《油氣井增產(chǎn)技術(shù)》課件-10、壓裂液的配制

壓裂液簡(jiǎn)介壓裂施工中用到的工作液；壓裂液是由多種添加劑按一定配比形成的非均質(zhì)不穩(wěn)定化學(xué)體系；按泵注順序和所起的作用不同，壓裂液分為前置液、攜砂液和頂替液。1.壓裂液的定義壓裂液簡(jiǎn)介水基——交聯(lián)凍膠油基——稠化柴油（原油）乳化——油包水、水包油泡沫——氮?dú)?、二氧化碳、雙元醇基——甲醇2.壓裂液按化學(xué)性狀分類（分散介質(zhì)）壓裂液概述水基壓裂液油基壓裂液乳化壓裂液泡沫壓裂液酸基壓裂液醇基壓裂液按配液材料和液體性狀分類按耐溫性能分類低溫壓裂液(20-60℃)中溫壓裂液(60-120℃)高溫壓裂液(120-180℃)按壓裂作業(yè)中不同工藝作用的分類一般用5%濃度的鹽酸或0.2%左右的表面活性劑水溶液與堵球配合，疏通壓裂井段的射孔孔眼。對(duì)于出液剖面，若證實(shí)孔眼射開并均通暢，這一工序可省略。清孔液一般用不含支撐劑的攜砂液做前置液，用以壓開地層，降低地層溫度和延伸裂縫，為攜砂液進(jìn)入裂縫準(zhǔn)備空間。前置液按壓裂作業(yè)中不同工藝作用的分類在使用粘溫性能不適應(yīng)較高地層溫度的水基凍膠壓裂液進(jìn)行壓裂時(shí)，可用低粘度未交聯(lián)的原膠液做預(yù)前置液，以降低地層溫度，進(jìn)行預(yù)造縫。預(yù)前置液中可以加入潤(rùn)濕劑、粘土穩(wěn)定劑和破乳劑等添加劑，原膠預(yù)前置液的用量一般為凍膠前置液的三分之一。使用粘溫性能與地層溫度相適應(yīng)的壓裂液時(shí)，此工序可省略。預(yù)前置液按壓裂作業(yè)中不同工藝作用的分類

對(duì)水敏、結(jié)垢或含蠟量高的地層進(jìn)行壓裂時(shí)，需要提前泵注粘土穩(wěn)定劑、除垢劑或清蠟劑。前墊液按壓裂作業(yè)中不同工藝作用的分類攜砂液用來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展裂縫，懸?guī)е蝿┻M(jìn)入裂縫，填鋪高導(dǎo)流能力的砂床。攜砂液是完成壓裂作業(yè)、評(píng)價(jià)壓裂液性能的主要液體。攜砂液用頂替液將攜砂液全部頂入地層裂縫，以免沉砂井底。頂替液中添加破膠降粘劑及水基液用的粘土穩(wěn)定劑。頂替液量即為沿程容積。頂替液壓裂液主劑稠化劑交聯(lián)劑水溶性聚合物提高水溶液粘度、降低液體濾失、懸浮和攜帶支撐劑。能與聚合物線型大分子鏈形成新的化學(xué)鍵,使其聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)。稠化劑的分類：（1）植物膠及其衍生物胍膠、田菁膠、皂仁膠、魔芋膠、香豆膠、海藻膠（2）纖維素衍生物羧甲基纖維素鈉鹽、羥乙基纖維素（3）生物聚多糖黃原膠（4）合成聚合物聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰。主要是3-4‰胍膠（植物膠，對(duì)地層的污染小，破膠快，返排好）、聚丙類稠化劑（人工合成，為液體配液方便，但是對(duì)地層污染較大，使用不多，需高溫破膠，返排效果不太好）、各類添加劑。一般為胍膠配的原液，原液現(xiàn)場(chǎng)有多種配法。原液交聯(lián)劑的分類：（1）兩性金屬（或非金屬）含氧酸鹽如硼酸鹽、鋁酸鹽、銻酸鹽和鈦酸鹽等弱酸鹽（2）無(wú)機(jī)酸的兩性金屬鹽如硫酸鋁、氯化鉻、硫酸銅等強(qiáng)酸弱堿鹽（3）無(wú)機(jī)酸脂鈦酸酯、錯(cuò)酸酯（4）醛類

常用的交聯(lián)劑有機(jī)硼，交聯(lián)劑時(shí)間一般30-40秒。3.水基交聯(lián)凍膠壓裂液體系組成添加劑名稱功能代表產(chǎn)品殺菌劑滅菌甲醛破膠劑降低液體粘度APS、膠囊pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)液體pHNaOH、Na2CO3粘土穩(wěn)定劑防止粘土膨脹KCl、NH4Cl降濾失劑提高液體效率柴油、煤油、粉陶降阻劑降低液體摩阻丙烯酰胺共聚物金屬離子螯合劑防垢EDTA溫度穩(wěn)定劑提高液體抗溫能力硫代硫酸鈉表面活性劑降低液體表、界面張力陰、陽(yáng)離子表面活性劑交聯(lián)劑提供交聯(lián)離子YL-JL-4、CYB-160配液前準(zhǔn)備工作：按照設(shè)計(jì)液量準(zhǔn)備壓裂液罐；罐內(nèi)無(wú)機(jī)械雜質(zhì)；罐內(nèi)無(wú)殘液；壓裂液罐進(jìn)、出口閘門完好。1.壓裂液罐準(zhǔn)備每種入井材料必須有工程院出具的樣品檢測(cè)合格報(bào)告；備料量必須與設(shè)計(jì)相符。2.原材料準(zhǔn)備配液前準(zhǔn)備工作：建議水源井采用淺層地下水為宜，不宜采用礦化度過高的地層水；水質(zhì)清澈透明無(wú)雜質(zhì)、無(wú)污染、pH值在6.5-7.5之間；水源井水質(zhì)必須經(jīng)過工程院實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格，方可選用；備水周期3天以內(nèi)為最佳，若時(shí)間過長(zhǎng)必須送檢，檢測(cè)合格方可使用；備水后對(duì)液罐進(jìn)行計(jì)量，以確定各罐中按比例加入添加劑。3.壓裂液配置用水準(zhǔn)備配液中應(yīng)注意的問題及質(zhì)量控制：1.配液流程圖海波、KCl羥丙基瓜膠粘土穩(wěn)定劑殺菌劑復(fù)合醇醚破乳劑or破乳助排劑三乙醇胺碳酸鈉or氫氧化鈉配液管線管徑必須為4寸以上液罐出口必須為雙管線循環(huán)管線出口排量3m3/min以上2.配液設(shè)備要求：配液中應(yīng)注意的問題及質(zhì)量控制：3.配液過程中的質(zhì)量控制確保循環(huán)時(shí)間（建議吸完瓜膠后循環(huán)20-25min再進(jìn)行下步操作）添加劑的加入順序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)執(zhí)行pH值調(diào)節(jié)劑必須在液體粘度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再加入配液過程中檢測(cè)粘度，要求罐上、罐下都要檢測(cè)，以保證液體均勻添加劑加量按照罐內(nèi)實(shí)際水量添加配液中應(yīng)注意的問題及質(zhì)量控制：4.壓裂液有幾個(gè)重要指標(biāo)參考值粘度瓜膠濃度（%）粘度（mpa*s）瓜膠濃度（%）粘度（mpa*s）0.3536-390.442-450.4345-480.4551-540.572-780.5587-960.6105-120配液中應(yīng)注意的問題及質(zhì)量控制：4.壓裂液有幾個(gè)重要指標(biāo)參考值pH值調(diào)節(jié)劑種類含量（%）pH值交聯(lián)時(shí)間（s）Na2CO30.05840-600.18-960-800.29-1090-100NaOH0.03