国内清洁压裂液的研究与应用.pdf

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1、2012年10月方飞飞等．国内清洁压裂液的研究与应用5国内清洁压裂液的研究与应用方飞飞，唐善法，田磊，梁策，刘明书，黄嵘(长江大学石油工程学院，荆州434023)[摘要]总结了压裂液的发展历程，分析归纳了目前国内外清洁压裂液体系的组成、作用机理。对国内清洁压裂液在油井、天然气和煤层气中的最新研究与应用进行了综述，并针对清洁压裂液的发展趋势提出了自己的看法。[关键词]清洁压裂液表面活性剂增黏机理油气井煤层气压裂作为油气藏增产增注的主要措施已得到次，均取得了良好效果，在油气田开发中具有极大迅速发展和广泛应用，压裂液是压裂技术的重要的潜力。据

2、此，本文对国内清洁压裂液的最新进组成部分，是决定压裂成败的关键。自从1947年展进行了综述，并对清洁压裂液的发展趋势提出首次用于裂缝增产以来，压裂液已经历了巨大的了自己的看法。演变¨J。早期的压裂作业是通过向汽油中添加1清洁压裂液理论研究形成足以压开和延伸裂缝的黏性流体，后来逐渐1．1黏弹性机理采用胍胶及其衍生物作为工作液；但随着井深的黏弹性清洁压裂液的基本组成为黏弹性表面增加和温度的升高，对压裂液黏度的要求越来越活性剂、盐溶液、稳定剂j。在水或盐水中，随着高。为了在高温储层中达到足够的黏度和提高其黏弹性表面活性剂浓度的增大，表面活性剂

3、分子高温稳定性能，开始采用硼、锆、钛等无机和有机聚集，形成棒状胶束，通过范德华力和分子间的弱金属离子作为交联剂j。与此同时，针对一些特化学键相互缠绕，使体系的黏度和弹性越来越明殊地层(如高温、低温、低渗透、水敏地层等)和特显，形成不含任何聚合物和固体颗粒的黏弹性液殊工艺需要(如快速配置、延迟交联、快速破胶、体。由于带电基团的强烈排斥作用，大多数离子酸化压裂等)，发展了各种特殊的压裂液，例如泡型表面活性剂在溶液中只能形成球型胶束，其溶沫压裂液、乳化压裂液和油基压裂液等J。液黏度很小。通过加人添加剂可屏蔽这些表面活上述几种压裂液体系，已在国

4、内外各油田得性剂胶束／水界面电荷而形成棒状胶束，甚至形成到广泛的应用，并取得良好的增产效果J。但使网络结构，使体系呈胶态，并具有明显的黏用这些压裂液体系存在共同的缺陷，就是压裂液弹性。破胶不完全，产生的残渣残留在裂缝中，严重降低1．2抗剪切机理了储层渗透率，从而导致压裂效果变差甚至失效。清洁压裂液中不含任何高分子聚合物，其黏据资料介绍J，普通的压裂液在地层中的残留度是通过胶束的相互缠绕而形成的，具有很强的量高达注入量的6O％～65％。抗剪切能力，表现为黏弹性，清洁压裂液的表观黏1997年，斯伦贝谢公司成功研制出黏弹性表度不随时间变化，并

5、且经过高剪切后体系的黏度面活性剂(VES)压裂液。该压裂液由黏弹性表面还能得到恢复，这与胍胶压裂液的黏度形成机理活性剂和其他添加剂构成卜引，流动摩~rtd,_6J，只不同，植物胶压裂液不耐剪切，分子链的断开会使有清水摩阻的25％～40％和胍胶压裂液摩阻的植物胶的黏度永久地丧失⋯。1／3，不需交联剂和破胶剂，遇地层流体时自动破胶，对地层伤害小或无伤害，又称为“清洁压裂液”。据资料介绍，该压裂液已在加拿大、美收稿日期：2012—05—21。国、意大利、墨西哥湾等众多油田常规压裂施工中作者简介：方飞飞，本科，从事清洁压裂液方面的研究。基金项目

6、：国家大学生创新性试验计划(111048920)。广泛应用，截至2000年，国外施工已达2400井细石化工进展第l3卷第l0期6ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS1．3携砂机理井中研究和应用得到了迅速的发展，最近几年又研究表明清洁压裂液体系不是靠黏度携砂，出现了新的技术和发展方向。因为VES分子在盐水中排列在一起形成棒状和2007年，崔会杰等¨指出提高表明活性剂杆状胶束。而当表面活性剂的浓度达到临界浓度浓度，可以提高清洁压裂液的耐温性，从60cc升时，这些胶束就会相互缠绕在一起，形成具有动态温到90℃，表面活性剂浓

7、度需由1．5％提高到稳定性三维网络结构，在特定的温度下其携砂性6％。并对具有较强水敏性和较低渗透率的华北能不会随时间而发生变化。美国STIMLAB公油田桐12、桐47断块进行了压裂施工，相对于前司通过大型输砂模型对胍胶压裂液和清洁压裂液期使用羟丙基胍胶压裂液压裂的3口井，桐进行了携砂实验，结果为：胍胶压裂液在100S47—8x井压后抽日产原油2．94t，桐47—21x井的剪切速率下最低携砂黏度为100mPa·S，在压后日产原油0．64t，桐47—43x井压后日产原170S的剪切速率下最低携砂黏度为50mPa·s；油0．64～3．5t；使

8、用清洁压裂液压裂9口井，压而清洁压裂液在100S的剪切速率下最低携砂后5mm油嘴自喷日产原油10．4—39．0t，增产效黏度为30mPa·S，在170S的剪切速率下最低果非常显著。携砂黏度为25mPa·s_