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压裂液的基本性能

发布日期:2015-06-17 14:18:22
压裂液的性能与能否造出一条足够尺寸、并具有足够导流能力的填 砂裂缝是密切相关的,在影响压裂成败的诸多因素中,压裂液性能是至 关重要的。对于占液量绝大部分的前置液及携砂液必须具备如下的性能 要求:
1.抗温性:抗温性能是指压裂液在性能基本保持不变的情况下所能 承受的最高温度。随着井深的增加,地层温度按一定的温度梯度逐渐增 大,一般情况下,随着温度的升高压裂液的粘度逐渐降低、携砂性能变 差、稳定性变差,影响整个压裂施工的效率,故在现场施工过程中,要 根据储层温度选取合理的压裂液体系和最佳配方以保证压裂施工的安全 有效进行。
2.滤失性:滤失性能是指压裂液渗透到地层内的性能。如果压裂施 工中采用根本不滤失的液体作压裂液,那么注入地层的全部液体都将顺 着裂缝的延伸而移动,这样裂缝就可能延伸很远;如果液体容易滤失于 地层,则在延伸裂缝的过程中大量液体在进入离井壁不远处就渗透到地 层中去,因而裂缝得不到很好的延伸,同时支撑剂在进入裂缝不远处就 发生沉积,容易在裂缝入口处造成砂堵。滤失量太高时,甚至可能压不 开裂缝。因此,压裂液的滤失性能对压裂效果具有一定的影响。
3.悬砂性:压裂液的悬浮性能是指压裂液对于支撑剂(如石英砂、陶 粒等)的悬浮能力。压裂液的悬浮能力目前还没有标准的计算方法,传统 上采用支撑剂在压裂液中的自由沉降速度表示。压裂液的悬浮性能好, 就能将支撑剂全部均匀地带入裂缝中,并能提高混砂比和携带较大直径 的支撑剂,压裂液的悬浮性能差,支撑剂在压裂液中会很快下沉,以至 不能全部进入裂缝而沉聚于井筒或井底造成砂堵、砂卡等事故,使施工 不能顺利进行。压裂液的悬浮性能主要取决于液体的粘度、比重及在管 线或裂缝中的流速。通常认为,液体粘度高、比重大、在管汇或裂缝中
流速大,其悬浮能力强。现场施工时,应尽量选用悬浮性能好的压裂液。
4.摩阻:摩阻损失指压裂液沿管路流动时因其内部质点间内摩擦力 和与管壁间摩擦力所消耗的能量,大小与压裂液的种类、粘度、添加剂 等有关。压裂施工时,摩阻损失是地面设备泵压、压裂液静液柱压力的 和与地层破裂压力之差。即当地层破裂压力一定时,压裂液的管路摩阻 损失越大,压开裂缝所必须的地面设备泵压就越高。摩阻损失过大,会 使压裂设备作用于井底的压力小于地层破裂压力而导致压裂失败,同时 影响压裂设备的使用寿命。因此,压裂液要有尽可能低的摩阻损失。
5.稳定性和配伍性:稳定性是要求压裂液在地层温度和机械剪切作 用下,粘度变化不大;配伍性是指压裂液与地层流体和岩石矿物不发生 任何物理和化学作用
6.残渣:要尽量降低压裂液中的水不溶物(残渣)以免降低岩石及 添砂裂缝的渗透率。
7.破胶性:一般要求压裂液在施工结束后2〜4小时内彻底破胶,排 液量尽可能大。
8.经济性:便于配制,成本适中,经济上切实可行。
总之,一种理想的压裂液应具备滤失量低、悬浮性能好、摩阻损失 小、对地层渗透率损害小及性能稳定等特点。随着石油工业的迅速发展, 压裂施工规模越来越大,压裂液的用量越来越大,因此,压裂液还应具 备货源充足、成本低廉、配制方便等特点,以满足大规模压裂施工的需 要。