≤90℃ 2、可回收线性胶压裂液技术 针对油气田中高温储层(90~130℃)开发中压裂液在节水、环保方面缺点,结合瓜尔胶压裂液体系回收工艺复杂、成本高、效率低的问题,我公司在可回收清洁压裂液基础上研发出可逆交联的环保线性胶稠化剂,该稠化剂可降解,对环

境污染小,研发了可降解糖苷表面活性剂作为其配套添加剂,形成了可回收线性胶压裂液体系。 回收线性胶压裂液体系与可回收清洁压裂液相比在耐温上有大幅度提升,该体系可满足160℃耐温能力,多次回收液体系仍可满足130℃耐温能力。该体系具可逆交联特性,能实现返排液可回收,重复利用功能,同时有强悬砂性能,无水不容物,体系破胶彻底,破胶后无残渣,对储层伤害低,对裂缝导流能力无伤害,能够满足(130℃以内)储层改造要求。整个体系在配液与施工过程中和胍胶类压裂液相同,无须特殊设备。对水资源欠缺、残液排放严格区域能实现提高水利用率、零排放标准,该技术节水、减排、增产效果明显。 可回收线性胶压裂液特点: 体系满足可逆交联,可实现重复利用, 返排液回收利用率高,节水优势明显 原材料具有降解彻底,环保优势明显 体系无残渣,破胶彻底,对裂缝导流能力影响小 携砂能力强,抗温耐剪切性能好,能够满足(130℃以内)储层改造要求。 3、回注水压裂液技术 油田注水开发中,采出液处理后所得采出水因矿化度较高除了用于回注外,使用范围窄。在水资源欠缺、残液排放严格区域,合理使用回注水,能提高水资源利用率。回注水矿化度较高,与储层地层水相当,在采出水同储层改造中用作压裂液配液用水,入井液在储层中离子平衡状态,能减少地层粘土膨胀、水敏伤害。但高矿化度回注水对目前常规压裂有以下影响:植物胶压裂液在回注水中难以溶胀,无法交联携砂;聚合物压裂液耐盐剪切性差,破胶困难;会降低清洁压裂液交联CMC值、易分层、沉淀。 根据矿化度对压裂液特性,研发了多种回旋镶嵌型耐高矿化度小分子表面活性剂,组成回注水压裂液体系,该体系能在高矿化度快速溶胀,不分层、沉淀,高矿化度对体系耐温有促进作用,具备良好的耐剪切性能,遇油破胶彻底,对裂缝

压裂液性能评价-粘土稳定剂

压裂液总结 压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液”之称。它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。压裂液在施工时应具有良好热稳定性和流变性能,较低的摩阻压降,优秀的支撑剂输送和悬浮能力,而在施工结束后,又能够快速彻底的破胶返排,残渣低、并且进入地层的滤失液与油气配伍性好,对储层造成的潜在性伤害应最小,从而获得较理想的施工效果。因此,在优选水力压裂所用的工作液时,应从压裂液的综合性能满足压裂工艺的要求及压裂液应当与储层配伍,对储层造成的潜在性伤害尽可能地小两方面着手,优选出高效、低伤害、适合储层特征的优质压裂液体系。 压裂是油气井增产,水井增注的有效措施之一。特别适于低渗透油气藏的整体改造。压裂形成具有高导流能力的填砂裂缝,能改善储集层流体向井内流动的能力,从而提高油气井产能。然而,压裂作业中压裂液进人储集层后,总会干扰储集层原有平衡条件,压裂措施本身包含了改善储集层和伤害储集层双重作用,当前者占主导时,压裂增产,反之则造成减产。为了获得较好增产效果,就应充分发挥其改善储集层的作用,尽量减少对储集层的伤害。 一、压裂液对油气层的损害 压裂液是压裂施工的关键性环节之一,素有压裂“血液”之称。它的性能除了直接影响到水力压裂施工的成功率外,还会对压后油气层改造效果产生很大的影响。压裂作业中压裂液造成油气层损害的主要原因有:一是由于压裂液及其添加剂选择不当造成压裂液与油气层岩石矿物和油气层流体不配伍造成损害;二是压裂液对支撑裂缝导流能力的损害;三是压裂施工过程中的损害。 1.压裂液与油层岩石和油层流体不配伍损害 1)压裂液滤液对油层的损害 在压裂施工中,向储集层注人了大量压裂液,压裂液沿缝壁渗滤人

压裂液,基本知识,对储层伤害的评价

酸性交联压裂液伤害性评价实验报告 1 压裂液基础知识 水力压裂是油气层改造与油井增产的重要方法,得到广泛的应用,对于油气的生产起着不可代替的作用。几十年来,国内外油田对压裂液技术方面进行了广泛的研究。该技术发展是越来越成熟,目前压裂液体系的发展更是日新月异,国内外均出现了天然植物胶冻胶压裂液、泡沫压裂液、酸基压裂液、乳化压裂液、油基压裂液、清洁压裂液等先进的压裂液进一步为油气的勘探开发和增储上做出了重大贡献。我们对一些国内外先进的压裂液体系做了一些介绍,并了解了国内外压裂液的发展方向和概况。同时为了更清楚地认识压裂液中各种化学添加剂性能优劣对地层伤的害性,对其伤害性的评价就显得十分重要和必要了。 1.1 压裂液在压裂施工中基本的作用: (1)使用水力劈尖作用形成裂缝并使之延伸; (2)沿裂缝输送并辅置压裂支撑剂; (3)压裂后液体能最大限度地破胶与反排,减少裂缝与地层的伤害,并使储集层中存在一定长度的高导流的支撑带。 1.2 理想压裂液应满足的性能要求: (1)良好的耐温耐剪切性能。在不同的储层温度、剪切速率与剪切时间下,压裂液保持有较高的黏度,以满足造缝与携砂性能的需要。 (2)滤失少。压裂液的滤失性能主要取决于压裂液的造壁滤失特性、黏度特性和压缩特性。在其中加入降滤失水剂将大大减少压裂液的滤失量。 (3)携砂能力强。压裂液的携砂能力主要取决于压裂液的黏度与弹性。压裂液只要有较高的黏度与弹性就可以悬浮与携带支撑剂进入裂缝前沿。并形成合理的砂体分布。 一般裂缝内压裂液的黏度保持在50~100mpa*s。

(4)低摩阻。压裂液在管道中的摩阻愈小在外泵压力一定的条件下用于造缝的有效马力就愈大。一般要求压裂液的降阻率在50%以上。 (5)配伍性。压裂液进入地层后与各种岩石矿物及流体接触,不应该发生不利于油气渗率的物理或化学反应。 (6)易破胶、低残渣。压裂液快速彻底破胶是加快压裂液反排,减少压裂液在地层中的滞留时间的必然要求。降低压裂液残渣是保持支撑裂缝高导流能力,降低支撑裂缝伤害的关键因素。 (7)易反排。影响压裂液反排的因素有:压裂液的密度、压裂液的表面、界面张力和压裂液破胶液黏度。 (8)货源广、便于配制与价格便宜。随着大型压裂的发展,压裂液的需求量很大,其是压裂成本构成的主要部分,所以压裂液的可操作性和经济可行性是影响压裂液选择和压裂施工的重要因素。 2国内外先进压裂液的发展趋势与研究概况: 目前国内外压裂液的研究趋势是开展具有低残渣或无残渣、易破胶、配伍性好、低成本、低伤害等特点压裂液配方体系的研究,减小压裂液对储层的伤害成为压裂液研究的热点。 2.1清洁压裂液 粘弹性表面活性剂压裂液(VES)是在盐水中添加表面活性剂形成的一种低粘阳离子胶凝液,又被称为清洁压裂液(clear FRAC)。它由长链脂肪酸衍生的季胺盐组成,在盐水中季胺盐分子形成蚯蚓状或杆状胶束,这些胶束类似于聚合物链,能够卷曲,形成一种粘弹性的流体,其粘度是通过表面活性剂杆状胶束的相互缠绕而形成的,这与瓜胶等植物胶压裂液的粘度形成机理不一样。植物胶压裂液不耐剪切,由于分子链的断开,剪切过程中植物胶的粘度会永久的丧失。而清洁压裂液胶束的形成和相互缠绕是表面活性剂分子之间和表面活性剂聚集体之间的行为,其变化的速率远远的大于流体的流动速率,表现为清洁压裂液的表观粘度不随时间而变化以及通过高剪切后体系的粘度又能够得到恢复。当压裂液暴露到烃液中或被地层水稀释时发生破胶,无需另外添加破胶剂。清洁压裂液中不含任何高聚物,它主要

压裂液

压裂液 大体作用:1、携带支撑剂到地层;2、压开裂缝;3、降低地层温度。 压裂液分类及作用 压裂液可分为: A 水基压裂液(稠化水压裂液,水冻胶压裂液,水包油压裂液,水基泡沫压裂液); B 油基压裂液(稠化油压裂液,油冻胶压裂液,油包水压裂液,油基泡沫压裂液)。 C乳化压裂液; D纯气体压裂液 1)前置液:作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝以备后面的携砂液进入,它还起到一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率,在一部分前置液中加细砂以堵塞地 2)携砂液:作用是将支撑剂带入裂缝中并将砂子放到预定位置上去。在压裂液的总量 3)顶替液:作用是打完携砂液后,用于将井筒中全部携砂液替入裂缝中。中间顶替液 压裂液的性质

④稳定性好。压裂液稳定性包括热稳定性和剪切稳定性。即压裂液在温度升高、机械剪切下粘度不发生大幅度降低,这对施工成败起关键性作用。 ⑤配伍性好,压裂液进入地层后与各种岩石矿物及流体相接触,不应产生不利于油气渗滤的物理、化学反应,即不引起地层水敏及产生颗粒沉淀。这些要求是非常重要的,往往有些井压裂后无效果就是由于配伍性不好造成的。 ⑥低残渣。要尽量降低压裂液中的水不溶物含量和返排前的破胶能力,减少其对岩石孔隙及填砂裂缝的堵塞,增大油气导流能力。 ⑦易返排。裂缝一旦闭合,压裂液返排越快、越彻底,对油气层损害越小。 ⑧货源广,便于配制,价格便宜。 常用各种类型压裂液或压裂液体系见表3-2。 注:HPG:羟丙基瓜胶;HEC:羟乙基纤维素;TQ:田菁胶;CMHEC:羧甲基羟乙基纤维素CMHPG: 羧甲基羟丙基瓜胶。 一.水基压裂液 水基压裂液是以水作溶剂或分散介质,向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的。主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂,即植物胶(瓜胶、田菁、魔芋等)、纤维素衍生物及合成聚合物。这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶,交联后形成粘度极高的冻胶。具有粘度高、悬砂能力强、滤失低、摩阻低等优点。目前国内外使用的水基压裂液分以下几种类型:天然植物胶压裂液,包含如瓜胶及其衍生物羟丙基瓜胶,羟丙基羧甲基瓜胶,延迟水化羟丙基瓜胶;多糖类有半乳甘露糖胶,如田箐及其衍生物,甘露聚葡萄糖胶;纤维素压裂液,包含如羧甲基纤维素,羟乙基纤维素,羧甲基—羟乙基纤维素等;合成聚合物压裂液,包含如聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺及其共聚物。 水基压裂液配液过程是: 水+添加剂+稠化剂→溶胶液

压裂基础知识

压裂基础知识

压裂基础知识 一、水力压裂原理 (一)基本原理 水力压裂是利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝;继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝,使井达到增产增注的目的。 (二)增产原理 1、形成的填砂裂缝的导流能力比原地层系数大得多,可大几倍到几十倍,大大增加了地层到井筒的连通能力; 2、由原来渗流阻力大的径向流渗流方式转变为单向流渗流方式,增大了渗流截面,减小了渗流阻力;

3、可能沟通独立的透镜体或天然裂缝系统,增加新的油源; 4、裂缝穿透井底附近地层的污染堵塞带,解除堵塞,因而可以显著增加产量。 二、压裂材料 (一)压裂液 在压裂过程中注入的液体统称为压裂液,根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同,可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。 1、根据作用不同分类 前置液:它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝,以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里,它还可起一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率,在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100-140目,砂比10%左右)以堵塞地层中的 微隙,减少液体的滤失。

携砂液:它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中,这部分比例很大。携砂液和其他压裂液一样,有造缝及冷却地层的作用。携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂,必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。 顶替液:顶替液是在加砂程序结束后,用来将携砂液全部替人裂缝中,以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。 2、根据类型不同分类 根据压裂液类型不同,可以将压裂液分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等。 (1)水基压裂液:水基压裂液是用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂(又叫交联剂)交链后形成的冻胶。常用的成胶剂有植物胶(瓜尔胶、田菁、皂仁等)、纤维素衍生物(羟乙基纤维素、羧甲基轻乙基纤维素等)以及合成聚合物(聚丙烯酞胺、聚乙烯醇);交链剂有硼酸盐和钛、锆等有机金属盐等。在施工结束后,为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。常用破胶剂

压裂液返排处理

11.2 项目实施方案 11.2.1压裂返排液分析 常规压裂施工所采用的压裂液体系,以水基压裂液为主。压裂施工后所产生的压裂废液主要来源于两个方面:一是施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水;另一个方面就是压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液,返排的压裂废液中含有大量的胍胶、甲醛、石油类及其他各种添加剂,众多添加剂的加入使压裂液具有较高的COD值、高稳定性、高黏度等特点,特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂,难以从废水中除去。总的来说,压裂废液具有以下特点: (1)成分复杂。返排液主要成分是胍胶和高分子聚合物等,其次是SRB菌、硫化物、硼酸根、铁离子和钙镁离子等,总铁、硼含量都很高。 (2)处理难度大。悬浮物是常规含油污水处理中最难达标的项目,压裂返排液组分的复杂性及其性质的独特性决定了其处理难度更大。 (3)处理后要求比较高。处理后的液体不仅粘度色度要达标,里面的钙镁离子、铁离子、和硼酸根离子均要去除,否则会影响后续配制压裂液的各项性能。 11.1 国内外研究现状 由于压裂废液具有粘度大、稳定性好、COD高等特点,环保达标处理难度较大。国外对压裂废液的处理主要是回收利用。根据国外报道的技术资料看,他们对压裂废液的处理技术和工艺相对简单,一般采用固液分离、碱化、化学絮凝、氧化、过滤等几个组合步骤,处理后的水用于钻井泥浆、水基压裂液、固井水泥浆等配制用水。这种处理方式不仅降低了处理压裂废液的费用支出,而且还减少了污染物的排放。 国内对早些压裂废液的处理主要采取以下一些方法: (1)废液池储存:将施工作业中产生的压裂废液储存在专门的废液池中,采用自然蒸发的方式干化,最后直接填埋。这种处理方式不仅耗时长,而且填埋的污泥块仍然会渗滤出油、重金属、醛、酚等污染物,存在严重的二次污染。 (2)焚烧:这种方式虽然可以在一定程度上控制污染物的排放,但仍然会造成大气污染。 (3)回注:将压裂废液收集,集中进行絮凝、氧化等预处理,然后按照一定比例与采油污水掺混进行再处理,处理后的水质达标后用作回注用水。

压裂液使用指导

压裂基本知识 地层水:配伍性最好, 但悬砂性能差前提是支撑剂的密度降下来。最小的伤害就在于使用地层水加入添加剂,对支撑剂进行改进,利用纳米技术使得它的密度很水一样,强度还要好,那么在水中就能悬浮,这样就达到无伤害的目的。风险大 水力压裂改造技术主要机理为: 通过高压驱动水流挤入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内,扩宽并伸展这些裂缝,进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙,增加煤层的透气性。且可产生有较高导流能力的通道,有效地连通井筒和储层,以促进排水降压,提高产气速度,这对低渗透煤层中开采煤层气尤为重要. 可消除钻井过程中泥浆液对煤层的伤害,这种地层伤害可急剧降低储层内部的压降速度,使排水过程变得缓慢,影响煤层气的开采。这种技术在煤层气生产实践中也存在一些问题: 由于煤层具有很强的吸附能力,吸附压裂液后会引起煤层孔隙的堵塞和基质的膨胀,从而使割理孔隙度及渗透率下降,且这种降低是不可逆的,因此,目前国内外在压裂改造技术中,开始使用大量清水来代替交联压裂液,以预防其伤害,但其造缝效果受到一定的影响; 由于煤岩易破碎,因此,在压裂施工中,由于压裂液的水力冲蚀作用及与煤岩表面的剪切与磨损作用,煤岩破碎产生大量的煤粉及大小不

一的煤屑,不易分散于水或水基溶液,从而极易聚集起来阻塞压裂裂缝的前缘,改变裂缝的方向,在裂缝前缘形成一个阻力屏障。 对于构造煤(soft coal),采取压裂的办法行不通,因为受压煤层的透气性会更低. 构造煤主要难点:强度弱、煤岩碎、非均质强、渗透性差 清洁压裂液(ClearFRAC) 清洁压裂液的工作原理:加入的表面活性剂形成的胶束,可以在特定的盐浓度下产生,获得粘度,可以在稀释获得遇见亲油相以后通过减少胶束过流面积以后去除粘度。它一种粘弹性流体压裂液,主要成分包括长链的表面活性剂(VES)、胶束促进剂(SYN)和盐(KCl),目前国内外广泛使用是第一代VES 压裂液,主要是阳离子型季铵盐表面活性剂,它们是CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)、Schlumberger的JB508型表面活性剂和孪生双季铵盐类表面活性剂。VES压裂液粘度低,但依靠流体的结构粘度,能有效地输送支撑剂,同时能降低摩阻力。与传统聚合物压裂液(包括天然的胍胶,田青胶,黄原胶,半天然的HPG,HEC,全人工的可交联聚丙烯酰胺,低分子量的国内也自称是清洁压裂液)相比,该压裂液配制简单,不需要交联剂(理论上没有可在砂体中形成聚合物堵塞的可能)、破胶剂和其他化学添加剂,因此,几乎无地层伤害并能使充填层保持良好的导流能力。

新型聚合物压裂液的研制及评价

文章编号:1000-2634(2004)04-0044-04 新型聚合物压裂液的研制及评价Ξ 蒋山泉,陈馥,张红静,胡星琪 (西南石油学院化学化工学院,四川南充637001) 摘要:采用AM和AMPS二元共聚,合成一种水溶聚合物P(AM/AMPS)的。对合成条件进行了分析,探讨了单体、温度、引发剂和反应时间等因素对聚合物特性粘数的影响,并在此基础上形成压裂液的配方。依据SY-5107-86标准,对压裂液进行室内性能评价。结果表明该聚合物压裂液耐温、耐盐、抗剪切性能良好。 关键词:AMPS;水溶液聚合;压裂液;添加剂; 中图分类号:TE357.46 文献标识码:A 引 言 用于水力压裂的压裂液性能对压裂起着重要作用,所以对压裂液的性能如增粘性、悬浮性、滤失性、摩阻损失、稳定性、地层伤害等方面均有严格的要求。作为提高压裂液的粘度的增稠剂是压裂液的主要成份。 长期以来人们对稠化剂的研究作了大量工作,从国内外常用的稠化剂有三种:(1)天然植物胶(淀粉)及其衍生物;(2)纤维素衍生物;(3)合成水溶性聚合物,它已成为国内外研究的热门方向。 常用的合成聚合物有聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺等。与天然高分子材料相比,这些聚合物具有增稠能力强,破胶性能好,残渣少等特点。但聚丙烯酰胺亦存在较多缺点,不耐温,剪切安定性差,泵送时机械降解严重;对矿化水尤其是多价金属离子敏感,在多价金属离子存在的盐水中溶液粘度锐减。 为了克服上述缺点,近二十年来国内外广泛开展了聚丙烯酰胺的改性工作,并主要侧重于开发丙烯酰胺类共聚物,引进新的单体与丙烯酰胺共聚是聚丙烯酰胺改性重要而有效的途径,而改性单体中以AMPS因其优异的耐温、抗盐、耐剪切性能最为引人注目。 1 共聚物的合成 1.1 实验材料及设备 材料:聚丙烯酰胺(AM)工业品2Ο丙烯酰胺基Ο2Ο甲基丙磺酸(ΟAcrylamidoΟ2Οmethylpropanesulfonic Acid,AMPS)(优等品),日本 ; 过硫酸铵(分析纯);亚硫酸氢钠(化学纯); NaOH(分析纯);NaCl(分析纯);浓盐酸(36%~38%); 仪器:合成装置一套;乌氏粘度计;恒温玻璃水浴;ZNNΟD6型旋转粘度计。 1.2 实验步骤 将AMPS溶于水中,加入NaOH溶液调节p H 值,加入AM和AMPS置于恒温水浴中,通氮气20 min后封口,恒温放置一定时间在搅拌条件下反应。反应结束后得到一种粘稠的聚合物,用乙醇溶液洗涤,烘干后放入干燥器备用。 1.3 红外光谱分析 对共聚物的红外光谱分析可知,在3435.9 cm-1和1640.1cm-1处有酰胺基的特征吸收,在1187.9cm-1和1041.6cm-1处有—SO3-的特征吸收,在2929.9cm-1、2787.9cm-1、1454.7cm-1处有链烷基的特征吸收峰。分析结果表明:该共聚物 图1 聚合物红外光谱 第26卷 第4期 西南石油学院学报 Vol.26 No.4 2004年 8月 Journal of S outhwest Petroleum Institute Aug 2004 Ξ收稿日期:2003-05-08 作者简介:蒋山泉(1969-),男(汉族),重庆市人,硕士,主要从事压裂液及添加剂研究。

压裂液国内外研究现状

1. 压裂液国内外发展概况 压裂技术是我国油气田开发必不可少的重要措施之一,它在增加产量和储量动用方面起到了重要的作用。压裂的目的主要是形成具有一定几何形状的高导流能力裂缝,改善油气通道,从而增加油气产量。而压裂液在压裂中起着非常重要的作用,压裂液体系的性能是关乎整个压裂施工作业成败及压裂效果的关键点之一,性能好的压裂液不但能够保障压裂施工的顺利进行,而且能够保护储层,获得理想的增产效果[1]。压裂液通常是由各种化学添加剂按一定比例配制成具有良好粘弹性的冻胶状物质,主要分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、清洁压裂液[2]。 1947年,水力压裂首次在现场成功应用的初期,主要使用以原油、成品油所配成的油基压裂液,原因是水基压裂液会对水敏地层造成损害。五十年代,出现了控制水敏地层损害的方法以后,水基压裂液才被应用在压裂作业中,但油基压裂液仍为主要的压裂液。到六、七十年代,增稠剂瓜胶及其衍生物的出现,使水基压裂液迅速发展并占据主要地位。到了八十年代,由于致密气藏开采和部分低压油井压后返排困难等问题,出现了泡沫压裂液。到九十年代及以后,为了解决常规压裂液在返排过程中由于破胶不彻底对油藏渗透率造成很大伤害的问题,又开发研制了粘弹性表面活性剂压裂液,即清洁压裂液。 1.1 水基压裂液 水基压裂液是以水作溶剂或分散介质,向其中加入稠化剂、添加剂配制而成的,主要采用三种水溶性聚合物作为稠化剂,即植物胶(瓜胶、田菁、香豆、魔芋等)、纤维素衍生物及合成聚合物。这几种高分子聚合物在水中溶胀成溶胶,交联后形成粘度极高的冻胶。具有低摩阻、稳定性好、携砂能力强、低损害、施工简单、货源广、廉价等特点。通常,水基压裂液按加入稠化剂种类大致可分为三种类型: 天然植物胶压裂液、纤维素压裂液以及合成聚合物压裂液。 1.1.1 天然植物胶压裂液 国内外最先研究和应用的是天然植物胶压裂液,因而这类压裂液使用最多,其中瓜胶及其改性产品为典型代表[3]。美国BJ公司开发了一种新型低聚合物浓度的压裂液体系,稠化剂是一种高屈服应力的羧甲基瓜胶,一般使用浓度是0.15-0.30%,可适用底层温度为93-121℃。该压裂液体系具有较高的粘度,良好的携砂能力。目前,国外已经进行了350口井以上的压裂施工,获得了较理想的缝长和较彻底的清洁返排,增产效果好于使用HPG交联冻胶的结果。田菁胶是国内植物胶中大分子结构与瓜胶十分相似的一种,最早于20世纪70年代末由胜利油田开发应用。继田菁胶之后而出现的香豆胶最早由石油勘探开发科学研究院

SYT51071995水基压裂液性能评价方法

SY 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 5107 -1995水基压裂液性能评价方法 1995-12-25发布1996-06-30实施 中国石油天然气总公司发布

前言 根据压裂液技术研究的发展、先进技术的引进、仪器设备的更新以及原标准实施过程中存在的—些问题,本标准对SY 5107—86《水基压裂液性能评价推荐作法》进行了修订。 本标准保留了原标准中多年实践证明适合我国压裂液性能测定方法的主要内容。但随着我国压裂液技术研究发展,压裂液性能不断的提高和改善,为了更全面地测定压裂液性能,增加了用表面张力仪测定破胶液表面张力和界面张力的测定方法、压裂液交联时间测定方法、降阻率的现场测定方法;由于试验仪器设备的更新,增加了RV20粘度计测定压裂液流变性的方法。压裂液对岩心基质渗透率损害机理的研究表明,压裂液滤液侵入,滤液在地层孔隙、喉道中发生物理化学变化,是造成压裂地层基质渗透率损害的主要原因。因此,修订了压裂液对基质渗透率损害的测定方法,删去了原标准中粉剂含水、水不溶物测定方法,还删去RV。测流变性及管路摩阻测定方法和附录中部分内容,对有的章、条内容作了补充完善和调整。本标准与原标准相比章、条内容有变动。 本标准从生效之日起,同时代替SY 5107—86。 本标准的附录A是标准的附录; 本标准的附录B、附录C、附录D都是提示的附录。 本标准由油田化学专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位:石油勘探开发科学研究院采油工程研究所、石油勘探开发科学研究院廊坊分院压裂酸化中心。 本标准主要起草人官长质何秉兰卢拥军崔明月

目次 前言 l 范围 (1) 2 引用标 (1) 3 定义 (1) 4 仪器设备及试剂 (1) 5 压裂液试样制 (2) 6 压裂液性能测定方法 (2) 附录A(标准的附录) 压裂液性能测定结果表格式 (10) 附&B(提示的附录) 旋转粘度计与管道或裂缝中K,n,值换算………………………………1l 附录C(提示的附录) 旋转粘度计测定说明 附录D(提示的附录) 岩心渗透率损害率测定说明 (13)

压裂基础知识应知应会(工程)

工程技术质量应知应会压裂大队技术办

标准、质量方针 分公司质量方针:追求卓越质量,满足用户期望。 分公司质量承诺:公司通过制度化、规范化科学管理,始终坚持以客户为关注焦点,基于风险的思维,完善并有效实施质量管理体系,保持持续改进。公司承诺:在一切生产经营活动中,全面落实质量管理体系各项规定及其有关法律、法规要求,为广大客户提供满意的产品和服务。 分公司压裂施工和服务的质量目标为:作业施工一次成功率98%以上。 1、循环车组时,单车循环排量不应低于1m3/min,时间不少于30s。 2、投暂堵剂时,液体投送排量控制为0.4m3/min~0.6m3/min,暂堵剂封堵欲封堵层位后,工作压力应该高于挤入压力2MPa以上方可施工。 3、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用4级封隔器,允许上提1次;由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用2级封隔器,允许上提2次。 4、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压40MPa;由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压55MPa。 5、检查地面流程要做到: 1)密封性良好,不刺不漏,符合压裂施工设计的要求; 2)开关和活动部分灵活好用,符合工具设施的技术要求;

3)高压管汇初端到井口的距离大于40m,小于200m(常规压裂);4)高压管汇的连接方向为管汇进液管指向井口的方向; 5)井口套管安装量程为25MPa的压力表。 6、套压表上升超过8MPa时要停止加砂,打开套管放空阀门进行套管放空,在关闭套管放空阀门观察套压变化,如在6MPa以下套压能够稳住不再继续升高,则可继续加砂。 7、支撑缝宽 裂缝闭合在支撑机上的宽度,单位为毫米。 8、支撑缝长 裂缝闭合在支撑剂上的长度,单位为米。 9、裂缝导流能力 支撑剂在储层有效闭合压力作用下通过或输送储层流体的能力,以支撑裂缝渗透率与裂缝闭合宽度的乘积表示,单位为达西厘米。 10、支撑剂浓度 支撑剂质量与纯携砂液体积之比,单位为千克每立方米。 11、滑溜水 以水作溶剂,添加有降阻剂及其他添加剂的低粘度、低摩阻压裂液。 12、压力传感器应安装在高压管线或井口上,不应安装在高压管汇和压裂泵之间。 13、水平井穿层压裂 压裂裂缝纵向穿透储层中的一个或多个隔层(夹层),有效沟通未钻遇的一个或多个砂岩层(油层)。

水基压裂液现场配制及质量要求

Q/YCSY 1002-2010 I

水基压裂液现场配制及质量要求 1 范围 本标准规定了现场水基压裂液所用清水的标准、配制方法和应达到的质量标准。 本标准适用于水基压裂液的现场配制。 2 规范性引用标准 SY/T 5107-2005水基压裂液性能评价方法 SY/T 6376-2008压裂液通用技术条件 SY/T 5764-2OO7压裂用植物胶通用技术要求 3 现场配液罐 3.1 配液罐上要有明显的标记(注明液体类型、数量)。 3.2 配液罐内外要清洁干净。 3.3 配液罐要根据标记配液,不能混用。 3.4 配液罐的摆放要前低后高,有利于清洗和排出液体。 3.5 施工后要立即用清水洗配液罐至进出口水质一致。 4 配液用水 4.1 配液用水要清洁、无污物、无异味的清水,机械杂质≤0.2%,PH=7±0.5。 4.2 配液用水要达到施工设计对水质要求。 5 压裂液基液配制 5.1 基液配制必须按设计要求进行,依次按质按量均匀加入所需添加剂,绝不允许有结块或鱼眼发生。 5.2 基液配制完后按不低于500L/min的排量循环到罐内液体均匀为止。 5.3 四点取样(罐前、后,液体上部和下部),测粘度、PH值、作交联比,并作好记录。 6 交联剂配制 6.1 按设计要求的品种、数量加入添加剂。 6.2 按设计要求循环均匀。 7 破胶机的加入 7.1 按设计要求的质量、数量加入(两种方法加入)。 7.2 破胶剂的原料(过硫酸铵)应呈粉状,不结块。 7.3 配制好后放置不应超过24小时。 8 压裂液基液质量 8.1 基液质量按SY/T 5764-2007、SY/T 6376-2008执行。 8.2 液体配好后取样监测性能并填写记录,按SY/T 5107-2005执行。

新型压裂液体系的开发 文献综述

新型压裂液体系的开发 目前,国内使用的常规压裂液按类型划分,包括水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液、醇基压裂液和酸基压裂液等。油基压裂液因为使用成本较高、密度低、泵压高等原因使用较少;泡沫压裂液、乳化压裂液等因为需要特殊装备配置,应用也受到限制;水基压裂液因其来源较广、便于配制等特点是目前使用较多的压裂液体系,但其缺点是破胶不彻底,不易返排,需采用特殊助排措施;碱性交联环境与残渣较多,对储层伤害较大,尤其是低渗透、碱敏储层。常规压裂液有其自身无法避免的缺陷,为克服这些缺陷,压裂液研究发展的方向变为: (1)优质(满足施工要求):低摩阻、良好的流变性能和滤失性; (2)低伤害(改善压裂效果):快速彻底破胶、低残渣、与储层岩石和流体配伍; (3)低成本:简化添加剂类型、减少其用量,降低水马力,简化施工工序和设备占用。 因此能够满足或部分满足压裂液发展方向的低分子聚合物压裂液体系、黄原胶压裂液体系和清洁压裂液体系成了研究的热门。 一、低分子聚合物压裂液体系 目前加砂压裂施工不断向着大液量、大排量、高砂比、快速返排方面发展,这就要求以开发低聚合物、无聚合物压裂液为发展主线,向低(无)残渣方向发展,开发优质、低伤害和低成本的压裂液体系。近年来研制开发新型交联无残渣压裂液体系一直是国内外研究的课题。人工合成聚合物因其溶解性好、无水不溶物、无残渣等特点,一直是水基压裂液的主要研究对象,人工合成聚合物具有低摩阻、携砂性能强、对地层伤害小的优点,比较适合低压、低渗等复杂地层油藏的压裂改造,但因为不耐剪切,耐温性差等缺陷使应用受到很大限制。常用的合成聚合物有以下几种: 1.聚丙烯酰胺类 用于压裂液的聚丙烯酰胺类产品与有机钛、锆等金属交联剂反应形成的冻胶压裂液具有粘弹性好、对地层伤害低的特点,近年来在部分油田获得应用,如丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)的共聚物可适用于7℃以上地层压裂,丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐和甲基丙烯酰胺基丙基二甲基二羟丙基磺酸按(MAPDMDHPAS)的三聚物可适用于204℃以下的地层压裂。近年来有专利报道制备出新的丙烯酸胺类稠化剂,该稠化剂主要由一种或多种水溶性不饱和带烯链的单体与一种两亲性单体共聚而成,具有极好的水溶性、增稠性和抗盐性。 2.聚丙烯酸酯类 中科院广州化学研究所最新研制出一种丙烯酸酯类稠化剂,它由单体在引发剂、乳 中进行,产品增稠能力强,具有良好的使用性能。 化剂下合成,合成过程在超临界CO 2

压裂专业知识

压裂讲座 第一节压裂设备 1.压裂车: 压裂车是压裂的主要设备,它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液,将地层压开,把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高,压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2.混砂车: 混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂,并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。 3.平衡车: 平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内,保护封隔器和套管。另外,当施工中出现砂堵、砂卡等事故时,平衡车还可以立即进行反洗或反压井,排除故障。 4.仪表车: 仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车,采集和显示施工参数,进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。 5.管汇车: 管汇车的作用是运输管汇,如;高压三通、四通、单流阀、控制阀等。 第二节压裂施工基本程序 1.循环: 将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。循环路线是液罐车-混砂车-压裂泵-高压管汇-液罐车,旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。循环时要逐车逐档进行,以出口排液正常为合格。 2.试压: 关死井口总闸,对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa,保持2-3min不刺不漏为合格。 3.试挤: 试压合格后,打开总闸门,用1-2台压裂车将试剂液挤入油层,直到压力稳定为止。目的是检查井下管柱及井下工具是否正常,掌握油水的吸水能力。

4.压裂: 在试挤压力和排量稳定后,同时启动全部车辆向井内注入压裂液,使井底压力迅速升高,当井底压力超过地层破裂压力时,地层就会形成裂缝。 5.支撑剂: 开始混砂比要小,当判断砂子已进入裂缝,相应提高混砂比。 6.替挤: 预计加砂量完全加完后,就立即泵入顶替液,把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去,防止余砂乘积井底形成砂卡。 7.反洗或活动管柱 顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内,造成砂卡。 第三节压裂液原理 压裂的实质是利用高压泵组,将具有一定粘度的液体高速注入地层。当泵的注入速度大于地层的吸收速度时,地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开,形成较大的裂缝。随着液体的不断注入,已形成的裂缝向内延伸。为了防止停泵以后,裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和,要在注入的液体中加入支撑剂,使支撑剂充填在压开的饿裂缝中,以支撑缝面。 根据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。

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