勘探开发研究院廊坊分院

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1、第1页中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化技术服务中心二〇一二年六月压裂液体技术及国外储层改造技术新进展汇报人：XXX2012年压裂酸化技术交流会第2页汇报提纲一、水力压裂生产需求与面临挑战二、国内压裂液技术研究新进展三、国外储层改造技术新进展四、未来技术发展建议第3页水力压裂已经发展成为近代应用最为广泛的、提高采油速度和增加经济可采储量的增产增注工艺方法。水力压裂是勘探认识储层特征和生产潜力的重要措施。物探地震技术、钻完井技术和储层改造的压裂技术已经成为了当今石油天然气工业的三大核心工程技术（－－周吉平总裁，2012年勘探年会总结讲话）。压裂是油气田勘探开发重要的工程手段

2、第4页压裂历程的演变压裂工艺最早出现于1890年，最初为提高产量而对地层进行的压裂尝试并非水力压裂，而是使用高能炸药炸开地层，在储层至井眼之间形成“流体通道”。20世纪30年代末，酸化已成为一种广为接受的油气井开发工艺。1947年，第一次正式的水力压裂增产作业在堪萨斯州西部的Hugoton气田实施。到20世纪60年代中页，瓜尔胶稠化剂的问世，水力加砂压裂取代酸化，成为油气田首选的增产处理工艺。20世纪90年代到21世纪，从致密气大型水力压裂（MHF）到页岩气、致密油的水平井+体积压裂（SRV）时至今日，每年都会进行数万次类似的压裂作业，其中包括从费用低于2万美元的小型消除表皮

3、的解堵型压裂到单井耗资超过1亿美元的大型压裂。第5页从常规到非常规压裂技术面临的生产需求储层条件变化高渗透、低渗透、超低渗、纳达西常规油气藏、致密气、致密油、页岩气、煤层气低压、水敏、液锁、高温压裂工艺技术直井、定向井、水平井、丛式井（管柱与工具）小、中、大、特大规模（液量、砂量、排量）水基压裂液、滑溜水、泡沫压裂液清洁低损害、造缝携砂单井、整体、开发、缝网、SRV（体积压裂）压裂过程管理质量成本进度第6页压裂液是储层改造的重要环节压裂液的基本作用能量传递介质输送并铺置压裂支撑剂液体最大限度的破胶与返排，形成高导流的支撑缝带压裂液分类：预前置液、前置液、携砂液和顶替液压裂液的

4、基本要求与储层的岩石和流体相配伍具有良好的流变性能与携砂能力具有低滤失特性能彻底破胶与快速返排应具有低摩阻特性施工安全、易操作低成本压裂酸化是典型的复杂的物理化学过程，具有“三传一反”特征能量传递（压力）质量传递（液体、支撑剂）热量传递（热交换）化学反应过程（酸岩反应与交联破胶）涉及了物理、化学、力学、地质、油藏物理—物质、能量、空间、时间化学—无机、有机、高分子、胶体力学—岩石、流体、动力学、热力学第7页水基压裂液是由多种添加剂组成的非牛顿流体瓜尔胶是水基压裂液的主要稠化剂水基压裂液添加剂包括：稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂、粘土稳定剂、pH值调节剂、杀菌剂、破乳剂、降滤失

5、剂和其它辅助性添加剂稠化剂：植物胶、合成聚合物、纤维素及其衍生物，瓜尔胶是水基压裂液主要稠化剂，主产地印度、巴基斯坦，1993年引进国内加工改性，用作压裂液添加剂第8页－－摘自2012年《现代压裂技术》压裂液的选择－科学的艺术第9页全球瓜尔胶紧缺：2012年全球预计需求瓜尔胶达到70万吨，印度产量占全球80%，2011年生产胶片仅为33.6万吨，缺口很大！全球瓜尔胶价格飙升：2011年初价格为1950美元/吨，最高达2.1万美元，中国石油价：每吨羟丙基瓜胶15.8万元，羧甲基瓜胶19.6万元。导致压裂成本攀升：每方瓜尔胶压裂液成本由350～500元上升到1000-1400元，

6、2012年中石油压裂液成本预计增加超过20亿元。影响压裂及生产：油田因不能承受价格增长，停止采购瓜尔胶，影响压裂井数和油田产量。瓜尔胶国际期货价格飙升压裂液面临的挑战—瓜尔胶价格飙升影响油田生产第10页压裂液面临的挑战—低成本、低损害以植物胶交联压裂液为主，减阻水次之，线性胶、非水基胶和VES为辅导流能力损害：Zr/CMHPG＞B/Guar＞低浓度瓜尔胶＞减阻水＞VES储层的敏感性解决损害问题大规模万方液、千方砂解决低成本问题水资源与环境大量生产需求解决配制简便货源快捷回收再利用第11页汇报提纲一、水力压裂生产需求与面临挑战二、国内压裂液技术研究新进展三、国外储层改造技术新进

7、展四、未来技术发展建议第12页1.瓜尔胶分子结构、增黏能力与交联特性基液、硼交联冻胶和锆交联冻胶的形态不同瓜尔胶产品浓度的水溶液增黏能力第13页2.瓜尔胶压裂液的交联下限与低浓度开发技术在聚合物的临界重叠浓度（C*）和临界交联浓度（C**）之间增加浓度，交联是有效的。C*和C**之间是临界交联浓度范围(Ccc)，即为能形成全三维的网状结构所需的最小聚合物浓度，即最低交联浓度（交联下限）。（1）瓜尔胶压裂液交联下限第14页2.瓜尔胶压裂液的交联下限与低浓度开发技术LCG低浓度瓜尔胶压裂液体系，降低瓜尔胶使