压裂液配制的质量控制及应用

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1、2014年第12期化学工程与装备2014年12月ChemicalEngineering&Equipment153压裂液配制的质量控制及应用呼延源（延长石油股份有限公司井下作业工程公司压裂大队，陕西延安716000）摘要：在压裂过程中注入的液体统称为压裂液，压裂液基本性能决定了压裂施工的成功与否，而压裂液基本性能的保证除了要有品质优良的胍胶和各类添加剂外，首先要保证的就是配液现场在各个配制环节上的质量控制。关键词：压裂施工；压裂液；质量控制1压裂液概述压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。其主要功能是造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。

2、然而，成功的压裂作业还要求液体具备其他的特殊性能，除在裂缝中具有要求的粘度外，还要能够破胶，作业后能够迅速返排，能够很好地控制液体滤失，泵送期间摩阻较低，同时还要经济可行。1.1压裂液的作用在压裂过程中注入的液体统称为压裂液，它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以便后面的携砂液进入在温度较高的地层，它还可起一定的降温作用。并将井筒中全部携砂液替入裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同，可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。1.2对压裂液的性能要求根据压裂不同阶段对液体性能的要求，压

3、裂液在一次施工中可能使用一种以上性能不同的液体，其中还加有不同使用目的的添加剂。对于占总液量绝大多数的前置液及携砂液，都应具备一定的造缝能力并使裂缝壁面及填砂裂缝有足够的导流能力。所以，为了获得很好的水力压裂效果，对压裂液的性能要求是：（1）滤失少。这是造长缝、宽缝的重要条件，压裂液的虑失性主要取决于它的粘度与造壁性，粘度高则虑失少；在压裂液中添加防滤失剂，能改善造壁性，大大减少滤失量。（2）悬砂能力强。压裂液的悬砂能力主要取决于粘度，压裂液只要有较高的粘度，支撑剂（常用陶粒或砂粒）即可悬浮于其中，这对于支撑剂在缝中的分布是非常有利的。（3）摩阻低。压裂

4、液在管道中的摩阻越小，则在设备功率一定的条件下，用于造缝的有效功率也就越大。摩阻过高会导致井口施工压力过高，从而降低排量甚至限制压裂施工。（4）稳定性好。压裂液应具备稳定性，不能由于温度的升高而使粘度有较大的降低。液体还应用抗机械剪切的稳定性，不会因流速的增加而发生大幅度的降解。（5）配伍性好。压裂液进入油层后与各种岩石矿物及流体相接触，不应产生不利于油气渗流的物理和化学反应。（6）低残渣。要尽量降低压裂液中水不溶物的数量，以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率。（7）易于返排。施工结束后大部分注入液体应能返排出井外，以减少压裂液的损害，排液越完全，增产效果

5、越好。（8）货源广、便于配制、价钱便宜。1.3压裂液类型目前常用的压裂液有水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状及泡沫压裂液等。20世纪50年代初期多使用原油、清水作压裂液，近十几年来发展了水基冻胶压裂液，它具有粘度高、磨阻低及携砂能力好等优点，已成为矿场主要使用的压裂液。2压裂液质量对压裂施工的重要性：影响压裂施工是否成功的因素是多方面的，但是压裂液性能的好坏对压裂施工起到的作用是至关重要的，甚至可说是决定性的。它直接影响着施工泵压的高低、加砂过程的平稳性、造出的裂缝的几何尺寸、支撑剂在裂缝中的铺置、压后返排、压后吐砂情况乃至油井改造后长期的增产、注

6、水井的长期增注等等，它都起到了决定性的作用。（1）压裂液性能的好坏决定着压裂液在管道、喷嘴及压裂产生的裂缝内的摩阻，而摩阻大，施工所需设备的性能要求和施工泵压就越高，反之对设备功率的要求则越低，施工泵压也越低。就越有利于施工。154呼延源：压裂液配制的质量控制及应用（2）随着压裂液性能的提升，压裂液的悬砂性就随之提高那么在加砂过程中就不会在管柱和裂缝中形成砂桥和局部的脱砂情况。从而提高了加砂过程的平稳性。（3）压裂液担负着造缝、输送支撑剂的任务，而这些都与压裂液的粘度和滤失性能有关，好的压裂液由于它具有较高的粘度和较小的滤失性，能大大的提高压裂液的造缝效

7、率，能造出更长更宽的裂缝，并能在裂缝中均匀的铺置支撑剂。不会因压裂液在地层中大量的滤失而降低效率和产生脱砂、就能使得施工过程平稳顺畅，从而达到提高施工成功率的目的。（4）压裂液性能还掌控着压后返排及压后井底出砂的情况。压裂液即担负着造缝和携砂的任务，但同时，它是由固体颗粒经过液体溶解后形成的一种高粘的混合液，所以它的大量进入地层也会在油层孔喉形成堵塞对地层产生污染伤害。如果施工结束后压裂液不能及时水化破胶，不能彻底的返排必将对油井增产、注水井增注造成很大的负面影响。综上所述压裂液质量就决定了压裂施工的成败，甚至关系到油气井增产、水井增注。3现场配液质量的

8、控制要做到对现场配液质量的控制，首先要对液体配制前的前期工作加以控制，即在源头上