【正文】 裂施工的要求。按造分散介質(zhì)的不同，壓裂液主要分為水基壓裂液、油基壓裂液、乳化壓裂液、泡沫壓裂液、醇基壓裂液、表面活性劑（清潔）壓裂液和濃縮壓裂液。（四）水基壓裂液是以水作為分散介質(zhì)，添加各種處理劑，特別是水溶性聚合物，形成具有壓裂工藝要求的較強綜合性能的工作液。線形膠一旦加入交聯(lián)劑，會形成具有粘彈性的交聯(lián)凍膠，交聯(lián)凍膠具有部分固體性質(zhì)，但在一定的排量和壓力下能夠流動。線形膠壓裂液是由水溶性聚合物稠化劑和其他添加劑組成，具有流動性，一般屬于非牛頓流體，可近似用冪率模型來描述。線形膠壓裂液具有一定的表觀粘度與低濾失性，減阻性能好，易破膠對地層傷害?。坏珜囟?、剪切速率敏感。交聯(lián)凍膠壓裂液同線形膠壓裂液對比，聯(lián)凍膠壓裂液具有更強的粘彈性和塑性，在造縫和攜砂能力等綜合性能方面優(yōu)于線形膠壓裂液，但由于破膠降粘相對困難，因而破膠劑的使用由為重要 。交聯(lián)液：交聯(lián)劑（硼砂、有機硼、有機鋯、有機鈦）+破膠劑（過硫酸銨少量），視交聯(lián)比和交聯(lián)性能配制交聯(lián)液濃度。水基壓裂液添加劑（1）稠化劑：水溶性聚合物作為稠化劑是水基壓裂液的基本添加劑，用以提高粘度、降低濾失、懸浮和攜帶支撐劑。（2）交聯(lián)劑：交聯(lián)劑是通過交聯(lián)離子將溶解于水中的高分子鏈上的活性基團以化學(xué)鏈連接起來形成三維網(wǎng)狀凍膠的化學(xué)劑。（3）粘土穩(wěn)定劑：使用水基壓裂液，將引起粘土沉積、顆粒膨脹或運移。水溶性介質(zhì)能使粘土礦物膨脹、分散或運移；同時水基壓裂液以堿性交聯(lián)為主，濾液粘土穩(wěn)定劑，使用濃度為12%。甲醛、乙二醛、戊二醛具有良好的殺菌防腐作用，%。由于乳化液的粘度較高，在井筒附近和地層原油發(fā)生乳化，會產(chǎn)生嚴(yán)重的生產(chǎn)堵塞。（6）抗高溫穩(wěn)定劑：高溫下壓裂液的粘度下降主，要由于氧的存在加劇了壓裂液降解的速度，因此常用甲醇、硫代硫酸鈉、三乙醇胺等作為穩(wěn)定劑。常用的 為柴油、油溶性樹脂、聚合物和硅粉。常用的破膠劑包括酶、氧化劑、和酸。（9）濾餅溶解劑：壓裂液在施工中由于濾失性造成聚合物濃縮，使壓裂液在裂縫和裂縫表面形成致密的濾餅，常規(guī)破膠劑不能將其破壞，因此需要濾餅溶解劑進行處理。常用的PH值調(diào)節(jié)劑為碳酸氫鈉、碳酸鈉、檸檬酸、福馬酸和氫氧化鈉。目前常用的胍膠、香豆膠、改性胍膠各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1三種壓裂液性能對比 表1壓裂液類型水不溶物（%）巖心傷害率（%）殘渣（mg/l）田箐膠301200香豆粉9334胍膠16356 水基壓裂液技術(shù)指標(biāo)表 表2序號項 目指 標(biāo)1基液粘度mpas≥332凍膠初始粘度 （mpas）≥3003凍膠剪切30min粘度（mpas）≥1504破膠性能（mpas）24h粘度小于10mpas5殘渣含量（mg/l）≤4006稠度系數(shù)（）≥101027流動行為指數(shù)8破膠液表面張力（mN/m）≤309破膠液煤油界面張力（mN/m）≤510初濾失量m3/m2≤210311濾失系數(shù)m/min2≤1103二、壓裂支撐劑支撐劑是水力壓裂時地層壓開裂縫后，用來支撐裂縫阻止裂縫重新閉合的一種固體顆粒。支撐劑通常分為天然和人造兩大類。如國內(nèi)的蘭州砂、承德砂、內(nèi)蒙砂。天然石英砂礦物組分以石英為主。壓裂用石英砂石英含量在80%左右，伴有少量長石、燧石和其他噴出巖、變質(zhì)巖等巖屑。，承壓2034Mpa。中等強度陶粒是由鋁礬土或鋁質(zhì)陶土制成。承壓5580Mpa?；瘜W(xué)組分：氧化鋁85%90%，氧化硅3%6%，氧化鐵約47%。承壓100Mpa。在低應(yīng)力下，樹脂砂性能與石英砂接近，在高應(yīng)力下，樹脂砂性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于石英砂。樹脂砂分為兩種，固化砂和固化砂。預(yù)固化砂在地面已形成完好的樹脂薄膜包裹的砂子，其優(yōu)點是：（1）樹脂薄膜包裹的砂子，增加了砂粒間的接觸面積，從而提高了抗閉合能力；（2）樹脂薄膜可將壓碎了的砂粒、粉砂包裹起來，減少了顆粒的運移與堵塞孔道的機會，從而改善了導(dǎo)流能力；（3）樹脂砂的總的體積密度比中強度和高強度人造支撐劑低許多，便于懸浮，降低了對壓裂液的要求。（3）酸溶解度在規(guī)定的酸溶液及酸溶解時間內(nèi)，確定一定質(zhì)量的支撐劑被酸溶解的質(zhì)量與支撐劑總質(zhì)量的百分比，稱為酸溶解度。（5）支撐劑的密度視密度：單位質(zhì)量的支撐劑與其顆粒體積之比。（6）抗破碎能力對一定體積的支撐劑，在額定壓力下進行承壓測試，確定的破碎率表征了支撐劑抗破碎能力，破碎率高，抗破碎能力低?？梢愿鶕?jù)下表進行檢測，落在公稱直徑范圍內(nèi)的樣品質(zhì)量不低于樣品總質(zhì)量的90%；小于支撐劑下限的質(zhì)量不應(yīng)超過總質(zhì)量的2%；%；落在支撐劑下限篩子的樣品質(zhì)量不低于樣品總質(zhì)量的10%； （2）支撐劑的球度、圓度 天然石英砂的球度、人造陶粒的球度、。支撐劑酸溶解度表 表4粒徑范圍，mm酸溶解度最大值，%≤5≤5≤7（4）支撐劑的濁度支撐劑的濁度應(yīng)低于100NTU或100度。影響支撐劑導(dǎo)流能力的因素主要有支撐裂縫承受的作用力、支撐劑的物理性質(zhì)、支撐劑的鋪植置濃度，以及支撐劑對巖石的嵌入、承壓時間和壓裂液的傷害等因素。①粒徑大小及其均勻程度影響著支撐裂縫的孔隙度和滲透率。粒徑相對集中，比較均勻的支撐劑可提供更高導(dǎo)流能力。③破碎率低，導(dǎo)流能力高，所以通常根據(jù)支撐劑的破碎率選擇支撐劑。（4）支撐劑壓碎和嵌入對導(dǎo)流能力的影響當(dāng)裂縫閉合在支撐帶上時，支撐劑顆粒將由裂縫壁面嵌入巖層或被壓碎，兩者都影響縫寬和滲透率，導(dǎo)致導(dǎo)流能力下降。支撐劑在裂縫中多層排列有利于減緩嵌入的影響，鋪置濃度越大，嵌入影響就越小。各種壓裂液對裂縫導(dǎo)流能力的影響見下表7壓裂液對導(dǎo)流能力影響情況表 表7壓裂液種類裂縫導(dǎo)流能力保持系數(shù)，%生物聚合物95泡沫壓裂液8090聚合物乳化液6585油基凍膠4570線形溶膠4555羥丙基胍膠1050三、壓裂設(shè)備和壓裂管柱（一）地面壓裂設(shè)備壓裂專用井口壓裂井口一般可分為兩類：（1）用采油樹壓裂，按采油樹型號分為250、350、600、700、1050型。氣井壓裂主要采用這類井口，可防止壓后產(chǎn)氣量大，可以直接關(guān)閉井口閥們，用壓裂管柱生產(chǎn)。壓裂地面管匯常用的有壓裂管匯車和專用的地面管匯。高壓管匯外徑ф76mm，內(nèi)徑ф60mm最高壓力100 Mpa。典型壓裂車組及性能參數(shù)表 表8車 型綜合性能參數(shù)備 注西方壓裂車檔位傳動箱1900r/min1800r/min1700r/min大泵水功率1300馬力；傳動比沖次n/min排量m/min壓力MPa沖次n/min排量m/min沖次n/min排量m/min128434575678西方混砂車整機參數(shù)最大排量＝，最大輸砂量=8165kg/min 混合罐容積＝ m3/min吸、排液管匯8個閥門，有替擠旁通。主要由運載汽車、驅(qū)泵動力、傳動裝置、壓裂泵四部分組成。目前混砂車有雙筒機械混砂車、風(fēng)吸式混砂車和仿美新型混砂車。其他設(shè)備包括儀表車、液罐、砂罐。（三）壓裂工具和壓裂管柱壓裂工具壓裂管柱主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨、安全接頭等組成。（3）壓裂油管壓裂油管應(yīng)使用專用油管，抗壓強度滿足設(shè)計要求。壓裂管柱（1）滑套式分層壓裂管柱該管柱可廣泛應(yīng)用于普通壓裂、多裂縫壓裂、選擇性壓裂、限流壓裂、重復(fù)限流壓裂。見圖1。40Mpa常用于普通壓裂、多裂縫壓裂、選擇性壓裂等老井壓裂，破裂壓力低、 m3/min左右；55 Mpa管柱用于破裂壓力高、 m3/min左右的新井限流法壓裂。隔層上下的層段都射孔，施工時液體通過平衡器出液口和噴砂器出液口同時進入平衡層和壓裂層，打完前置液后投球打下平衡器濾砂滑套，使平衡器出液口出液不出砂。圖2保護隔層壓裂原理圖（3）橋塞壓裂管柱針對常規(guī)壓裂管柱卡距小于40m、跨距小于140m的局限性，引進了適合大跨距，油層分散的井段施工的橋塞壓裂管柱。由于具有反洗井功能，可滿足施工中控制替擠量和高砂比的要求。當(dāng)壓完第一層（最下一層）后，通過投球器和井口球閥分別投入不同直徑的鋼球，逐次將滑套憋到已用噴砂器內(nèi)堵死水眼，打開上部噴砂器通道，然后依次再進行壓裂。適用于普通射孔完井，一個壓裂卡段壓裂加砂只形成一個支撐裂縫，是我廠主要采用壓裂工藝。整個過程，壓裂加砂—封堵—壓裂加砂，在一個壓裂卡距中，通過蠟球封堵射孔炮眼，壓裂液轉(zhuǎn)向，壓裂加砂改造多層。用于常規(guī)射孔井，分層壓裂管柱卡不開的多個性質(zhì)相近的差油層壓裂改造。 用于常規(guī)射孔井，針對厚油層改造采用的一種壓裂工藝。 限流法壓裂工藝用于加密井，薄、差油層完井改造。每個壓裂卡段炮眼10個左右。夾層夾層夾層夾層夾層夾層夾層夾層（過程二）（過程一）（過程三）（過程四） 限流法壓裂示意圖 圖4 復(fù)合壓裂工藝適用于常規(guī)射孔井，復(fù)合壓裂這里指在一個作業(yè)期內(nèi)，采用高能氣體燃爆壓裂與普通水力壓裂對油、水井先后進行壓裂改造，其工藝技術(shù)特點。在井筒近井地帶形成立體網(wǎng)狀支撐裂縫，發(fā)揮兩種壓裂工藝優(yōu)勢，提高油井工藝效果。該工藝適用于多油層、非均質(zhì)常規(guī)射孔井的油層改造，施工時應(yīng)適當(dāng)提高壓裂液粘度、前置液量和施工排量，避免狹窄裂縫過多引起砂堵。 CO2壓裂液主要成分是液態(tài)CO原膠液和若干種化學(xué)添加劑。由于泡沫液具有氣泡稠密的密封結(jié)構(gòu)，氣泡間的相互作用而影響其流動性，從而使泡沫具有“粘度”，因而具有良好的攜砂性能，在壓裂施工中起到與常規(guī)水基壓裂液相同的作用。CO2泡沫可在裂縫壁面形成阻擋層，可大大減少濾失及對地層的傷害。因此，泡沫壓裂液比水基壓裂液更適用于對深層氣井、低滲低壓油井、水敏性地層和稠油井的壓裂改造。裂縫端部形成砂堵以后，以大于裂縫向地層中濾失量的排量，繼續(xù)按設(shè)計的加砂方案向裂縫中注入混砂液。該工藝主要應(yīng)用于油層滲透率較高，油水井井距小，需要形成短寬縫壓裂施工的井層。 五、壓裂油層保護壓