西南石油大學(xué)-壓裂液概述及新型壓裂液演示文檔

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.,壓裂液概述及新型壓裂液簡(jiǎn)介,2014.11.03,.,一、壓裂液概述,.,壓裂就是利用地面高壓泵車(組)，以高于儲(chǔ)層吸收能力的速度，向井下注入高粘度壓裂液，使井筒內(nèi)壓力增高，一直達(dá)到克服地層的壓縮應(yīng)力和巖石的張力強(qiáng)度，巖石出現(xiàn)破裂，形成對(duì)稱于井眼的裂縫的過(guò)程。,壓裂的原理,.,在注入壓裂液時(shí)攜帶一定粒徑的固體支撐物（粒徑0.4～1.0mm的天然石英砂或人造高強(qiáng)度陶粒），使其按需要模式停留在裂縫里，使支撐裂縫保持一定的張開(kāi)程度。在壓裂液破膠返排后，這些裂縫為地層中的油氣提供了高導(dǎo)流能力的通道，從而提高了油氣井的產(chǎn)量。 酸壓是指在高于儲(chǔ)層破裂壓力或天然裂縫的閉合壓力下，將酸液擠入儲(chǔ)層，在儲(chǔ)層中形成裂縫，同時(shí)酸液與裂縫壁面發(fā)生反應(yīng)，非均勻刻蝕縫壁巖石，形成溝槽狀或凹凸不平的刻蝕裂縫，施工結(jié)束后裂縫不完全閉合，最終形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的人工裂縫，改善油氣井的滲流狀況。,壓裂的作用與目的,.,無(wú)支撐劑的錯(cuò)位縫面 粗糙裂縫面錯(cuò)位支撐，具有一定的導(dǎo)流能力。,無(wú)支撐劑的吻合縫面 粗糙裂縫面完全閉合，裂縫幾乎無(wú)導(dǎo)流能力。,含支撐劑的吻合縫面 粗糙裂縫面無(wú)錯(cuò)位，少量支撐劑，有一定導(dǎo)流能力。,含支撐劑的錯(cuò)位縫面 粗糙裂縫面錯(cuò)位支撐和少量支撐劑支撐，裂縫具有高導(dǎo)流能力。,幾種裂縫的導(dǎo)流能力,.,1.濾失量低; 2.懸浮性能好; 3.摩阻損失小; 4.對(duì)地層滲透率損害?。ㄅ湮樾院谩⒌蜌?jiān)?、易返排? 5.性能穩(wěn)定（熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性）； 6.成本低。,壓裂液是壓裂改造油氣層過(guò)程中的全部工作液。它起著傳遞壓力、形成地層裂縫和沿著張開(kāi)的裂縫輸送支撐劑的作用。壓裂液是個(gè)總稱，注入井內(nèi)的壓裂液在不同的階段有各自的任務(wù)。,壓裂液的作用及性能,.,相應(yīng)階段的壓裂液粘度控制應(yīng)滿足以下要求： 泵送階段的壓裂液初始粘度控制在滿足懸砂和低摩阻的適中水平； 造縫階段的壓裂液粘度盡可能達(dá)到最大造縫能力的高水平； 排液階段的水化液粘度降到最低水平。從而獲得最佳的壓裂效果。,壓裂液的關(guān)鍵,.,對(duì)地層降溫冷卻和預(yù)處理，以減少后續(xù)主工作液對(duì)地層的傷害。一般為活性水。,傳遞壓力，使地層破裂，產(chǎn)生裂縫以備后面的攜砂液進(jìn)入。在溫度較高的地層，它還可以進(jìn)一步起到降溫作用。一般為高粘凍膠。,將支撐劑帶入裂縫中并將砂子分布在預(yù)定的位置上。同時(shí)可使裂縫延伸和繼續(xù)冷卻地層。它在壓裂液中的份量最大。一般為交聯(lián)凍膠。,將攜砂液送到預(yù)定的位置。一般為活性水。,壓裂液的分類,.,壓裂液的分類,.,水基壓裂液的發(fā)展經(jīng)歷了活性水壓裂液、稠化水壓裂液、水基凍膠壓裂液三個(gè)階段。 活性水壓裂液:是表面活性劑的稀的水溶液。 稠化水壓裂液：是以稠化劑及表面活性劑配制的粘稠水溶液，即增稠了的活性水壓裂液。 水凍膠壓裂液：是用交聯(lián)劑將溶于水的增稠劑高分子進(jìn)行不完全交聯(lián)，使具有線性結(jié)構(gòu)的高分子水溶液變成線型和網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)混存的高分子水凍膠。其中亦添加了表面活性劑。它實(shí)際上就是交聯(lián)了的稠化水壓裂液。,水基壓裂液,.,因?yàn)榧羟忻舾小囟确€(wěn)定性差只適用于低溫、淺井、低砂量和低砂比的小型解堵性壓裂。,解決了線型壓裂液進(jìn)行高溫深井壓裂施工引起的剪切敏感、溫度穩(wěn)定性差等許多問(wèn)題。,,線型壓裂液 交聯(lián)壓裂液,,活性水壓裂液稠化水壓裂液,水基壓裂液,.,? 植物膠及衍生物 — 胍膠（HPG、CMG、CMHPG） — 田箐、香豆膠、魔芋膠等 ? 纖維素衍生物 — 羧甲基纖維素鈉鹽（CMC） — 羥乙基纖維素（HEC） — 羧甲基羥乙基纖維素（CMHEC） 生物聚多糖 — 黃原膠（XC） ? 工業(yè)合成聚合物 — 聚丙烯酰胺（PAM） — 部分水解聚丙酰胺（PHPAM） — 甲叉基聚丙烯酰胺（MPAM）,水基壓裂液稠化劑,.,?兩性金屬（非金屬）含氧酸鹽 —硼酸鹽、鋁酸鹽、銻酸鹽和鈦酸鹽等 弱酸強(qiáng)堿鹽 ?無(wú)機(jī)鹽類兩性金屬鹽 —如硫酸鋁、氯化鉻、硫酸銅、氯化鋯等強(qiáng)酸弱堿鹽 ?無(wú)機(jī)酸脂 —如硼酸酯、鈦酸酯、鋯酸酯 ?醛類 —甲醛、乙醛、乙二醛等,,水基壓裂液交聯(lián)劑,.,?生物酶 適用溫度21 ～ 54℃,pH值范圍pH=3 ～ 8,最佳pH=5 ? 氧化破膠劑 適用于 pH=3 ～ 14。普通氧化破膠劑適用溫度 54～93℃；延遲活化氧化破膠劑適用溫度 83～116℃，常用氧化破膠劑是過(guò)硫酸鹽。 ? 有機(jī)弱酸 很少用作水基壓裂液的破膠劑,適用溫度大于93 ℃。,,水基壓裂液破膠劑,.,降濾劑：降低壓裂液在施工過(guò)程中的液體濾失量防膨劑：防止粘土水化膨脹和分散運(yùn)移殺菌劑：殺滅高分子水溶液中的細(xì)菌，保證基液不變質(zhì)助排劑：降低破膠后液體表面張力，利于返排pH值調(diào)節(jié)劑：使壓裂液具有一定的pH值緩沖能力穩(wěn)定劑：用來(lái)提高壓裂液的耐溫能力,水基壓裂液助劑,.,清潔壓裂液是對(duì)傳統(tǒng)聚合物/破膠方法的挑戰(zhàn)。它使用粘彈性表面活性劑(VES)而不用聚合物，亦稱清潔無(wú)聚合物壓裂液(簡(jiǎn)稱VESfluid或CleanFRAC)。 特點(diǎn)： VES壓裂液粘度低，彈性好，可以有效地輸送支撐劑，同時(shí)能降低摩阻。 該壓裂液配制簡(jiǎn)單，主要用VES在鹽水中調(diào)配。 不需要交聯(lián)劑、破膠劑和其它化學(xué)添加劑。 無(wú)殘?jiān)?，支撐裂縫能保持良好的導(dǎo)流能力。,清潔壓裂液,,.,清潔壓裂液,,粘彈性表面活性劑 陽(yáng)離子表面活性劑：長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽，EHAC 兩性離子表面活性劑：甜菜堿型或氧化胺， 陰離子表面活性劑：羧酸型、磺酸型 反離子助劑： 無(wú)機(jī)鹽：氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、溴化鈉、溴化鉀 助水溶鹽：水楊酸鈉、苯甲酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉,.,膠束形成機(jī)理,C>CMCⅠ,,,,treelike micelle,Transient networks,.,蠕蟲狀膠束的特性,與高分子不同，蠕蟲狀膠束在外力（比如高剪切力）的作用下發(fā)生的斷裂，在外力撤除之后，是可以恢復(fù)。 所以在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，可以以很高的速度將清潔壓裂液壓入地層，而不會(huì)引起其性能的降低。,.,兩種類型壓裂液的差別－溫粘性,清潔壓裂液剪切粘度隨時(shí)間變化圖,胍膠壓裂液剪切粘度隨時(shí)間變化圖,.,兩種類型壓裂液的差別－－流變性,胍膠壓裂液在低溫時(shí)粘度非常大，因而摩阻較大，動(dòng)力消耗太大，增加施工成本； 60攝氏度，清潔壓裂液的粘度不到胍膠壓裂液的粘度1/3，但是其靜態(tài)懸砂能力比瓜膠壓裂液強(qiáng)得多。,,.,清潔壓裂液與常規(guī)壓裂液對(duì)比,清潔壓裂液 攜砂能力強(qiáng)、適宜造長(zhǎng)縫 粘度低、裂縫窄 配置方便 無(wú)固相、低傷害 由于彈性好，粘度30mPa.s攜砂良好,HPG等壓裂液 粘度高、造縫寬 添加劑種類多 對(duì)儲(chǔ)層傷害嚴(yán)重 懸砂能力差 粘度至少大于50mPa.s,.,清潔壓裂液在一定范圍內(nèi)解決了傳統(tǒng)壓裂液對(duì)裂縫導(dǎo)流能力傷害； 清潔壓裂液施工簡(jiǎn)單，裂縫幾何參數(shù)合理，對(duì)裂縫導(dǎo)流能力傷害?。?清潔壓裂液卻改變了地層表面性質(zhì)，使地層的滲透率可能受到傷害。,清潔壓裂液小結(jié),,.,油基壓裂液,基液：一般為成品油及原油（高閃點(diǎn)）。 膠凝劑：磷酸酯或油溶性脂肪酸鹽（長(zhǎng)碳鏈）。 交聯(lián)劑：三價(jià)鋁離子或者三價(jià)鐵離子。 破膠劑：堿（有機(jī)酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨）。,.,泡沫壓裂液,常用氣體為氮?dú)饣蚨趸?，泡沫體積含量為50-70%。 粘度大，攜砂能力強(qiáng)。 濾失量小。 增能效應(yīng)有利于返排。 摩阻小，只有常規(guī)壓裂液的30-40% 適用于：低溫、低壓、水敏油氣藏。,.,三個(gè)階段： 第一代泡沫壓裂液(70年代)主要由鹽水、酸類、甲醇、原油、N2和起泡劑配制而成,其泡沫穩(wěn)定性差,壽命短,攜砂濃度只有120～240kg/m3，適合于淺井小規(guī)模施工; 第二代泡沫壓裂液(80年代)由鹽水、起泡劑、聚合物(植物膠)、穩(wěn)泡劑和N2或CO2組成,其泡沫穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、黏度大,攜砂濃度可達(dá)480～600kg/m3,適合各類油氣井壓裂施工。 第三代泡沫壓裂液(80～90年代)由鹽水、起泡劑、聚合物、交聯(lián)劑、N2或CO2組成,以交聯(lián)凍膠體為穩(wěn)泡劑,氣泡分散更均勻、更穩(wěn)定、黏度更大,攜砂濃度可大于600kg/m3,適合高溫深井壓裂施工。,泡沫壓裂液,.,二、新型壓裂液簡(jiǎn)介,.,傳統(tǒng)聚合物壓裂液的傷害特征,按壓裂液作用位置分,地層基質(zhì)傷害 支撐裂縫傷害,液體傷害 固體傷害 壓裂液濾餅和濃縮膠,,按流體性質(zhì)分,.,,壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害,壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵 地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害 壓裂液與原油乳化造成的地層傷害 潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害 壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害 壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害 壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害,.,,壓裂液固相堵塞,來(lái)源 —基液或成膠物質(zhì)的不溶物 —降濾劑或支撐劑中的微粒 —壓裂液對(duì)地層巖石浸泡而脫落下來(lái)的微粒 —化學(xué)反應(yīng)沉淀物等固相顆粒。 作用 —形成濾餅后阻止濾液侵入地層更遠(yuǎn)處，提高了壓裂液效率，減少了對(duì)地層的傷害； —它又要堵塞地層及裂縫內(nèi)孔隙和喉道，增強(qiáng)了乳化液的界面膜厚度而難破膠。,.,,壓裂液濃縮,壓裂液的不斷濾失和裂縫閉合，導(dǎo)致交聯(lián)聚合物在支撐裂縫內(nèi)的濃度越來(lái)越高（即濃縮）。 支撐劑鋪置濃度對(duì)壓裂液濃縮因子有較大影響，隨著鋪砂濃度降低，壓裂液濃縮因子提高，此時(shí)不可能用常規(guī)破膠劑用量實(shí)現(xiàn)高濃縮壓裂液的徹底破膠，形成大量殘膠而嚴(yán)重影響支撐裂縫導(dǎo)流能力。,.,常規(guī)胍膠壓裂液的傷害機(jī)理,,,,,,,,,側(cè)基去除，主鏈向纖維素的螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，引起聚合物水溶性降低，產(chǎn)生次生殘?jiān)?水不溶殘?jiān)膩?lái)源,.,胍膠殘?jiān)鼘?duì)導(dǎo)流能力的傷害,圖1 導(dǎo)流率 ~ 孔隙率關(guān)系,圖2 導(dǎo)流率 ~ 起始胍膠濃度,,.,殘余的胍膠在裂縫內(nèi)部的分布狀況 壓裂液濾失 －－容易形成定向排列,胍膠殘?jiān)鼘?duì)導(dǎo)流能力的傷害,,.,胍膠增稠劑大幅漲價(jià)后的思考與對(duì)策,2011年4季度以來(lái)，國(guó)際市場(chǎng)瓜爾膠片價(jià)格持續(xù)大幅上漲，漲幅超過(guò)300%（由原來(lái)的2-3萬(wàn)元/噸上漲至13萬(wàn)元/噸以上），可考慮采取以下應(yīng)對(duì)措施：,（一）降低瓜爾膠使用濃度 ● 應(yīng)用羧甲基胍膠(CMHPG)，代替羥丙基胍膠(HPG)，用量可降低1/3－1/2 ● 研制低分子改性胍膠壓裂液體系 ● 研制高效交聯(lián)劑，如雙分子或多分子型有機(jī)硼、鈦、鋯交聯(lián)劑 （二）其他天然植物膠代替瓜爾膠 如香豆膠、田菁膠、魔芋膠、黃原膠等作為壓裂液的增稠劑，優(yōu)化研究相應(yīng)的交聯(lián)劑及配套添加劑 （三）清潔壓裂液替代胍膠壓裂液 ● 粘彈性表面活性劑（VES）清潔壓裂液 ● 抗溫抗鹽聚合物清潔壓裂液 ● 納米材料締合清潔壓裂液,.,,隨著人們對(duì)常規(guī)聚合物壓裂液傷害特征認(rèn)識(shí)的不斷深入，發(fā)展新型低傷害、甚至無(wú)傷害的壓裂液體系已經(jīng)逐漸變成了現(xiàn)實(shí)。,低濃度胍膠壓裂液 低分子胍膠壓裂液（可重復(fù)使用） 疏水締合聚合物壓裂液 清潔壓裂液的衍生體系 增能壓裂液體系 酸基壓裂液 纖維壓裂液,.,低濃度胍膠壓裂液,如何降低瓜膠在地層中的殘留，最直接的方法就是降低瓜膠的用量。既要保證壓裂液粘度，又要降低胍膠用量。怎么實(shí)現(xiàn)？ 通過(guò)向瓜膠分子上引入帶電基團(tuán)，利用帶電基團(tuán)之間的靜電斥力，可以使原有的瓜膠收縮線團(tuán)變成擴(kuò)張線團(tuán)，從而降低形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)所需要的瓜膠用量。 胍膠羧甲基化 -CH2COOH,.,低濃度胍膠壓裂液,,,,,,該類型胍膠用量可以減少30-50%。,.,,,低分子胍膠壓裂液,低分子胍膠是在酶或者光催化下，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，把常規(guī)胍膠降解成分子量?jī)H1/10～1/20的產(chǎn)物。 目的是在地面上、在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將在地下無(wú)法控制的破膠過(guò)程提前、嚴(yán)格控制的完成。 特點(diǎn)：它的交聯(lián)和破膠靠壓裂液體系自身pH值的改變而完成， pH值高的時(shí)候可以交聯(lián)呈凍膠狀， pH值低的時(shí)候自動(dòng)破膠。因此施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，可回收再利用。,.,超低分子量,MicroPolymer material is 25 to 30 times smaller than conventional polymers,.,交聯(lián)示意圖,,.,優(yōu)點(diǎn)： 分子量17-30萬(wàn)，比常規(guī)壓裂液分子量降低至少210（243萬(wàn)），易形成很好的交聯(lián)流體； 液體濾失控制好； 濾餅，對(duì)裂縫表面損害較??； 返排率高、對(duì)地層的傷害大幅度降低； 液體回收重復(fù)利用，減少對(duì)環(huán)境的污染、也節(jié)約成本。,.,疏水締合聚合物壓裂液,疏水締合聚合物是親水性大分子鏈上引入少量疏水基團(tuán)的一類新型聚合物。 這類聚合物在稀溶液中主要以分子內(nèi)締合為主，在濃度大于臨界締合濃度時(shí)就形成以分子間締合為主的超大分子結(jié)構(gòu)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使流體力學(xué)體積增大，表現(xiàn)出良好的增粘效果。特別是在一定濃度的鹽水中，疏水締合作用進(jìn)一步加強(qiáng)。 這類聚合物溶液在強(qiáng)剪切作用下可以粘度下降，在低剪切速率下又會(huì)重新形成疏水基團(tuán)相互作用的締合，形成高粘流體。這很好地滿足了壓裂液在不同階段受剪切作用強(qiáng)弱不同的要求，可以很好地滿足壓裂液攜砂的要求。,.,,疏水締合聚合物的優(yōu)點(diǎn),1、性能穩(wěn)定不易腐敗變質(zhì)。 2、易溶解，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整； 3、壓裂液流變性好，減小了設(shè)備工作負(fù)荷。 4、價(jià)格較低，壓裂液成本可以接受。 5、殘雜含量很低，傷害較小，增產(chǎn)效果好。 6、地層水可使之降粘，返排，配合破膠劑使用破膠更徹底。 在壓裂液中有廣闊的應(yīng)用前景。,.,,疏水締合聚合物的剪切稀釋特性,從上圖可以看出，在1400s-1高剪切速率下壓裂液的粘度約為25mpa.s，剪切速率降至170s-1時(shí)粘度恢復(fù)至55～ 80mpa.s。這與壓裂液網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，締合結(jié)構(gòu)是可逆的，具有剪切稀釋性。,.,VES/CO2壓裂液：多表面活性劑體系中加入CO2所形成的壓裂液體系 耐溫性：可達(dá)160℃ 適用于：衰竭油氣藏、水敏地層、小油管,（1） 新型CO2—粘彈性表面活性劑壓裂液（VES/CO2壓裂液）,VES—泡沫壓裂液,優(yōu)點(diǎn) 無(wú)剪切降解：所形成的蠕蟲狀膠束可以自動(dòng)修復(fù)被破壞的結(jié)構(gòu) 對(duì)于不適合聚合物壓裂液的小油管更有優(yōu)勢(shì)， 相比泡沫壓裂液，其摩阻小 表面活性劑遇地層油自動(dòng)破膠 無(wú)固相，無(wú)殘?jiān)?，?duì)滲透率和裂縫導(dǎo)流能力傷害很小 表面活性劑表界面張力低，摩阻低，返排率高,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 VES/CO2壓裂液在國(guó)外20多個(gè)油田被應(yīng)用，其中德克薩斯州 Panhandle地區(qū)應(yīng)用最多 國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有被報(bào)道的應(yīng)用實(shí)例,.,（2） CH4混合CO2—粘彈性表 面活性劑乳化壓裂液 （VES/ CH4 / CO2壓裂液）,體系組成： 主劑為表面活性劑，添加 CO2和CH4，CO2占50% 適用儲(chǔ)層： 低壓水敏性致密氣層 適合溫度135℃以內(nèi)的儲(chǔ)層,2.1 泡沫——粘彈性表面活性劑乳化壓裂液,.,類交聯(lián)VES壓裂液,普通的VES壓裂液缺點(diǎn),低分子量粘彈性表面活性劑+納米材料+內(nèi)部破膠劑,類交聯(lián)VES壓裂液,VES膠束在高溫下不穩(wěn)定，容易受熱重排成沒(méi)有粘度的結(jié)構(gòu)，普遍耐溫60-100℃ VES膠束抗高速剪切能力低 約20%的VES壓裂液不能充分地流動(dòng)和返排 清潔壓裂液中的表面活性劑分子量小，容易濾失；當(dāng)?shù)貙訚B透率為800-1000md時(shí)， VES的濾失和清水相當(dāng),.,2.2 類交聯(lián)VES壓裂液,,納米材料,形成機(jī)理 在傳統(tǒng)VES壓裂液中加入納米材料，這些納米材料以靜電力和范德華力與VES膠束締合或“擬交聯(lián)”在一起，建立起一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而保持流體高溫穩(wěn)定性,.,類交聯(lián)VES壓裂液,＞ 60mPa·s,.,（1）對(duì)地層中壓裂液升溫，同時(shí)對(duì)井筒增壓，以利于壓裂液的徹底破膠和壓裂液的順利返排,生熱劑+改性胍膠+交聯(lián)劑+化學(xué)破膠劑等 基本原理：在現(xiàn)有胍膠壓裂液中加入延遲升溫劑，使其在20- 40min后升溫到50℃以上達(dá)到最佳破膠溫度，進(jìn)壓 裂液徹底破膠返排，以進(jìn)一步降低對(duì)儲(chǔ)層的傷害,2.3 增能壓裂液,適用性,砂巖地層、泥巖地層、水敏性地層、濾失傷害較嚴(yán)重的地層、低溫低壓地層、壓裂后返排困難的地層 地質(zhì)條件越復(fù)雜、地層溫度及壓力越低，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)越明顯,.,⑴ 破膠性能 聚合物分子鏈斷裂均勻，破膠徹底，破膠液外觀清澈透明，粘度較低（低于5mPa.s），肉眼看不見(jiàn)壓裂液殘?jiān)?⑵ 升溫性能 根據(jù)施工規(guī)模不同，通過(guò)控制催化劑的濃度和生熱劑的濃度，能使壓裂液體系在施工的后期上升到最佳的破膠溫度 ⑶ 增壓助排性能 壓裂液在產(chǎn)生熱量的同時(shí)，生成大量惰性氣體，具有自動(dòng)增壓功能，形成類似前置“液氮/二氧化碳”的作用,性能,2.3 增能壓裂液,.,進(jìn)入地層自動(dòng)形成的泡沫混合物抗濾失性強(qiáng)、攜砂性強(qiáng)。泡沫混合物提供的結(jié)構(gòu)粘度更適合于大砂量的壓裂施工，泡沫具有類似粉砂的降濾失效果 返排時(shí)形成的泡沫混合物在井筒中自動(dòng)氣舉，返排快，對(duì)儲(chǔ)層傷害小 成本低，僅為羥丙基胍膠壓裂液的1.5～2倍左右，比泡沫壓裂液的 成本低得多 對(duì)地層的傷害率較小，明顯小于目前使用的羥丙基胍膠壓裂液,優(yōu)點(diǎn),2.3 增能壓裂液,.,（2）CO2增能稠化烴壓裂液,稠化烴壓裂液 烴 類：磷酸酯類和改性的磷酸酯類 交聯(lián)劑：鋁或者鐵活化劑（都與氮?dú)饧嫒荩?鐵活化劑交聯(lián)的稠化烴壓裂液：在酸性地層中穩(wěn)定，破膠劑為堿性材料；這種體系更適合加入CO2，形成CO2增能稠化烴壓裂液。現(xiàn)場(chǎng)常用CO2和N2混合應(yīng)用。,適用條件：低壓致密氣井，儲(chǔ)層滲透率0.1mD～10D；井深超過(guò)3000m；地層溫度110℃以下,2.3 增能壓裂液,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 Montney、Rock Creek,Ostracod、Gething、Viking、Dunvegan 和Cardium等地 層都有應(yīng)用 例如：在 Rock Creek氣田，現(xiàn)場(chǎng)使用體系為：12% 稠化烴壓裂液中加入CO2 ，18% 加入N2、70%不加入任何氣體,.,2.4 酸性VES壓裂液,酸性VES壓裂液：采用新型兩性黏彈性表面活性劑，在酸性介質(zhì)中 稠化形成酸性黏彈性流體，配制得到新型酸性清 潔壓裂液,20% 鹽酸VES壓裂液 黏溫曲線,.,2.4 酸性VES壓裂液,（1） 低傷害 自動(dòng)破膠， 破膠后無(wú)殘?jiān)?，不?huì)對(duì)地層產(chǎn)生新的傷害 兩性離子表面活性劑可克服陽(yáng)離子表面活性劑體系因減小砂巖地層孔隙吼道尺寸引起巖石表面潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)等副作用 （2）良好的降濾和緩速性能 可與巖石發(fā)生反應(yīng)，使pH值降低和鹽濃度上升，從而使其黏度升高（可 達(dá)300mPa·s以上），降濾和緩速性能得到顯著改善 在酸壓改造中，酸性VES壓裂液在裂縫壁面的濾失過(guò)程中，鮮酸易進(jìn)入高滲 透段，進(jìn)而產(chǎn)生較多高滲透率孔道（蚓孔），同時(shí)pH 值下降, 黏度上升， 增 黏后轉(zhuǎn)向酸的作用深度和強(qiáng)度更大，降濾能力更強(qiáng)，從而可有效地降低 高滲透區(qū)的濾失速率,性能及優(yōu)點(diǎn),.,2.4 酸性VES壓裂液,（3）良好的縫內(nèi)轉(zhuǎn)向性能 對(duì)于微細(xì)裂縫發(fā)育的儲(chǔ)層，在縫內(nèi)形成高黏堵塞，造成其在微細(xì)裂縫中的屏蔽暫堵，從而在縫內(nèi)形成憋壓轉(zhuǎn)向，溝通其他酸壓工藝不能溝通的新油區(qū) （4）低摩阻、低施工壓力 摩阻為清水的1/5、胍膠的1/2 ；對(duì)于深度2000m深的井，可以降低施工壓力約10MPa （5）耐剪切、有效時(shí)間長(zhǎng) 黏彈性表面活性劑的膠束是自組裝結(jié)構(gòu)體，膠束在剪切力作用下可以被剪斷；但外力撤出后，其膠束又可恢復(fù)交聯(lián)，攜砂能力好,.,2.4 酸性VES壓裂液,適用性,（1）針對(duì)老井重復(fù)改造 根據(jù)老井的開(kāi)采時(shí)間和結(jié)垢狀況，初步評(píng)估結(jié)垢量，該體系可調(diào)整酸液類型和酸量。針對(duì)結(jié)垢嚴(yán)重的老井，該體系可采用高酸濃度酸壓施工 （2）針對(duì)新井改造 在強(qiáng)酸敏地層可控制pH范圍為4-6，并加入鐵離子穩(wěn)定劑，在碳酸鹽地層也可將壓裂和高濃度酸化有機(jī)結(jié)合，提高改造效果,應(yīng)用現(xiàn)狀,國(guó)內(nèi)酸性清潔壓裂液成型的產(chǎn)品不多，產(chǎn)品耐溫性能稍差，酸濃度不高，施工交聯(lián)比大，目前還不易控制,.,膠凝酸酸壓液體體系,膠凝酸體系,較高的粘度，延緩酸巖反應(yīng)，提高酸的有效作用距離，實(shí)現(xiàn)深度酸壓； 同時(shí)殘酸有一定的粘度，可懸浮、攜帶酸不溶顆粒,前置酸 膠凝酸 閉合酸 前置液 活性水,,.,纖維材料的作用 增強(qiáng)壓裂液的攜砂能力，降低支撐劑沉降速率，提高支撐劑運(yùn)移距離 促進(jìn)裂縫中支撐劑均勻分布，防止支撐劑回流、出砂 例如：將人造纖維混在攜砂液中尾隨注入，從而將支撐劑穩(wěn)固在原始位置，而流體可以自由通過(guò)，達(dá)到預(yù)防支撐劑回流的目的,纖維充填壓裂液 在常規(guī)壓裂液中加入纖維材料形成的纖維網(wǎng)狀壓裂液,纖維充填壓裂液,.,纖維充填壓裂液,纖維性能要求,良好的分散性（清水、基液、凍膠） 與壓裂液的配伍性好 支撐劑導(dǎo)流能力的影響小 高溫、酸堿穩(wěn)定性好（短時(shí)間），降解性好（長(zhǎng)時(shí)間）。,擋砂穩(wěn)砂原理：利用纖維的彎曲、卷曲和螺旋交叉，相互纏繞形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可將支撐劑或砂粒束縛于其中，形成較為穩(wěn)定的的過(guò)濾體，同時(shí)具有相當(dāng)?shù)臐B透率，從而達(dá)到壓裂防砂、防止支撐劑回流的目的。,