【文章內容簡介】 凍膠較多； （ 3） 摩阻低 ， 即流動阻力小 ， 使地面馬力更多地用來造縫 ， 即有效的造縫馬力大 ， 加減阻劑來實現(xiàn) 。 （ 4） 穩(wěn)定性好 ， 應具有熱穩(wěn)定性 ， 不能溫度升高 ， 粘度下降太快 、 太低 ， 還有抗剪切穩(wěn)定性 ， 不同流速增加發(fā)生大幅度降低粘度 。 （ 5） 配伍性好 ， 不與巖石以及地層液發(fā)生物理 、 化學反應 。 （ 6） 低殘渣 ， 低的水不溶解物質 ， 以免降低地層 K。 （ 7） 貨源廣 ， 便于配制 ， 價錢便宜 。 （ 二 ） 壓裂液的類型 國內外壓裂液的發(fā)展非常迅速 。 已經形成了水基 、 油基 、 乳狀 、 泡沫 、 酸基和醇基共六大類 ， 以水基和油基為多 。 一 ） 水基壓裂液是以水作為溶劑或分散介質配制而成的 。 （ 1） 稠化水壓裂液 ， 是一種線型高分子聚合物的水溶液 。 特別：粘度比水高 ， 攜砂好 ， 濾失小 。 如：聚丙烯酰胺 （ PAM） ， 部分水解聚丙烯酰胺 （ PHP） ，羥乙基纖維素 （ HEC） 等 ， 濃度 %。 （ 2） 活性水壓裂液 ， 用于淺井 ， 可作前置液 、 洗井液 。 (3)水凍膠壓裂液 是將線型高分子聚合物水溶液經適當交聯(lián)而成的粘度極高的凍膠 。 特點：攜砂能力強 ， 摩阻比較低 。 為了易于排出 ， 一般交聯(lián)劑與破交劑一起加到壓裂液中 ， 使之在地層中經過一定時間破膠排出 ， 因而不傷害地層 。 主要有：豆膠 （ 胡蘆巴膠 、 爪兒膠 、 槐豆膠 、 田菁膠 、 瓜膠等 ） 以及它們的衍生物 ， 田菁膠 、 瓜膠用得較多 ，破膠劑為一類是氫化劑另一類是酸和酶 。 (4)水包油壓裂液 以水作為分散介質的水包油乳狀液 。 特點：摩阻低 ， 在地層吸附后就不破膠 ， 但粘度低 。 二 ） 油基壓裂液 ， 以油作為分散介質 。 ① 稠化油 ， 高分子溶于油中配成的 ， 具有油溶性 ， 還具有直 鏈線型或短支鏈高分子結構 ， 如聚異丁烯 、 聚苯乙烯等 。 攜砂能力好 ， 摩阻低 ， 不傷害油層 。 ② 凝汽油凍膠 ， 是用凝汽油劑使汔油稠化的壓裂液 ， 為脂肪酸鋁鹽 ， 汽油 、 煤油 、 柴油 、 原油凍膠 ， 粘度高 ， 濾失量低 ，攜砂能力強 ， 地層條件下轉化為低粘度 。 ③ 凝膠原油 ， 原油加少量的脂肪酸皂配成 。 ④ 油包水壓裂液 ， 以水作為分散相 ， 油為分析介質的油包水乳化液 ， 粘度高 ， 攜砂好 ，濾失小 ， 摩阻小 。 發(fā)展方向： 酸基壓裂液或油包酸液壓裂液 ， 壓裂酸化一體化操作 ， 效果會更好 ，還有醇基液 。 高溫型水基壓裂液 ， 180℃ 以上 。 支撐劑 支撐裂縫不讓其閉合的物質叫支撐劑 。 （ 1） 支撐劑的作用 ① 在裂縫中沉積排列后支撐裂縫； ② 增大孔隙度 ， 提高滲透率 ， 使裂縫具有較高的導流能力 。 （ 2） 支撐劑的類型 ① 脆性支撐劑： 如石英砂 、 空心玻璃珠等 ， 適應堅硬地層 ， 特點是硬度大 ， 變形很小 （ 普通使用石英砂 ， 易形成層積排列 ，可保證裂縫的流通性 ） 。 ② 韌性支撐劑： 如核桃殼 、 塑料球 、 鉛球 、 合金球等 ， 前兩種具有可塑性 ， 不會被壓碎 ， 比較可能形成單層排列 ， 后兩種韌性大 、 強度大 、 微形變 ， 含雜少 ， 易形成層積排列 。 （ 3） 對支撐劑的性能要求 ① 粒徑均勻 ， 提高積壓能力和 K； ② 強度高 ， 不能被壓碎； ③ 圓球度高； ④ 含雜少； ⑤ 貨源廣 ， 成本低 。 壓裂工藝 （ 一 ） 壓裂井選擇有以下幾個方面： （ 1） 判斷油井低產原因 。 通過壓力恢復測試或中途測試 ① 油井低產是由于近井地帶被污染所致 ， 可以壓裂； ② 油井低產是由于地層 K過低所致 ， 可以壓裂； ③ 地層能量枯竭所致 ， 一般說來效果不好 。 （ 2） 對于新區(qū)所井 根據(jù)地層的油氣水含量及地層壓力系數(shù)值分析判斷 ，對低滲透油田 （ K10 103μ m2） 應考慮整體壓裂投產 。 （ 3） 根據(jù)地層參數(shù) ， 判斷油層是否需要改造 。 （ 4） 要求有足夠厚的隔層 ， 上隔層 10m， 下隔層 5m， 不被壓穿 。 （ 5） 油層厚度 1m,20m， 大厚度只考慮在上 、 中部補孔 。 （ 6） 具有良好的井身結構 。 （ 7） 壓裂井段上或下有水層時 ， 慎重對待 。 （ 8） 壓裂井離斷層應 50m。 （ 9） 根據(jù)鄰井情況判斷 。 （ 二 ） 分層壓裂簡介 ， 主要是采用分層壓裂 暫堵劑分層壓裂 是將顆粒狀堵塞劑或纖維狀的堵劑 ， 隨同壓裂液注入井中 ， 較大的堵塞劑在縫口或縫內橋架起來小顆粒充填大顆粒之間 ， 從而將已形成的裂縫堵住 ， 使該層吸水量下降 ， 井底壓力增加 ， 而將其它低滲透層壓開 。 堵劑有油溶性的用于油井 ， 水溶性的用于注入井 。 堵球分層壓裂 就是用堵球堵炮眼 ， 即將高滲透率層的炮眼堵住 ， 而將低滲透層壓開 。 用封隔器卡分 使用封隔器將結壓裂層段分開來進行壓裂 ， 用管柱來實現(xiàn) 。 填砂選壓法 自下而上逐層進行射孔 ， 射開一層 ， 壓裂一次 ， 壓后在井筒內填砂堵死壓開層段 ， 全井各段壓完后進行沖砂投產 。 （ 三 ） 壓裂新工藝技術 (p163) (1)限流法壓裂工藝 (2)端部脫砂壓裂技術 壓裂設計 一口井的壓裂設計應用包括： （ 1） 選擇該井層進行壓裂的地質依據(jù)及有關的地層和井況資料； （ 2） 預計和要求的增產 （ 增注 ） 倍數(shù)； （ 3） 施工方案選擇； （ 4） 施工參數(shù)計算及效果預測； （ 5） 需用的設備及材料計算； （ 6） 施工步驟及注意事項 。 壓裂設計的發(fā)展也很快 ， 已有多個成套的計算機軟件來進行設計 ， 以及進行模擬研究 。 目前有兩種方式：一種是根據(jù)現(xiàn)場資料 （ 設施與壓裂液 ） ， 所給定的壓裂液量 、 加砂量和地層條件來計算縫寬 ，確定施工方案及預測壓裂效果 （ 增產倍數(shù) ） 。 另一種是從地層條件出發(fā) ， 根據(jù)需要的增產倍數(shù)選擇壓裂施工最優(yōu)參數(shù) （ 液量 、 加砂量 、 排量 、 壓裂液性能等 ） 及施工方案 。 （ 四 ） 效果評價 主要考慮： 處理前的產量； 處理后的產量； 壓裂后的采出原油體積 。 可以用油井的壓裂前后產曲線對比 。 完了之后 ， 可以計算 產出投入比 ， 應該 1。 二、酸化 （ 一 ） 酸化增產原理 酸處理 （ 酸化 ） ， 將按要求配制的酸液從地面經井注入地層中 。 無論碳酸鹽巖或砂巖油氣層 ， 酸液進入后起到如下作用： （ 1） 溶解掉井底附近地層中的 堵塞物質 （ 如鉆井液堵塞的高酸溶性處理劑等 ） ， 使地層恢復原有的滲透率 ， 這叫 解堵酸化 。 （ 2） 溶蝕地層巖石中的 某些組分 ， 可擴大或增加地層孔隙或溝通和擴大裂縫延伸范圍 ， 使油流通道擴大 ， 油流阻力下降 ，從而達到增產的目的 。 這也叫 基質酸化 。 要求： 酸液 （ 1） 有足夠有溶蝕能力； （ 2） 酸與地層巖石作用后的產物不會堵塞地層 ， 即不生成沉淀 ， 主要有 Fe(OH) CaF2沉淀 。 （ 3） 酸液能深入地層 ， 擴大其作用范圍 。 這樣才能有效地減少油流阻力 ， 擴大通道 ， 獲得增產效果 。 酸化技術使用很廣泛 ， 酸化技術也發(fā)展很快 ， 出現(xiàn)了選擇性酸化 （ 轉向酸化 ） ， 深部酸化 ， 酸液也有較大發(fā)展 ， 緩速酸 、 膠束酸等 。 碳酸鹽巖的鹽酸處理 碳酸鹽巖地層 ， 主要成分是方解石 CaCO3和白云石 CaMg(CO3)2。 其中：方解石含量 50%的稱為石灰?guī)r類； 白云石含量 50%的稱白云巖類 。 （ 1） 酸化化學反應 酸化就是解除孔隙裂縫中的堵塞物質或溶解部分方解石 、 白云石 ，以擴大溝通地層原有的孔隙 、 裂縫 ， 提高滲流能力 。 碳酸鹽巖地層的酸處理所用酸液主要是鹽酸 。 反應式如下： 對石灰?guī)r： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 對白云巖： CaMg(CO3)2+4HCl=CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑ 現(xiàn)場所用的鹽酸濃度一般為 15%HCl和 28%HCl等 對石灰?guī)r通過計算 1m3 28%HCl反應后 ， 地層能增加 ， 這將使?jié)B透率有明顯的增加 。 根據(jù) CaCl2在水中的溶解曲線知道， CaCl2極易溶解于水中，如當溫度為 30℃ 時， CaCl2的溶解度為 52%，所以按反應生成的 CaCl2量和地層條件是不會生成 CaCl2沉淀的。 （ 2） 酸 巖反應速度 鹽酸與碳酸鹽巖反應進行的快慢 ， 稱 反應速度 。 可用單位時間內 ， 酸濃度的降低值表示 ， 單位為： 克分子 /升 /秒 也可用單位時間內 ， 巖石單位反應面積的溶蝕量表示 ，稱為 溶蝕速度 ， 單位為 mg/cm2/s。 反應速度的快慢直接影響著酸化效果 。 —— 快 ， 新酸進入地層很快就反應完畢 ， 而變?yōu)闅埶崴?， 那么作用半徑小 ， 只能對井壁附近地層起作用 ， 增產效果不佳 。 —— 慢 ， 作用時間長 ， 作用半徑大 ， 推進深 ， 可以對基質進行酸化 ， 真正起到既解除井壁附近孔隙中的堵塞物 ， 對擴大更深地層的滲濾通道 ， 增產效果明顯 。 影響反應速度的因素： ① 酸的類型 ， 強酸的反應速度快 ， 弱酸反應速度慢 ， 但溶蝕能力低 。 甲酸 、醋酸屬弱酸 。 ② 酸的濃度 ， 如圖 濃度 % 初始反應速度 HCl 15 69 22 73 28 72 由曲線可知 ， HCl的濃度在 2425%以后濃度增加 ， 則反應速度反而下降 ， 所以現(xiàn)場使用的濃度為 28%的酸液來增大作用范圍 。 酸液在反應后 ， 反應速度下降 ， 這時高濃度下降更快 ， 甚至比低濃度酸液的反應速度還要低 ， 即初始濃度愈高 ， 殘酸的相同濃度下的反應速度愈慢 。 因此 ， 為了加大作用范圍 ， 現(xiàn)場多采用高濃度酸液 。 低濃度酸液多為 15%。 80 60 40 20 5 10 15 20 25 30 %HCl 反應速度 mg/cm2/s ③ 面容比 ：孔隙面積與孔隙體積之比 ， 當其它條件不變時 ，面容比越大 ， 即單位體積酸液接觸的巖石表面越大 ， H+值傳遞到表面的數(shù)量愈多 ， 反應越快 。 地層孔隙孔道的直徑越大 ， 裂縫越寬 ， 則面容比值越小 ， 酸巖反應速度則愈慢 。 ④ 酸液的流速 ：流速越大 ， 反應速度越快 。 ⑤ 溫度 、 壓力 ：溫度高 ， 反應速度越快 ， 壓力的影響不大 。 砂巖地層的土酸處理 砂巖地層是由砂粒和粒間膠結物所組成 。 砂粒主要是石英和長石 ， 膠結物主要為粘土和碳酸鹽類 。 砂巖的油氣儲集空間和滲流通道就是砂粒與砂粒之間未被膠結物完全充填的孔隙 。 砂巖的酸處理是 通過酸液溶解砂粒之間的膠結物和部分砂粒 ， 或者溶解孔隙中的泥漿堵塞物 ， 或其它結構物質以提高 、恢復井底附近地層的滲透率 。 這也是與碳酸鹽巖地層酸處理的不同之處 。 （ 1） 反應原理 根據(jù)砂巖中含泥質較多 ， 含碳酸鹽較少 ， 油井鉆井液堵塞較為嚴重 ， 而濾餅中碳酸鹽巖含量又較低的特點 ， 通常是采用 土酸處理 方法 。 土酸 是 1015%濃度的鹽酸和 38%濃度的氫氟酸與添加劑所組成的混合酸液 ， 也稱泥酸 。 為什么在使用土酸 ？ 土酸中的 HF是一種強酸 ， 對砂巖中的一切成分 （ 石英粘土 、 碳酸巖鹽等 ） 都具有溶蝕能力 。 但不能單獨使用 。因為： HF與硅