压裂液的发展及应用分析课件.ppt
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- 压裂液 发展 应用 分析 课件
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1、压裂液的发展及应用压裂液的发展及应用大庆石油学院2010.3 第一章第一章 压裂液的分类及性能压裂液的分类及性能 第二章第二章 压裂液的应用及发展趋势压裂液的应用及发展趋势 第三章第三章 压裂液对油气层的伤害压裂液对油气层的伤害 第四章第四章 清洁压裂液的研究与应用清洁压裂液的研究与应用第一章第一章 压裂液的分类及性能压裂液的分类及性能第一节第一节 压裂液的类型压裂液的类型一、按一、按液体性质液体性质分类分类1 1、水基压裂液、水基压裂液 (1)活性水压裂液()活性水压裂液(2)稠化水压裂液()稠化水压裂液(3)水基冻胶压裂液)水基冻胶压裂液2 2、油基压裂液、油基压裂液 (1)纯油基压裂液(
2、)纯油基压裂液(2)稠化油压裂液()稠化油压裂液(3)油冻胶压裂液)油冻胶压裂液3 3、乳状压裂液、乳状压裂液 (1)水包油乳状压裂液()水包油乳状压裂液(2)油包水乳状压裂液)油包水乳状压裂液4 4、泡沫压裂液、泡沫压裂液 (1)水泡沫压裂液()水泡沫压裂液(2)酸泡沫压裂液)酸泡沫压裂液 (3)油泡沫压裂液()油泡沫压裂液(4)醇泡沫压裂液)醇泡沫压裂液5 5、酸基压裂液、酸基压裂液 (1)活性酸压裂液()活性酸压裂液(2)稠化酸压裂液()稠化酸压裂液(3)酸冻胶压裂液)酸冻胶压裂液6 6、醇基压裂液、醇基压裂液 (1)稠化醇压裂液()稠化醇压裂液(2)醇冻胶压裂液)醇冻胶压裂液二、按压裂
3、过程中作用分类二、按压裂过程中作用分类1 1、清洗液、清洗液 组成:组成: 5%盐酸盐酸+0.2%表面活性剂水溶液。表面活性剂水溶液。 作用:疏通压裂井段射孔孔眼,若孔眼畅通,此工序可省略。作用:疏通压裂井段射孔孔眼,若孔眼畅通,此工序可省略。2 2、前置液、前置液 组成:不含支撑剂的压裂液,一般占携砂液的组成:不含支撑剂的压裂液,一般占携砂液的25%-50%。 作用:造缝,降低地层温度,延伸裂缝。作用:造缝,降低地层温度,延伸裂缝。3 3、预前置液、预前置液 组成:低粘度未交联的原胶液。组成:低粘度未交联的原胶液。 作用:降低地层温度,满足高温油层的应用,若压裂液抗温性好,作用:降低地层温度
4、,满足高温油层的应用,若压裂液抗温性好,可省略。可省略。4 4、前垫液、前垫液 组成:组成: 含有特殊处理剂的隔离液。含有特殊处理剂的隔离液。 作用:对水敏、结垢或含蜡量高达地层,可提前泵入防膨剂、除作用:对水敏、结垢或含蜡量高达地层,可提前泵入防膨剂、除垢剂或清蜡剂,若配伍性好,此工序可省略。垢剂或清蜡剂,若配伍性好,此工序可省略。5 5、携砂液、携砂液 组成:高粘度交联的压裂液组成:高粘度交联的压裂液+支撑剂。支撑剂。 作用:扩伸裂缝,携带支撑剂,形成高导流能力的沙床。作用:扩伸裂缝,携带支撑剂,形成高导流能力的沙床。6 6、顶替液、顶替液 组成:水或加入破胶剂的水溶液。组成:水或加入破胶
5、剂的水溶液。 作用:将携砂液全部替入地层。作用:将携砂液全部替入地层。第二节第二节 压裂液的基本性能压裂液的基本性能一、压裂液性能评价考虑因素一、压裂液性能评价考虑因素1 1、压裂液在工程中的应用、压裂液在工程中的应用 (1)高速率传递压力,克服地层应力,使岩石破裂。)高速率传递压力,克服地层应力,使岩石破裂。 (2)高砂比携带支撑剂,完成裂缝填砂。)高砂比携带支撑剂,完成裂缝填砂。2 2、压裂液对油层的伤害、压裂液对油层的伤害 (1)油层的物化性质对压裂液的性能要求。)油层的物化性质对压裂液的性能要求。 (2)储层流体物化性质对压裂液的性能要求。)储层流体物化性质对压裂液的性能要求。二、压裂
6、液的滤失性二、压裂液的滤失性 1 1、受粘度控制的压裂液滤失系数、受粘度控制的压裂液滤失系数CvCv 压裂液粘度大大超过油层内原有流体的粘度,滤失量压裂液粘度大大超过油层内原有流体的粘度,滤失量Cv小。小。21)(1710. 0pKCV 2 2、受油层流体压缩性控制的压裂液滤失系数、受油层流体压缩性控制的压裂液滤失系数CcCc 受压缩性和油层本身流体粘度所控制的,如不受压缩,滤失量是受压缩性和油层本身流体粘度所控制的,如不受压缩,滤失量是有限的。有限的。 213)(102627. 5KCfPCC3 3、受造壁性能控制的压裂液滤失系数、受造壁性能控制的压裂液滤失系数CwCw 添加降滤失剂,在裂缝
7、面上形成暂时滤饼,防止压裂液滤失。添加降滤失剂,在裂缝面上形成暂时滤饼,防止压裂液滤失。AMCw/005. 0M:滤失曲线斜率,无因次;:滤失曲线斜率,无因次; 聚合物压裂液滤失性测定结果表明,造壁性滤失系数聚合物压裂液滤失性测定结果表明,造壁性滤失系数CW都在都在10-4数量级,见表。数量级,见表。 三、压裂液的流变性三、压裂液的流变性1 1、流体的类型、流体的类型 (1)牛顿流体()牛顿流体(2)宾汉流体()宾汉流体(3)幂律流体)幂律流体 (4)触变性流体()触变性流体(5)粘弹性流体)粘弹性流体2 2、测量方法、测量方法 (1)旋转粘度计对粘度的测量)旋转粘度计对粘度的测量 (2)锥板
8、旋转粘度计的测量)锥板旋转粘度计的测量 (3)管路流动仪的测量)管路流动仪的测量 (4)动态模量的测量)动态模量的测量3 3、压裂液的流变性、压裂液的流变性(1)基液粘度)基液粘度 各种高分子稠化水溶液、矿物油、原油的粘度。各种高分子稠化水溶液、矿物油、原油的粘度。 代表基液的品质和稠化溶解速度。代表基液的品质和稠化溶解速度。(2)压裂液初始粘度)压裂液初始粘度 基液交联基液交联15s-2min内的粘度。内的粘度。 代表压裂液的携砂粘度,代表压裂液的携砂粘度, 要求要求170s-1下,表观粘度在下,表观粘度在100-200mPa.s。(3)压裂液的流变性)压裂液的流变性 1)压裂液的流变曲线:
9、用粘度计测定室温至油层温度的流变曲)压裂液的流变曲线:用粘度计测定室温至油层温度的流变曲线。线。 2)压裂液粘温曲线:压裂液表观粘度随温度变化曲线。)压裂液粘温曲线:压裂液表观粘度随温度变化曲线。 3)压裂液剪切稳定性:)压裂液剪切稳定性:170s-1下,表观粘度与测定时间曲线。下,表观粘度与测定时间曲线。 4)压裂液的粘时、粘温叠加效应:可以得出初始粘度、最高粘)压裂液的粘时、粘温叠加效应:可以得出初始粘度、最高粘度、最低粘度等。度、最低粘度等。 5)压裂液的管路流动特性及摩阻压降。)压裂液的管路流动特性及摩阻压降。(4)破胶液粘度)破胶液粘度 在油层条件下压裂液破胶后的粘度,控制在在油层条
10、件下压裂液破胶后的粘度,控制在10mPa.s以下。以下。四、压裂液对基岩渗透率的伤害四、压裂液对基岩渗透率的伤害1 1、岩心渗透率的测定方法、岩心渗透率的测定方法 SY5336-88常规岩心分析推荐作法常规岩心分析推荐作法2 2、压裂液添加剂对渗透率的伤害、压裂液添加剂对渗透率的伤害3 3、压裂液破胶液对渗透率的伤害、压裂液破胶液对渗透率的伤害五、压裂液的溶解性五、压裂液的溶解性1 1、压裂液及其添加剂的溶解性、压裂液及其添加剂的溶解性 (1)水溶性()水溶性(2)油溶性)油溶性2 2、破胶液的溶解性、破胶液的溶解性3 3、破胶液与地层流体的相容性、破胶液与地层流体的相容性 (1)沉淀性()沉
11、淀性(2)乳化性)乳化性第二章第二章 压裂液的应用及发展趋势压裂液的应用及发展趋势第一节第一节 压裂液的应用压裂液的应用一、水基压裂液一、水基压裂液1 1、组成、组成 水水+稠化剂稠化剂+交联剂交联剂+破胶剂破胶剂+PH调节剂调节剂+杀菌剂杀菌剂+粘土稳定剂粘土稳定剂+破破乳剂乳剂+消泡剂消泡剂+降滤失剂降滤失剂+助排剂等。助排剂等。2 2、特点、特点 (1)水是最好的溶剂,安全,清洁,易得,成本低。)水是最好的溶剂,安全,清洁,易得,成本低。 (2)水溶液粘度低,密度较大,反排困难。)水溶液粘度低,密度较大,反排困难。 (3)孔吼中易形成乳状液,产生水锁。)孔吼中易形成乳状液,产生水锁。 (
12、4)引起粘土的水化膨胀。)引起粘土的水化膨胀。3 3、应用范围、应用范围 适用于大多数油气层和不同规模的压裂,除少数低压、油润湿和适用于大多数油气层和不同规模的压裂,除少数低压、油润湿和强水敏地层。强水敏地层。4 4、常用的添加剂、常用的添加剂(1)稠化剂)稠化剂 1)植物胶及其衍生物)植物胶及其衍生物 瓜胶:瓜胶:白色略呈黄褐色粉末,粘度白色略呈黄褐色粉末,粘度187-351 mPa.s (25,1%水溶液,以下同),水不溶物水溶液,以下同),水不溶物19%-25%。 羟丙基瓜胶:羟丙基瓜胶:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度255-300mPa.s,水不溶物,水不溶物2%-4%。 羧甲基羟丙
13、基瓜胶:羧甲基羟丙基瓜胶:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度196-243mPa.s,水不溶,水不溶物物1.5%-4%。 田菁胶:田菁胶:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度120-220mPa.s,水不溶物,水不溶物24%-32%。 羟丙基田菁:羟丙基田菁:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度90-120 mPa.s,水不溶物,水不溶物4%-18%。 羟丙基羧甲基田菁胶:羟丙基羧甲基田菁胶:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度50-110mPa.s,水不,水不溶物溶物4%-12%。水溶速度快,不需提前配制,可实现连续施工。水溶速度快,不需提前配制,可实现连续施工。 羧甲基田菁胶:羧甲基田菁胶:淡黄色粉末,
14、粘度淡黄色粉末,粘度130-260 mPa.s,水不溶物,水不溶物3%-16%。 羟乙基田菁胶:羟乙基田菁胶:淡黄色粉末,粘度淡黄色粉末,粘度60-100 mPa.s,水不溶物,水不溶物8%-17%。 香豆子胶:香豆子胶:灰黄色粉末,粘度灰黄色粉末,粘度150-320 mPa.s,水不溶物,水不溶物20%。 皂仁胶:皂仁胶:白色粉末,粘度白色粉末,粘度500mPa.s,水不溶物,水不溶物25%。 槐豆胶:槐豆胶:淡灰黄色粉末,粘度淡灰黄色粉末,粘度200mPa.s,水不溶物,水不溶物30%。 魔芋胶:魔芋胶:淡褐色颗粒,粘度淡褐色颗粒,粘度500mPa.s,水不溶物,水不溶物6%-30%。 海
15、藻胶:海藻胶:褐色颗粒,粘度褐色颗粒,粘度80-110mPa.s,水不溶物,水不溶物12%-26%。2)纤维素衍生物)纤维素衍生物 羧甲基纤维素:羧甲基纤维素:白色或淡黄色絮状粉末,粘度白色或淡黄色絮状粉末,粘度50-1500mPa.s,水不溶物水不溶物3%-6%。 羟乙基纤维素:羟乙基纤维素:白色絮状粉末,粘度白色絮状粉末,粘度200-400mPa.s,水不溶物,水不溶物2%。 羧甲基羟乙基纤维素:羧甲基羟乙基纤维素:白色或淡黄色絮状粉末,粘度白色或淡黄色絮状粉末,粘度10-300 mPa.s,水不溶物,水不溶物2%-4%。3)黄原胶)黄原胶 粘度可达粘度可达3000mPa.s,水不溶物,水
16、不溶物0.5%。4)合成聚合物)合成聚合物 聚丙烯酰胺:聚丙烯酰胺:白色颗粒,白色颗粒,25,1%水溶液粘度水溶液粘度300- 1000 mPa.s,水不溶物,水不溶物0。 甲叉基聚丙烯酰胺;羟甲基聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺衍生物甲叉基聚丙烯酰胺;羟甲基聚丙烯酰胺;聚丙烯酰胺衍生物。(2)交联剂)交联剂 1)两性金属或非金属含氧酸盐)两性金属或非金属含氧酸盐 硼砂(硼酸钠,十水合四硼酸钠):硼砂(硼酸钠,十水合四硼酸钠):无色结晶或颗粒,适应温无色结晶或颗粒,适应温度度50-150。 铝酸钠:铝酸钠:白色颗粒,适应温度白色颗粒,适应温度50。 焦锑酸钾:焦锑酸钾:白色粉末或颗粒,适应温度白色粉末或
17、颗粒,适应温度90-100。 2)无机盐的两性金属盐)无机盐的两性金属盐 三氯化铬:三氯化铬:暗绿色颗粒,适应温度暗绿色颗粒,适应温度80。 重铬酸钾:重铬酸钾:橙红色结晶,适应温度橙红色结晶,适应温度80。 三氯化铝:三氯化铝:白色或浅灰色结晶,适应温度白色或浅灰色结晶,适应温度80。 硫酸铝钾:硫酸铝钾:白色透明结晶或粉末,适应温度白色透明结晶或粉末,适应温度80。 硫酸铜:硫酸铜:蓝色透明结晶,适应温度蓝色透明结晶,适应温度60。 四氯化钛:四氯化钛:无色有刺激性酸味的液体,适应温度无色有刺激性酸味的液体,适应温度120-150。 氧氯化锆:氧氯化锆:白色丝状或针状结晶,适应温度白色丝状
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