【正文】 其降粘。 由于這兩項技術(shù)的綜合利用，PEG 壓裂液具有低濃度、低殘渣、易返排，對支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害低等特點。因此破膠后的殘渣可在破膠殘液中保持懸浮狀態(tài)，構(gòu)不成對支撐劑充填層的傷害。 除此之外，開發(fā)了一種新的助排劑，可以防止殘渣之間的聚并。25lbm/1000galPEG 粘度相當于同樣濃度普通瓜膠的 2 倍，20lbm/1000galPEG 的粘度相當于 25lbm/1000gal 普通瓜膠的粘度，也即用量可減少 25%。PEG 采取特殊工藝在加工過程中要歷經(jīng)高溫和剪切降解，分子量下降。該體系自推優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計出僅 12 個月就在美國和墨西哥推廣應(yīng)用達 1000 多井次，包括 Wyoming 的 Wind River 盆地的砂巖氣田，Powder River 盆地砂巖油田，Colorado 和新墨西哥的煤層氣井等。在對 ALBERT CANADA 砂巖藏用低濃度壓裂液的應(yīng)用效果證明，配液用水和添加劑基本不變的情況下，僅僅改用 pH 調(diào)節(jié)體系和降低瓜膠用量 25%，相近的加砂量，壓后增產(chǎn)倍數(shù)由 提高到 ，壓裂液返排時間由數(shù)天降低到 12 天。優(yōu)化后的壓裂液在溫度不高于150,200,240F，瓜膠用量不高于 15，20，25bm/mgal。根據(jù) Hawkins, KENNETH 等人的研究，瓜膠用量越大，壓裂液對支撐劑導(dǎo)流的傷害越嚴重。為補償這一效應(yīng)，一般采用加入較多量的增稠劑，以保證攜砂所需的足夠粘度。壓裂液中硼酸根濃度取決于硼的總量和 pH 值，pH 值越高，硼酸根占總硼量的比例越大。早期的硼交聯(lián)瓜膠一般用燒堿調(diào)節(jié) pH 值，保證壓裂液中有適當?shù)呐鹚岣x子交聯(lián)瓜膠。、低濃度瓜爾膠壓裂液 硼交聯(lián)瓜膠于上世紀六十年代用于油氣水力壓裂攜砂。由于延遲交聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用，使得泡沫液適用于高溫深井的壓裂施工。采用延遲交聯(lián)凝膠做為泡沫的穩(wěn)定劑。稠化液可以有效地提高泡沫的穩(wěn)定性，液相越稠氣泡越難以運一到一起并結(jié)合，它的泡沫壽命大大延長，粘度進一步增大，攜砂能力更強，適用于各類井的壓裂處理，缺點是需要稠化劑優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計濃度過大。 第二代泡沫壓裂液。用水、鹽水、醇類、甲醇（乙醇）水溶液、原油為基液，用氮氣和起泡劑配制而成，又稱水基泡沫。 雖然清潔壓裂液有以上優(yōu)點，但其用量較大，使用成本較高的問題仍然限制了它的使用范圍。采用 VES 壓裂液進行施工比用聚合物壓裂液施工具有更大的潛能。在進行增產(chǎn)措施之前，用 DataFRAC 軟件模擬，施工設(shè)計為：前置液量降低 10%，采用砂比8ppa，加入 66000lbm 的支撐劑。根據(jù)在這個儲層中已進行過的實驗，壓裂施工一般采用 45%前置液。用 VES 壓裂液施工的摩阻為清水的 30%50%,比用低濃度瓜膠壓裂摩阻低。用 VES優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計壓裂液處理，設(shè)計只用 20%前置液量，以 6ppa 的砂比加入 118000lbm 支撐劑，用 VES 壓裂液處理最初產(chǎn)量 ，即使在 9 個月后，同常用規(guī)壓裂井相比，油氣產(chǎn)量提高 2 倍，清潔壓裂液不污染環(huán)境，導(dǎo)流能力保持在 100%。其中一口井用低濃度瓜膠壓裂液，另一口井 VES 壓裂液施工。兩口井都有 3 個層，油層井底溫度在 176190F 之間，滲透率范圍在 。濾失實驗結(jié)束后進行測定，巖心前部表面活性劑的含量為巖心其余部分的 10 倍多，造成了高流動阻力。圖 13 清潔壓裂液降低縫高，提高縫長示意圖 根據(jù) Mathew Samuel 等對這種體系的第一代產(chǎn)品主要性能的評價結(jié)果，VES 壓裂液不形成濾餅，其濾失量由濾液的粘度控制。 使用 VES 的另一個優(yōu)點是降低了摩擦阻力，因此，有利于使用邊續(xù)油管進行壓裂。VES 壓裂液靠流體的彈性與結(jié)構(gòu)攜帶支撐劑，因此VES 壓裂液可以在較低的粘度下保證施工成功，有利于獲得更好的裂縫幾何形態(tài)，降低縫高，提高縫長(圖 13)。 對于低滲透地層，水力壓裂的目的是產(chǎn)生高導(dǎo)流的長裂縫。較少的支撐劑即可獲得無殘渣傷害高導(dǎo)流能力充填層，說明對于壓裂液，最重要的是保持地層原始滲透率和控制濾失量。 粘彈性表面活性劑壓裂液的使用改變了對壓裂施工中壓裂液和支撐劑作用的看法。經(jīng)過短短幾年的發(fā)展，該體系的應(yīng)用范圍已擴展到酸化、酸壓、降水、控砂、降濾失等。 雖然早就認識到了表面活性劑的粘彈性結(jié)構(gòu)，但直到 1987 年首次應(yīng)用于礫石充填作業(yè)。因此 VES 壓裂液在裂縫中接觸到地層原油或天然氣便會破膠，被地層水稀釋后也可降粘破膠。在 VES 壓裂液中，為了抵消離子基團之間的排斥力，加入了平衡陰離子，使用無機陰離子和有機陰離子，使之形成有序排列的鏈狀膠束，溶液粘度提高并具有彈性，形成凝膠。粘彈性表面活性劑壓裂液由此得名。VES 壓裂液中所用的季銨類表面活性劑在鹽水形成的膠束，主要呈蚯蚓狀或長圓棒狀，相互之間高度纏結(jié)，構(gòu)成了網(wǎng)狀膠束，類似于交聯(lián)的長鏈聚合物形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 清潔壓裂液又稱粘彈性表面活性劑(VES)，第一代是長鏈脂肪酸的季銨鹽類表面活性劑（圖 11）溶解在鹽水中形成的膠束溶液（圖 12）。、清潔壓裂液 通過近幾年低傷害壓裂液體系的研究，在一定程度上降低了瓜爾膠壓裂液的傷害，但仍存在破膠不完全，而且破膠后殘渣殘留在裂縫內(nèi)，降低支撐劑充填層的滲透率，傷害產(chǎn)層，導(dǎo)致壓裂效果變差。值得重視的是壓裂液正在朝無殘渣、低傷害、低成本方面發(fā)展，現(xiàn)今通常使用胍膠作為增稠劑，水不溶物含量大，對填砂裂縫的傷害很大。水力壓裂技術(shù)自 1946 年誕生以來，特別是近 20 年得到快速發(fā)展，從砂巖儲層壓裂應(yīng)用到致密儲層、頁巖，壓裂材料和設(shè)備發(fā)展很快，壓裂相關(guān)軟件也得到很大進步。停泵以后，可在地層中形成足夠長度、寬度的填砂裂縫。此壓力超過井壁附近地應(yīng)力及巖石的抗張強度后，在地層中形成裂縫。優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計目 錄國內(nèi)外壓裂液發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................1 、國外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................1 、國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ................................................7 無殘渣低聚合物壓裂液體系的研究 ..................................9 、無殘渣低聚合物壓稠化劑的研究 ................................9 、交聯(lián)劑的優(yōu)選 ...............................................11 、破膠劑優(yōu)選 .................................................13 、壓裂液添加劑優(yōu)選 ...........................................14 、壓裂液配方優(yōu)選 .............................................17 壓裂液體系性能評價 ..............................................1低分子聚合物 QYC 壓裂體系的基本性能 ..........................1配方確定 ....................................................1破膠實驗 ....................................................2攜砂性能 ....................................................2破膠后殘渣 ..................................................2壓裂液濾失性能 ..............................................2巖心傷害 ....................................................2無殘渣低聚物壓裂液配方 ......................................29現(xiàn)場試驗及效果評價 ..............................................3溫西 3平 2 試驗井壓裂設(shè)計概況 ...............................3試井壓裂液配方及配制方法 ....................................3現(xiàn)場試驗情況 ................................................33結(jié)論 ............................................................3合同完成情況 ................................................3壓裂液體系成本 ..............................................3結(jié)論 ........................................................37存在的問題及下一步研究方向 ......................................38附件 1：壓裂液質(zhì)量檢測報告 .......................................39附件 2：低聚合物壓裂液配制要求及配制方法 .........................40附件 3：低聚合物壓裂液使用條件 ...................................41附件 4：安全技術(shù)說明書 ...........................................42優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計國內(nèi)外壓裂液發(fā)展現(xiàn)狀、國外發(fā)展現(xiàn)狀水力壓裂是油氣井增產(chǎn)、水井增注的一項重要技術(shù)措施。人們利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井筒，隨即在井底附近憋起高壓。繼續(xù)將帶有支撐劑的攜砂液注入縫中，隨著壓裂液不斷注入，裂縫不斷向前延伸，最后縫中充滿支撐劑。由于壓裂液破膠后填砂裂縫具有很高的滲濾能力，大大改善了油氣層的滲透性，使油氣暢流入井，起到增產(chǎn)增注作用。壓裂工藝朝多層多段壓裂、縫網(wǎng)壓裂、體積壓裂發(fā)展。近幾年來，無殘渣聚合物壓裂液體系研發(fā)一直是國內(nèi)外研究方向。 對棉谷 Taylor 地層返排出的流體中聚合物和地層水指示離子濃度分析表明，注入了聚合物僅 29%41%能被返排出來。一般表面活性劑在水溶液中形成的膠束呈球狀、圓盤狀或圓柱狀，不能使溶液增粘。網(wǎng)狀膠束結(jié)構(gòu)使表面活性劑膠束溶液具有了凝膠的性質(zhì)，溶液粘度大幅度增加并具有彈性。在季銨鹽類表面活性劑膠束中，帶正電荷的離子基團之間的相互排斥作用優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖 11 VES 分子模型圖 12 VES 作用機理使膠束呈球形，不能增加溶液的粘度，更不能使溶液變?yōu)槟z。VES 壓裂液進入含油巖心或地層后，親油性有機物進入膠束，使長鏈膠束膨脹，最終崩解為較小的球形膠束，VES 凝膠破解，開成粘度很低的水溶液。因此它是一種無殘渣壓裂液。于 1997 年由 Schlumberger 公司成功應(yīng)用于水力壓裂施工，并以 ClearFRAC（清潔壓裂液）的名字注冊。近期 Schlumberger 已將 VES 成功應(yīng)用于二氧化碳泡沫壓裂，并開發(fā)出了新一代優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計的耐高溫 VES，適用溫度提高到 150℃。VES壓裂液的主要優(yōu)點是，粘度很低即可攜砂，說明壓裂液攜砂性能主要取決于彈性。盡管常規(guī)的和新一代交聯(lián)凍膠壓裂液可以很好地控制濾失量，但它們會對支撐劑充填層的滲透率產(chǎn)生不利影響。凍膠壓裂粘度高，會導(dǎo)致縫高過大，從而限制了裂縫長度發(fā)展。實時壓力臨測和返排示蹤劑回流場研究表明，這種無傷害低粘度壓裂液即使使用很少的壓裂液和支撐劑，也能有效地增加裂縫的長度。這對油田開發(fā)后期利用連續(xù)油管分層選壓未動用小層提供方便。在鹽水飽和巖心中，VES 壓裂液粘度很高，流度很低，流動緩慢。 在懷俄明 Rock Springs，Mesaverda 地層對 2 口分支井分別進行水力壓裂。通過 油管，以 2431bbl/min 排量施工。 用低濃度瓜膠壓裂液的施工井采用前置液量 45bbl，注入 4ppa 砂比即過早脫砂。用 VES 壓裂液施工，采用少量的壓裂液和支撐劑即可達到最佳效果。 El Reno Oklahoma 地層井底溫度 190F，地層滲透 。由于 VES 壓裂液對低滲透率氣井降濾失性能好。由于 VES 壓裂液的降濾失性能好，因此所需壓裂液降低為 42%。 現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，與常規(guī)聚合物壓裂液系統(tǒng)相比，VES 壓裂液具有如下優(yōu)點：（1）、具有非常高的液體效率（85%）左右并完全保留了支撐劑充填層的導(dǎo)流能力這種無傷害的粘彈性表面活性劑壓裂液可以產(chǎn)生更長的有效裂縫；（2）、用極少量的支撐劑即可實現(xiàn)與聚合物壓裂液相似的支撐劑充填層；（3）、使用添加劑品種少，便于質(zhì)量控制，配制簡單，施工方便，甚至可以用海水配制VES 壓裂液；（4）、用低粘度流體可以有效地攜帶支撐劑，使裂縫高度增長至最低；（5）、由于摩擦阻力低，以較小的水馬力即可泵送 VES 壓裂液，并獲得較高的排量；（6）、用 VES 壓裂液可節(jié)省作業(yè)時間，快速完成返排，提高產(chǎn)量。、泡沫壓裂液由于水基壓裂液對低壓、低滲、