瓜膠壓裂反排液回用

❶ 壓裂時用的一般是什麼介質是酸性的嗎急需~先謝謝喲！

壓裂時用壓裂液作為傳遞壓力和攜帶支撐劑的介質。一般瓜膠壓裂液體系是鹼性的，酸壓體系為酸性，也有中性的體系，如清潔壓裂液體系。

❷ 煤層氣氮氣泡沫壓裂技術的研究與試驗

孫晗森¹賀承祖²

（1.中聯煤層氣有限責任公司 北京 100011；2.成都理工大學 成都 610059）

作者簡介：孫晗森，1973年生，男，浙江義烏入；1998年畢業於成都理工大學石油系，獲工學碩士；中聯煤層氣有限責任公司，高級工程師，從事油氣藏數值模擬和增產改造技術研究；地址：北京安外大街甲88號，郵編：100011；E-mail：hssun [email protected]。

攻關項目：國家科技部「十五」科技攻關項目部分成果。

摘要 氮氣泡沫壓裂工藝技術特別適用於低壓、低滲和水敏性地層（煤層）的壓裂改造。研究表明，泡沫壓裂液中作為穩泡劑的高分子聚合物和某些作為起泡劑的表面活性劑均可能損害煤儲層，影響壓裂效果。本文提出一種新的粘彈性表面活性劑泡沫壓裂液。通過室內實驗研究及現場應用試驗，優選出的氮氣泡沫壓裂液具有性能好，施工後無需破膠即可排液，對煤層損害小的優點；現場應用後可達到明顯的增產效果。

關鍵詞 煤儲層 氮氣泡沫 壓裂液 表面活性劑 現場應用

Study and Experiment on Nitrogen Foam Stimulation Technology for CBM

Sun Hansen，He Chenzhu

（1.China United Coalbed Methane Corp.，Ltd，Beijing 100011；2.Cheng University of Technology，cheng 610059）

Abstract：Nitrogen foam stimulation technology particularly applies to stimulation operations of coal seams with low pressure，low permeability and water sensitivity.Some researches indicate that macromolecular polymers as steady agent of bubble and certain surface-active agents as generating agent of bubble in foam fracture liquid may damage coal reservoir and proce negative effects on stimulation.A new type of nitrogen foam fracture liquid called visco-elastic surface-active agent was introced in this paper.The optimized nitrogen foal fracture liquid through indoor study and field application test not only has good physical performance and virtues of low damage to coal seams，but also can proce liquid without glue-broken agent after stimulation operations.The application of this type of nitrogen foam fracture liquid in the practical operations of CBM fields showed very obvious stimulation results.

Keywords：coal reservoir；nitrogen foam；fracture liquid；surface-active agent；site application

前言

煤層具有緻密、低壓、低滲的特點，必須經過壓裂之後才能獲得有工業價值的產量^[1]。壓裂液的種類很多，其中以泡沫壓裂液因其含液量小，易排，對儲層損害小，認為較適合煤層^[2，3]。研究表明，泡沫壓裂液中作為穩泡劑的高分子聚合物和某些作為起泡劑的表面活性劑均可能損害煤儲層，影響壓裂效果。

氮氣泡沫壓裂工藝是20世紀70年代以來發展起來的一項壓裂工藝技術。主要適用范圍是低壓、低滲和強水敏性儲集層。在低滲油層壓裂改造和煤層氣壓裂增產中，氮氣泡沫壓裂工藝在美國應用已經相當普遍，在黑勇士盆地的煤層氣開采井中，大多數的施工井都採用氮氣泡沫壓裂工藝；而國內由於受到壓裂設備、技術工藝和成本等方面因素的影響，制約了氮氣泡沫壓裂工藝的發展。

泡沫壓裂液從工藝和添加劑的更新換代上看，主要發展經歷了三代。入們將僅用表面活性劑水溶液生的泡沫壓裂液叫做第一代泡沫壓裂液；將加有聚合物和交聯聚合物的泡沫壓裂液分別叫做第二和第三代泡沫壓裂液^[3]。第二和第三代泡沫壓裂液雖然比第一代泡沫壓裂液的穩定性高，但由於引入聚合物，存在低溫井破膠不完全以及破膠後對地層的損害問題^[5]，部分喪失了泡沫壓裂液低損害性的優點。

本文提出一種新的粘彈性表面活性劑泡沫壓裂液。通過室內試驗及研究，優選出的氮氣泡沫壓裂液具有性能好，施工後無需破膠即可排液，對煤層損害小的優點。

1 實驗條件和方法

1.1 試劑及材料

粘彈性表面活性劑：研製產品。氯化鉀、過硫酸銨、碳酸鹽型陰離子表面活性劑、季銨鹽型陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑，均為化學試劑。羥丙基瓜膠：工業品。煤樣：潘河先導性試驗區無煙煤。

1.2 實驗方法^[5，6］

1.2.1 泡沫基液的性質

用毛管粘度計測量粘度，用滴重法測量表面張力，用改進的Bickerman法測量在煤樣上的接觸角。

1.2.2 泡沫的結構和性質

用高速攪拌法（≥100轉/min，2min）起泡。在顯微鏡下觀察泡沫的結構，測量泡沫的體積，計算泡沫質量（氣體體積/泡沫體積）。測量液體析出一半的時間，確定泡沫的半衰期。用六速粘度計測量泡沫的流變性。測量砂粒在泡沫中的沉降速度，評價攜砂能力。在失水儀測量泡沫的濾失速度。

2 泡沫壓裂液性能

2.1 氮氣泡沫壓裂液的結構

研究者^[3]根據等球體最緊密堆積時，球體所佔空間體積為0.74 這一幾何原理，認為泡沫質量≤0.74時泡沫中的氣泡為球形，泡沫質量＞0.74 時被擠壓為五角十二面體。我們的觀察表明，該粘彈性表面活性劑水溶液所形成的泡沫，在質量高達0.80 時氣泡仍為球形，顯微相片如圖1所示。僅在泡沫質量大於0.90 時才被擠壓為五角十二面體形。由該圖可以看出：泡沫中氣泡大小分布比較均勻，大多在0.04～0.10mm之間，由於小氣泡可填充在大氣泡之間的空隙中，所以這種泡沫在質量遠大於0.74時氣泡仍可保持球形。

圖6 PH1井與周邊井的產量對比圖

圖7 PH1-006井與周邊井的產量對比圖

4 結論

本文提出的粘彈性表面活性劑溶於水後，可形成類似於聚合物的蠕蟲狀膠束結構。這種膠束在較低濃度時，不會明顯增加水的粘度（＜5mPa·s），但可吸附在氣水界面，形成比單獨表面活性劑要強得多的吸附層，增加泡沫的穩定性，使半衰期長達1～2h。

該泡沫壓裂液的切速為170s^-1時的表觀粘度遠大於50mPa·s，壓裂液具有良好的懸砂能力。

這種粘彈性表面活性劑形成的泡沫壓裂液主要靠增加吸附層的強度，而不是靠增加水的本體粘度來增加泡沫的穩定性，不存在需要破膠以及對儲層損害問題，比第二代和第三代泡沫壓裂液具有優越性。

通過在煤層氣井中的現場應用，氮氣泡沫壓裂井的增產效果非常顯著。通過排采分析發現，氮氣泡沫壓裂井的產量增加在常規水力壓裂井產量的3倍以上。

在國家「十五」攻關項目資助下，開始進行了氮氣泡沫壓裂技術的研究，並在潘河示範項目中進行了工業試驗，實踐表明，該項技術具有巨大的推廣應用前景。

參考文獻

[1]Zebrowitz M.Thomas B D.1989.Coalbed stimulation are optimized in Alabama basin.OGJ.87（4）：61～72

[2]Blauer R.E.Holcomb D L.1975.Foam fracturing shows success in gas/oil formations.OEJ.73（31）：57～60

[3]Watkins E.K.Wendoff C L.Ainley B R.1983.A New crosslinked foamed fracturing fluid.SPE.12127

[4]賀承祖，華明琪.2003.壓裂液對儲層的損害及其抑制方法.鑽井與完井液，20（1）：49～53

[5]賀承祖，華明琪.1995.油氣藏物理化學.成都：成都電子科技大學出版杜

[6]賀承祖，華明琪.1996.水鎖效應研究.鑽井與完井液，13（6）：13～15

[7]Van Krevelen.1981.Coal Science and Technology.Zlesvier pab company

[8]Righmire C T.1984.Coalbed methane resource AAPG，32（17）：1～13

[9]賀承祖，華明琪.2005.低滲砂岩氣藏岩石的孔隙結構與物性特徵.新疆石油地質.26（3）280～284

[10]Conway M W.Penny G S.Schcaufnagel R D.1993.Fracturing fluid Leakoff and damage mechanism in coalbed methane reservoirs Rock Mountain Resional Meeting/low permeability Reservoirs symposium and Exhibition：245～260

[11]趙慶波等著.1999.煤層氣地質與勘探技術.北京：石油工業出版杜

[12]肖進新，趙振國編著.2003.表面活性劑應用原理.北京：化學工業出版杜

[13]Adamson A W.1983.Physical chemistry of surfaces.5Ed.Jolm-Wiley

[14]Magid L J.1998.The surfactant-polyelectrolyte analosy.JPC.102（21）：4064～4074

[15]Economides M.J.Nolte K G.1992.Reservoir Stimulation.3Ed.Schlumberger ecation services USA

❸ 造洗潔精的瓜膠是什麼

瓜爾膠為大分子天然親水膠體，主要由半乳糖和甘露糖聚合為食品而成,屬於天然半乳甘露聚糖，品質改良劑之一，一種天然的增稠劑。 外觀是從白色到微黃色的自由流動粉末，能溶於冷水或熱水，遇水後及形成膠狀物質，達到迅速增稠的功效。主要分為食品級和工業級（油田使用的屬於工業級）兩種。一般出口包裝是25KG/袋，外層牛皮紙，內層PE薄膜袋。廣泛用於石油壓裂、鑽井等增稠目的，以及食品添加劑，印染和建築塗料等行業。瓜爾膠是已知的最有效和水溶性最好的天然聚合物。在低濃度下，可形成高粘稠溶液；表現出非牛頓流變特性，與硼砂形成酸可逆凝膠由於它的獨特性能，目前已應用於食品、制葯、化妝品、個人保健、石油、粘蚊劑、造紙和紡織印染等行業。

❹ 煤儲層壓裂裂縫長期導流能力實驗研究及影響因素分析

楊焦生 王一兵 王憲花 陳艷鵬 王 勃

( 中石油廊坊分院 河北廊坊 065007)

摘 要: 長期導流能力評價實驗可以反映油氣藏條件下裂縫真實的導流能力，為壓裂設計和施工提供可靠參考。運用 FCES －100 長期裂縫導流儀，測試了不同條件下煤岩水力裂縫的長期導流能力，並分析了嵌入、煤粉、胍膠液殘渣及復雜裂縫等因素對導流能力的影響。測試結果表明，煤岩強度低，嵌入傷害嚴重，在較低的閉合應力 ( 15 MPa) 下就表現明顯的傷害，而砂岩當閉合壓力大於 25 MPa 時，嵌入傷害才比較明顯; 煤粉為疏水性，易聚集堵塞裂縫，大大降低導流能力。為克服嵌入和煤粉的傷害，施工中可採取增加鋪砂濃度、加大支撐劑粒徑、加入分散劑懸浮煤粉等方法。胍膠壓裂液由於破膠難，殘渣對裂縫滲透率傷害高達70% ～80%，可使導流能力下降30% ～50%，應加強對超低溫破膠技術的研究; 裂縫形態對導流能力也有很大的影響，復雜裂縫與單一裂縫相比，等效導流能力降低。研究成果對煤層壓裂材料優選、現場施工控制及壓後產能評價具有積極的指導意義。

關鍵詞: 長期導流能力 煤粉 支撐劑 裂縫形態 壓裂液殘渣

基金項目: 國家 973 課題 「提高煤層氣開采效率的儲層改造基礎研究」( 2009CB219607) 資助。

作者簡介: 楊焦生，男，工程師，中國石油勘探開發研究院廊坊分院工作，從事煤層氣開發及增產措施研究。地址: 河北省廊坊市萬庄石油分院 44#信箱煤層氣所，郵編: 065007; 電話: 13513014216。E mail: yangjiaosheng@ 126. com

Experimental Study and Influence Factors Analysis on Long- term Conctivity of Hydraulic Fractures in Coal Seams

YANG Jiaosheng WANG Yibing WANG Xianhua CHEN Yanpeng WANG Bo

( Langfang Branch，Research Institute of Petroleum Exploration and Development， PetroChina，Langfang 065007，China)

Abstract: The long-term conctivity of hydraulic fractures under different situation in medium-and high-rank coal bed are tested by using FCES-100 fracture long-term flow conctometer. The influence of proppant embed- ment，coal powder，guar gum resie and complex fractures to conctivity are also analyzed. Experiment results show that proppant embedment can cause seriously damage to conctivity for low-intensity of coalbed. Under low closure stress ( < 15 MPa) ，the damage in coal seam displays obviously，however，for sand only when closure stress was higher than 25 MPa，the damage can be observed. Moreover，coal powder is hydrophobic and is in- clined to gather to chink fracture，decreasing conctivity sharply. Increasing the sand concentration，enlarging the proppant diameter and adding dispersant into the fracturing fluid appropriately can decrease the damage caused by proppant embedment and coal powder. According to test results，for gelout's difficulty，mass guar gum resie in hydraulic fracture can rece permeability by 70-80% ，and conctivity decrease by 30-50% . So it is necessa- ry to strengthen the research on gelout technology under ultra-low temperature. Fracture morphology also plays an important role on the conctivity. Related to single fractures，complex fractures』equivalent conctivity is lower usually. This paper』 s outcomes are beneficial to fracturing materials optimization，field treatment controlling and proctivity evaluation post fracturing.

Keywords: long-term conctivity; coal powder; proppant; fracture morphology; guar gum resie

煤儲層滲透率很低，一般都小於1mD，壓裂裂縫導流能力對壓後產氣效果影響很大，是實現壓後高產的基礎。與常規砂岩地層相比，煤儲層埋藏淺、彈性模量低、強度低、天然割理及裂縫發育(琚宜文等，2005;申衛兵等，2000)，壓裂過程中多形成復雜裂縫，支撐劑嵌入嚴重，產生大量煤粉堵塞裂縫，裂縫長期導流能力變化具有自身特點(鄒雨時等，2011;郭建春等，2008;王春鵬等，2006)，其評價方法和內容不能簡單照搬砂岩地層中裂縫導流能力的評價，而應該具有特殊性。本文針對這些問題採用實驗室長期導流能力評價方法，系統研究了煤岩壓裂裂縫導流能力的影響因素及其作用機理，並形成了一套適合煤儲層的裂縫導流能力評價方法。

1 實驗原理和設備

實驗使用的是美國Core.Lab公司生產的FCES.100裂縫導流儀，使用API標准導流室，並嚴格按照API的程序操作，實驗原理主要是達西定律，支撐劑導流能力計算公式可以表達為下面形式:

中國煤層氣技術進展: 2011 年煤層氣學術研討會論文集

式中:kW_f為充填裂縫導流能力，dc·cm;Q為裂縫內流量，cm³/min;μ為流體粘度，mPa·s;Δp為測試段兩端的壓力差，atm。

因此，實驗中只需測得壓差及流量即可求得支撐劑的導流能力。圖1為API支撐劑導流室解剖圖，可以模擬地層條件，對不同類型支撐劑進行短期或長期導流能力評價。

2 實驗條件和煤樣制備

為了真實地反映支撐劑在地下裂縫的實際情況，模擬溫度取40℃，選用長期導流能力測試，每個測試壓力點都測量50小時，閉合壓力分別為10，15，20，25和30MPa。支撐劑選用現在普遍採用的石英砂(蘭州砂)，選擇20/40目和10/20目兩種進行試驗。實驗中的流體選擇為2%KCl水溶液和胍膠液，流體速度2～5ml/min。實驗使用晉城(高煤階)和韓城(中煤階)兩地的天然煤岩，實驗試件的尺寸為長17.7cm，寬3.8cm，厚1～2cm，端部成半圓形(圖2)。

3 實驗方法

在導流室中夾持煤片模擬煤層裂縫，將實驗流體以穩定的流速通過兩片煤板之間的支撐劑填充層，逐漸增大閉合壓力得到裂縫導流能力隨閉合壓力變化的曲線。通過改變煤岩類型、煤粉濃度、鋪砂濃度、胍膠液濃度和用量、支撐劑粒徑及組合、裂縫形態等實驗條件得出不同閉合壓力與導流能力的關系曲線，然後將不同的曲線進行比較分析，評價不同因素對煤岩裂縫導流能力的影響。

圖1 API支撐劑導流室解剖圖

圖2 不同煤階煤岩板

4 實驗結果與分析

4.1 支撐劑嵌入及煤粉對導流能力的影響

(1)支撐劑嵌入影響

實驗選用20/40目蘭州砂，鋪砂濃度分別為5kg/m²和10kg/m²，用鋼板、砂岩和煤岩板(高、中煤階兩種)分別進行實驗，實驗結果見圖3，4。

圖3 鋼板、砂岩、煤岩導流能力對比圖(鋪砂濃度5kg/m²)

圖4 鋼板與煤岩導流能力對比圖(鋪砂濃度10kg/m²)

可以看出，使用鋼板(無嵌入)測得的導流能力明顯大於使用煤岩測得的導流能力，說明支撐劑在煤岩中的嵌入傷害程度很大。實驗證實煤層嵌入比砂岩嚴重，在閉合壓力大於10～15MPa時，導流能力就急劇降低，而砂岩閉合壓力大於20～25MPa時才下降較快。

由於中煤階煤岩的強度更低，同樣條件下，中煤階嵌入傷害更嚴重，中煤階明顯嵌入時的閉合壓力比高煤階更低，嵌入程度約為高煤階的1.5倍，造成導流能力下降幅度更大。嵌入傷害越嚴重，裂縫壁面嵌入部分產生的煤粉碎屑越多，對支撐裂縫內的流體流動阻礙更大，使得導流能力進一步下降。

(2)煤粉產出對導流能力的影響

實驗選用20/40目石英砂，採用10kg/m²鋪砂濃度，分別混入2%和5%的煤粉(100目)，採用高階煤煤岩片進行實驗，實驗結果見圖5。

由圖5可以看出，煤粉對裂縫導流能力傷害很大，隨著閉合壓力的增大，煤粉濃度的增高，導流能力迅速下降。閉合壓力10～30MPa，2%煤粉可以使導流能力下降10%～35%，5%煤粉可使導流下降20%～60%。煤粉是疏水性的，不易分散於水或水基壓裂液，從而極易聚集起來阻塞裂縫孔隙喉道，隨著時間的延長，煤粉微粒不斷運移，可以使得堵塞更為嚴重。如在壓裂液中加入潤濕劑和分散劑則能使煤粉由疏水性轉為親水性，有助於分散與懸浮煤粉於壓裂液中，阻止煤粉的聚集，有利於煤粉的返排。如圖6顯示，加入兩種不同分散劑FSJ01，FSJ02後裂縫導流能力有所改善。

圖5 不同煤粉濃度下導流能力對比圖

圖6 加入分散劑對導流能力的影響結果(鋪砂濃度5kg/m²)

4.2 支撐劑粒徑對導流能力的影響

實驗應用晉城高階煤岩，選擇10/20目和20/40目兩種粒徑支撐劑按照不同比例(1∶1，1∶2，1∶3)混合，測試其導流能力變化，鋪砂濃度為10kg/m²。

由圖7可以看出，當閉合壓力低於20MPa時，單一粒徑10/20目的石英砂的導流能力比20/40目的大30～50%，且大粒徑支撐劑所佔比例越大，其導流能力也越大。而當閉合壓力高於20MPa時，各比例組合導流能力相差不大。因此，壓裂施工過程中，考慮造縫和攜砂效果，前期應用較小粒徑支撐劑(20/40目)，低排量施工，可較好支撐多裂縫的支縫系統，使裂縫延伸更長;後期尾追較大粒徑支撐劑(10/20目)提高近井地帶的導流能力。

圖7 不同粒徑支撐劑組合導流能力對比圖

4.3 鋪砂濃度對導流能力的影響

實驗選用20/40目蘭州砂，分別選取5kg/m²和10kg/m²兩種鋪砂濃度進行實驗，實驗結果見圖8。

圖8 不同煤岩、不同鋪砂濃度導流能力對比圖

由圖8可知，無論何種煤階煤岩，提高支撐劑的鋪砂濃度導流能力都有明顯的提高，鋪砂濃度從5kg/m²提高到10kg/m²，支撐劑的導流能力可以提高50%～100%。而低鋪砂濃度下一旦發生嵌入現象，其影響要比高鋪砂濃度大。閉合壓力越大，鋪砂濃度越低，地層岩石越軟，嵌入越嚴重。因此，較軟的中階煤層中為了降低嵌入和煤粉對導流能力的傷害，施工過程中應該增大砂比，提高填充裂縫的鋪砂濃度顯得更為必要。因此為了提高支撐裂縫的導流能力可在施工條件許可的條件內適當增加支撐劑的鋪砂濃度。

4.4 壓裂液殘渣對導流能力的影響

煤層溫度低，胍膠壓裂液破膠難，造成殘渣吸附在煤基質或堵賽支撐劑孔隙，導致基質、裂縫內滲透率下降，導流能力減小，因此這一部分主要考察壓裂殘渣對支撐劑導流能力的影響。在這里選用20/40目石英砂，10kg/m²鋪砂濃度，煤樣為晉城高煤階，分別做了不加壓裂液、加入濃度0.4%的150ml胍膠液、加入濃度0.5%的150ml胍膠液和濃度0.5%的100ml胍膠液情況下的導流能力測試，評價胍膠壓裂液導流能力的傷害，並進行對比分析，如圖9。

圖9 壓裂液殘渣傷害綜合對比圖

壓裂液殘渣的傷害，導致了支撐劑導流能力明顯的降低，不同的閉合壓力下及傷害程度平均在30%以上。相同閉合壓力下，同一樣品注入瓜膠壓裂液越多，濃度越高，導流能力傷害越大，0.5%的瓜膠液比相同量的0.4%瓜膠壓裂液導流能力下降10%以上，0.5%的150ml胍膠量比0.5%的100ml量導流能力降低20%。

因此煤層壓裂液體系在選用凍膠時，需要充分研究其在煤層低溫條件下的高效破膠技術，同時也可以嘗試加入化學物質來降解、氧化凍膠殘渣，減少殘渣對水力裂縫的堵塞，從而達到增加裂縫滲透性，提高單井產量的目的。

4.5 復雜裂縫對導流能力的影響

為了描述煤層水力壓裂中形成的「T」形、「I」形等復雜裂縫對導流能力的影響，本次實驗中模擬研究多條裂縫(兩條)導流能力的變化情況。實驗選用20/40目蘭州砂，將一定量的石英砂平均分成兩份，分別充填於兩條相鄰裂縫內(鋪砂濃度5kg/m²)，測試其綜合導流能力，並與單一支撐裂縫(鋪砂量與兩條裂縫相同，鋪砂濃度10kg/m²)的導流能力進行對比，如圖10所示。

圖11實驗結果顯示，等量的支撐劑，多條(兩條)裂縫的導流能力小於單一裂縫的導流能力，平均可以降低14.6%。主要是由於裂縫條數的增多，造成支撐劑較為分散，鋪砂濃度降低，增加支撐劑嵌入和煤粉堵塞;另一方面，縫間流體流動發生轉向，產生附加滲流阻力，壓裂後的煤岩裂縫形態和表面極其不規則，這種滲流阻力會更大，致使導流能力進一步降低。由於煤岩強度差異，裂縫形態對中階煤岩的導流能力影響程度更大，閉合壓力為20MPa時，中煤階煤岩導流能力降低17.6%，高煤階煤岩降低12.8%。

圖10 復雜支撐裂縫(濃度5kg/m²)和單一支撐裂縫(濃度10kg/m²)示意圖

圖11 不同裂縫形態下的導流能力對比圖

5 結論

(1)煤岩強度低，支撐劑嵌入造成的導流能力傷害非常嚴重(傷害率50%以上)。煤層嵌入比砂岩嚴重，在閉合壓力大於10～15MPa時，導流能力就急劇降低，而砂岩閉合壓力大於20～25MPa時導流能力明顯下降。中煤階嵌入傷害更嚴重，中煤階明顯嵌入時的閉合壓力比高煤階更低，嵌入程度約為高煤階的1.5倍，

(2)閉合壓力10～30MPa，2%的煤粉可以使導流能力下降13.1%～34.9%，5%煤粉可下降19.7%～53.2%，在壓裂液中加入分散劑可以使煤粉不易聚集，有利於返排，降低傷害。

(3)提高支撐劑的鋪砂濃度和增大支撐劑的粒徑可以明顯提高裂縫的導流能力，地層閉合壓力增大時應相應增加鋪砂濃度，在軟煤層中顯得尤為必要。

(4)壓裂液殘渣傷害對支撐劑導流能力有很大影響，由於壓裂液殘渣的傷害，導致了支撐劑導流能力下降了30%左右，而降低壓裂液的用量或減小壓裂液的胍膠濃度都可以減小殘渣傷害的影響，提高支撐劑的導流能力。

(5)同等量的支撐劑，復雜裂縫的導流能力小於單一裂縫的導流能力。與高階煤岩相比，裂縫形態對中階煤岩的導流能力影響程度更大。閉合壓力為20MPa時，中煤階煤岩導流能力降低17.6%，高煤階煤岩降低12.8%。

參考文獻

郭建春，盧聰，趙金洲等.2008.支撐劑嵌入程度的實驗研究［J］，煤炭學報，33(6):661～664

琚宜文，姜波，侯泉林，王桂梁，方愛民.2005.華北南部構造煤納米級孔隙結構演化特徵及作用機理［J］，地質學報，79(2):269～285

申衛兵，張保平.2000.不同煤階煤岩力學參數測試［J］，岩石力學與工程學報，19(S1):860～862

王春鵬，張士誠，王雷等.2006.煤層氣井水力壓裂裂縫導流能力實驗評價［J］，中國煤層氣，3(1):17～20

鄒雨時，馬新仿，王雷，林鑫.2011.中、高煤階煤岩壓裂裂縫導流能力實驗研究［J］，煤炭學報，36(3):473～476

❺ 為什麼交聯後改性瓜膠溶液自動破膠

羥丙基瓜膠(HPG)為淡黃色粉末,無嗅,易吸潮,不溶於大多數有機溶劑,在水中分散溶解形成粘膠液,粘度225~298mPa·s。在一定的pH值條件下,羥丙基瓜膠水溶液易與由***金屬或***非金屬組成的含氧酸陰離子鹽,如硼酸鹽交聯成水凍膠。羥丙基瓜膠與四硼酸鈉交聯反應:(1) 四硼酸鈉在水中離解成硼酸和氫氧化鈉:Na2B4O7+7H2O4H3BO3+2NaOH(2) 硼酸進一步水解形成四羥基合硼酸根離子:H3BO3+2H2O+H3O+(3) 硼酸根離子與鄰位順式羥基結合:++H3O++5H2O上述反應都是可逆反應,向交聯的羥丙基瓜膠加入破膠劑如過硫酸銨使反應向著反方向進行,從而達到破膠的目的。若需要延緩交聯,在交聯過程中加入無機硼鹽和多羥基化合物形成配位體,從而將硼酸根屏蔽,加入到壓裂液後,由於pH值等的變化,產生水解平衡,又會緩慢釋放,從而延緩了交聯,另外由於多個硼酸根離子與一個多羥基化合物分子作用,因此交聯與胍膠類的鄰位順式羥基化合物交聯時交聯點增多,從而提高凝膠的強度和韌性。羥丙基瓜膠是瓜膠用環氧丙烷改性後的產物。將—O—CH2—CHOH—CH3(HP基)置換於某些—OH位置上。由於再加工及洗滌除去了聚合物中的植物纖維,因此HPG一般僅含約2%~4%的不溶性殘渣,一般認為HPG

❻ 攪拌瓜膠壓裂液用什麼容器

壓裂液的主要作用是：造縫和攜砂。壓裂液與地層岩石和油藏流體要配伍並且對支撐劑滲透率傷害最小。一般來說，壓裂液體系主要包括：水基壓裂液（羥丙基瓜爾膠）、清潔壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液（co2或n2）以及相應的交聯劑、破膠劑和添加劑。
其主要功能是造縫並沿張開的裂縫輸送支撐劑，因此液體的粘性至關重要。成功的壓裂作業要求液體除在裂縫中具有較高的粘度外，還要能夠迅速破膠；作業後能夠迅速返排；能夠很好地控制液體濾失；泵送期間摩阻較低；同時還要經濟可行。
由於水基液具有價廉、性良且易於控制等特點，已成為應用最為廣泛的壓裂液。
用於稠化壓裂液的聚合物之一是瓜膠。瓜膠聚合物具有很強的親水性，把瓜膠粉加入水中，瓜膠的微粒將溶脹並與水化合，即瓜膠聚合物分子與許多水分子締合，在溶液中展開並延伸。從而增加了溶液的粘度。因為瓜膠中仍有4-8%的水不溶物，所以，在聚合物鏈上又引入了羥丙基，製成羥丙基瓜膠。
水基壓裂液以有機硼交聯體系為主，壓裂液耐溫條件達到150-170℃。

❼ 壓裂液的流態指數

1、粘彈性表面活性劑壓裂液研究 h ^Wm03w
(1) 技術思路 XzW\p8D^u
針對水基(瓜膠)壓裂液降解效果差、返排率低的現狀，研製開發無聚合物壓裂液(清潔壓裂液)。 "`V:4uz
最初擬定四套合成方案，利用化學試劑進行室內合成，分別對合成樣品進行性能測試，根據試驗結果調整配方及合成工藝，優選出最佳的方案；在室內小樣合成的基礎上，利用工業樣品作為原材料，進一步優選助劑類型和使用濃度，優化工業合成工藝，完成了VES壓裂液的放樣生產；完善現場配製方法，優化加砂方式，配套完善壓裂施工工藝。 LYuMR,7E
(2) 主要特點 ~3$:C#"Dl
價格低廉。將壓裂液的成本控制在較低的范圍，實現了該類壓裂液的工業生產，現場應用的壓裂液成本控制在500－1000元/m3之間。 8#|PJc
（3）性能評價 )%q )!x
 超強耐剪切性能 *>T@3G.{Rm
該壓裂液利用特殊的表面活性生成凍膠，不需交聯劑和破膠劑，無剪切降解現象。測試表明，用工業樣品合成的壓裂液，在溫度100℃時，以170s-1的剪切速率，剪切一小時後粘度＞100mPa.s，攜砂能力較強。 ]YUst]gu3
RWZjD#5%Z
圖1 VES壓裂液(B-50)在100℃時的剪切穩定性 qdZo cTf'
 抗溫能力強 +L pMNnl6
粘度-溫度關系測試表明，升溫至110℃，表觀粘度>50mPa.s。大大超過了國內該類型壓裂液抗溫60-80℃的范圍。 H,)2Ou-Wn
表1 VES壓裂液(B-50)的流變性 |Gt]V`4
溫度 ~t^'4"K*
℃ 流態指數 +?Y(6$o
n』 稠度系數 &z"yls
K』 Cce{aY
mPa.sn 剪切速率 s-1 7;NvR4P%
40 100 170 M9wj };vy
50 0.343 0.2867 1223 669 472 ,IG?(CK|
100 0.908 0.00424 145 133 127 6n'XRfQp)&
!S[7IBk%
 傷害率 TYgn X
該體系只有小分子物質，不含高分子聚合物，且礦化度高，pH值為中性，因而傷害率極低；測試表明：對中等滲透率的天然岩心的傷害率<8%；對低滲透岩心的傷害率為8%-13%。 b{l
kl?@a
44_CT?t<
xZ(VvINL'

❽ 羥丙基瓜爾膠,氯化鉀,助排劑,起泡劑,交聯劑等葯劑在石油壓裂中起到什麼作用（壓裂時葯物都起什麼作用）

羥丙基瓜膠是增稠劑，氯化鉀防膨，助排劑降表面張力、促進返排，起泡劑使液體在地層發泡、促進排液，交聯劑把壓裂液交聯在凍膠

❾ 油田化學品的類別

將石油從井底提取到地面（包括增產措施）所用的化學劑。主要有清蠟劑、壓裂液、酸化液和堵水劑等。
①清蠟劑將某些原油破乳劑加在井底，能防止石蠟在油管壁和井底附近沉積，從而減少清蠟次數和鍋爐台數，使油井順利生產。過去曾用含氯、硫的有機溶劑作為清蠟劑，這類溶劑不僅對人身有毒，而且能使煉油催化劑中毒，已不再採用。
②壓裂液當油井生產層滲透率低或受到泥漿嚴重污染時,要進行壓裂、酸化等增產作業,提高油、氣井生產能力和注水井吸水能力。為了壓開地層、延伸裂縫、攜帶支撐劑，根據油藏條件選擇使用水基、油基、酸基壓裂液。壓裂液最早用河水，後改用稠化水，並已發展到用凍膠。凍膠壓裂液是用增稠劑配成稠化水，再加交聯劑進一步增稠而成，它可改善攜砂能力。壓裂液中含有酶和（或）過硫酸銨等破膠劑，利於將支撐劑攜到目的地後，迅速減粘，並返排到地面。美國多用瓜膠（瓜耳樹膠）作為增稠劑，化學改性的瓜膠中水不溶性殘渣很少，溶解速度快。中國的田菁膠與瓜膠有相似的化學成分（半乳甘露聚糖），也作為增稠劑用。用聚丙烯醯胺可配成高粘度低殘渣壓裂液。
③酸化液主要為鹽酸和土酸(一般用8%～12%鹽酸加2%～4%氫氟酸的混合酸)。為了深穿透,用泡沫酸、乳化酸，最新的延緩措施是用高強度的凍膠酸。為了增加洗油能力和懸浮淤泥的能力，用膠束酸。為抑制酸的腐蝕，用丙炔醇、咪唑啉、季銨鹽為緩蝕劑。苯甲酸的溶解速度因溫度而異，可封堵高滲透層，能夠升華，可用作油、氣井酸化轉向劑，使酸液進入目的層位。
④堵水劑油井嚴重出水時，會造成水淹，需要堵水。水玻璃、氯化鈣、聚丙烯醯胺凍膠可以封堵出水層位。同層水需要的選擇性堵水劑尚在研究當中。 主要指化學驅油所用的化學劑。化學驅油分為：①聚合物水驅。把少量增稠劑（如部分水解聚丙烯醯胺或生物聚合物）溶於水中，增加水的粘度,改善水在注入時的指進，提高原油採收率（圖1）。②表面活性劑段塞驅（圖2），表面活性劑段塞是由石油磺酸鹽或合成磺酸鹽與助活劑醇配成的微乳液,它具有超低界面張力(<10-8 N/cm，能夠將毛細管中的原油驅替出來，提高原油採收率。最大的困難是要克服表面活性劑在油藏中流動時的損失（吸附、捕集、沉澱）。③鹼水驅，將燒鹼水注入油藏，與原油中的活性組分反應，形成乳化液，以提高原油採收率。

❿ 壓裂液的主要性能是什麼

1、粘度 2、抗溫性 3、耐剪切能力 4、返排後處理方便
目前油田開采過程中，面對水力壓裂使用大量的水資源和壓裂返排液污染嚴重的問題，無論從成本還是從環保考慮，返排液的重復利用都是油氣田工業發展的未來趨勢。

在返排處理液的再次使用過程中，因為反排液中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+等二價離子的存在：
1、對稠化劑的起黏和抗溫性能產生較大影響。
2、因為反排處理液中含有的大量鈣、鎂離子與碳酸根、硫酸根離子，在一定濃度和溫度下，極易垢狀沉澱，所以直接使用反排液製成壓裂液再次注入地下過程時，容易結垢堵塞支撐裂縫導流通道，很大程度降低壓裂增產效果，造成減產甚至停產的情況。

針對以上問題，我司與西南石油大學、中國石油大學、西安石油大學等院校，針對國內長慶油田、大慶油田、西南油氣田、克拉瑪依油田等多個油田區塊，不同反排處理液的復雜情況，經過多年深入分析、實驗模擬、現場應用，開發了應用於不同反派處理液環境、不同壓裂液配方的螯合添加劑，不僅有效的降低了反排液中的Ca2+、Mg2+、Fe2+等離子對壓裂液起黏、抗溫的影響，並解決了回注通道的腐蝕、結垢問題，特別133我們7099共司0396開發的QH-7510產品，經油氣院劑多家油田單位評測，在有效提高壓裂液性能的基礎上，已達到阻垢率：碳酸鈣＞95%、硫酸鈣＞95%、硫酸鋇＞95%的優良效果，可以省去回注水、集輸管道的緩蝕劑、阻垢劑的二次添加，減少現場人工的加葯勞動強度，切合油田添加劑綜合性發展的方向。
作者-維新：cq17311