水基壓裂液性能評價

1、水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法20152015年年8 8月月 壓裂過程中，要求壓裂液具有壓裂過程中，要求壓裂液具有高的攜帶支撐劑的能力高的攜帶支撐劑的能力、低的摩阻低的摩阻力力及在不同的幾何空間、不同的流動狀態(tài)下及在不同的幾何空間、不同的流動狀態(tài)下優(yōu)良的承受破壞的能力優(yōu)良的承受破壞的能力。能否達到完善這些性能，首要的工作在于對壓裂液流變性能進行正常能否達到完善這些性能，首要的工作在于對壓裂液流變性能進行正常評價。壓裂液性能的測試和評價是為配制和選用壓裂液提供依據(jù)，為評價。壓裂液性能的測試和評價是為配制和選用壓裂液提供依據(jù)，為壓裂設(shè)計提供參考。壓裂設(shè)計提供參考。水基壓裂液性能評價方

2、法水基壓裂液性能評價方法（1 1）基液粘度：）基液粘度： 壓裂液基液是指準備增稠或交聯(lián)的液體。壓裂液基液是指準備增稠或交聯(lián)的液體?；赫扯却沓砘瘎┑脑龌赫扯却沓砘瘎┑脑龀砟芰εc溶解速度稠能力與溶解速度。壓裂基液粘度用范。壓裂基液粘度用范3535旋轉(zhuǎn)粘度計或用類似儀器測定。旋轉(zhuǎn)粘度計或用類似儀器測定。對于不同井深的地層進行壓裂，對基液粘度有不同要求。對于不同井深的地層進行壓裂，對基液粘度有不同要求。名稱名稱井深井深m基液粘度基液粘度PasPas低溫淺井低溫淺井 2000200040-6040-60中溫井中溫井2000-30002000-300060-8060-80高溫深井高溫深井3000-

3、50003000-500080-10080-100水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（2 2）壓裂液的剪切穩(wěn)定性：）壓裂液的剪切穩(wěn)定性： 評價壓裂液的剪切穩(wěn)定性實際上是評價壓裂液的剪切穩(wěn)定性實際上是測定壓裂液的粘測定壓裂液的粘時關(guān)系時關(guān)系。在。在一定（地層）溫度下，用旋轉(zhuǎn)粘度計測定剪切速率為一定（地層）溫度下，用旋轉(zhuǎn)粘度計測定剪切速率為170s-1170s-1時壓裂液時壓裂液的粘度隨時間的變化。的粘度隨時間的變化。壓裂液的粘度降到壓裂液的粘度降到50mPas 50mPas 時所對應(yīng)的時間時所對應(yīng)的時間應(yīng)大于施工時間。應(yīng)大于施工時間。01224364860t_seg in min050

4、01000150020002500 in mPas0102030405060708090T in CHAAKE RheoWin 4.30.0021 201304-05-yu401-1-8jingyalieyexingnengjiance = f (t_seg)T = f (t_seg)01224364860t_seg in min05001000150020002500 in mPas01020304050607080T in CHAAKE RheoWin 4.30.0021 20130410-wenxi3-92yalieyexingnengjiance = f (t_seg)T = f (t

5、_seg)水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（3 3）稠度系數(shù)）稠度系數(shù) K K和流動行為指數(shù)和流動行為指數(shù) n n： 用粘度計測定壓裂液室溫至油層溫度下的流動曲線，如下圖，用此圖可以用粘度計測定壓裂液室溫至油層溫度下的流動曲線，如下圖，用此圖可以計算得出壓裂液在不同溫度下的計算得出壓裂液在不同溫度下的 K K和和 n n值，即值，即式中式中 n n流動行為指數(shù)；流動行為指數(shù)；剪切應(yīng)力，剪切應(yīng)力，mPamPa；DD剪切速率，剪切速率，s-1s-1。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法 KK值越大，說明壓裂液的增稠能力越強；值越大，說明壓裂液的增稠能力越強；nn值越大，說明壓裂

6、液值越大，說明壓裂液的抗剪切能力越好。的抗剪切能力越好。但是但是 K K值大，值大， n n值就小。值就小。 n n值在值在 0.2 0.20.7 0.7 之間。之間。KK，nn值亦可以用旋轉(zhuǎn)粘度計測定不同剪切速率下的應(yīng)力值，值亦可以用旋轉(zhuǎn)粘度計測定不同剪切速率下的應(yīng)力值，再經(jīng)計算得出。再經(jīng)計算得出。（4 4）壓裂液的降阻率測定）壓裂液的降阻率測定 壓裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵壓，提高施工排量，節(jié)壓裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵壓，提高施工排量，節(jié)約水馬力。約水馬力。 在管路流動儀上，測定不同壓差下的壓裂液與清水的流量，在管路流動儀上，測定不同壓差下的壓裂液與清水的流量，經(jīng)計算可得

7、出壓裂液的降阻率。一般壓裂液的降阻率為經(jīng)計算可得出壓裂液的降阻率。一般壓裂液的降阻率為40%40%60%60%。檢測方法：檢測方法：水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（5 5）壓裂液的破膠性能測定）壓裂液的破膠性能測定 施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，與破膠劑發(fā)生作用而破施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，與破膠劑發(fā)生作用而破膠降粘。膠降粘。用破膠液粘度來衡量壓裂液破膠的徹底性，是關(guān)系到破膠液用破膠液粘度來衡量壓裂液破膠的徹底性，是關(guān)系到破膠液的返排率及對油層的傷害程度。的返排率及對油層的傷害程度。將壓裂液裝人密閉容器內(nèi)，放入電熱將壓裂液裝人密閉容器內(nèi)，放入電熱恒溫器中加熱恒溫，

8、恒溫溫度為儲層溫度。使壓裂液在恒溫溫度下破恒溫器中加熱恒溫，恒溫溫度為儲層溫度。使壓裂液在恒溫溫度下破膠，膠，破膠液表面粘度破膠液表面粘度5.0mPa.smPa.s。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（6 6）壓裂液的表界面張力與潤濕性能測定）壓裂液的表界面張力與潤濕性能測定 用表界面張力儀測定壓裂液破膠液的表界面張力，用接觸角測用表界面張力儀測定壓裂液破膠液的表界面張力，用接觸角測定儀測定破膠液與巖樣表面的接觸角，為優(yōu)選適用的活性劑、助定儀測定破膠液與巖樣表面的接觸角，為優(yōu)選適用的活性劑、助排劑提供參考。排劑提供參考。破膠液表面張力破膠液表面張力28.0mN/m28.0mN/m為合

9、格。為合格。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法02468101214t / s29.229.329.429.529.629.7SFT / mN/mgraphSFT024681012t / s71.7671.7871.8071.8271.8471.8671.8871.9071.92SFT / mN/mgraphSFT（7 7） 壓裂液殘渣含量的測定壓裂液殘渣含量的測定 殘渣是壓裂液、破膠液中殘存的不溶物質(zhì)。壓裂液中的殘渣含量殘渣是壓裂液、破膠液中殘存的不溶物質(zhì)。壓裂液中的殘渣含量應(yīng)盡量低，以減小對地層和支撐裂縫的傷害。其測定方法是將破膠液應(yīng)盡量低，以減小對地層和支撐裂縫的傷害。其測定方

10、法是將破膠液離心分離，棄去上清液，將下面的殘渣烘干、恒重、稱重，計算殘渣離心分離，棄去上清液，將下面的殘渣烘干、恒重、稱重，計算殘渣含量。含量。羥丙基胍膠、硼凍膠壓裂液的殘渣含量為羥丙基胍膠、硼凍膠壓裂液的殘渣含量為300300800mg/L800mg/L。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（8 8）壓裂液與地層流體的配伍性測定）壓裂液與地層流體的配伍性測定 測定壓裂液破膠劑與地層原油和地層水能否產(chǎn)生乳化及沉淀，以測定壓裂液破膠劑與地層原油和地層水能否產(chǎn)生乳化及沉淀，以便采取措施減少對地層的傷害。便采取措施減少對地層的傷害。 原油的配伍性測定：是將原油與壓裂液破膠劑按一定比例混合，原

11、油的配伍性測定：是將原油與壓裂液破膠劑按一定比例混合，高速攪拌形成乳狀液，在油層溫度下靜置一定時間，記錄分離出高速攪拌形成乳狀液，在油層溫度下靜置一定時間，記錄分離出的水量，計算破乳率。的水量，計算破乳率。破乳率應(yīng)大于破乳率應(yīng)大于80%80%。 地層水的配伍性測定：是將壓裂液破膠劑液與地層水按一定比例地層水的配伍性測定：是將壓裂液破膠劑液與地層水按一定比例混合，觀察是否產(chǎn)生沉淀?；旌?，觀察是否產(chǎn)生沉淀。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（9 9）壓裂液交聯(lián)時間測定）壓裂液交聯(lián)時間測定 將交聯(lián)劑加到基液中，開始計時并緩慢不停地攪拌，到壓裂液可挑掛將交聯(lián)劑加到基液中，開始計時并緩慢不停地攪拌，到壓裂液可挑掛（或吐舌頭（或吐舌頭3cm3cm以上）時的時間即為交聯(lián)時間。以上）時的時間即為交聯(lián)時間。壓裂液的交聯(lián)時間應(yīng)小于壓裂液的交聯(lián)時間應(yīng)小于壓裂液流經(jīng)壓裂管柱的時間。壓裂液流經(jīng)壓裂管柱的時間。水基壓裂液性能評價方法水基壓裂液性能評價方法（1010）壓裂液對基巖滲透率的傷害率測定）壓裂液對基巖滲透率的傷害率測定 在壓