陜西復(fù)合交聯(lián)堵劑清潔壓裂液原理如下介紹:
壓裂液是指由多種添加劑按一定配比形成的非均質(zhì)不穩(wěn)定的化學(xué)體系,是對油氣層進行壓裂改造時使用的工作液,它的主要作用是將地面設(shè)備形成的高壓傳遞到地層中,使地層破裂形成裂縫并沿裂縫輸送支撐劑。
1、原理
油層水力壓裂的過程是在地面采用高壓大排量的泵,利用液體傳壓的原理,將具有一定粘度的液體(通常稱之為壓裂液),以大于油層的吸收能力的壓力向油層注入,并使井筒內(nèi)壓力逐漸升高,從而在井底憋起高壓,當(dāng)此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石的抗張強度時,便在井底附近地層產(chǎn)生裂縫:繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液,裂縫向前延伸并填以支撐劑,關(guān)井后裂縫閉合在支撐劑上,從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和高導(dǎo)流能力的填砂裂縫,是井達到增產(chǎn)增注的目的。其中的支撐劑又稱為壓裂液。
2、分類
1、按施工過程壓裂液的作用劃分
壓裂液是一個總稱,由于在壓裂過程中,注入井內(nèi)的壓裂液在不同的階段有各自的作用,所以可以分為:
(1) 前置液: 其作用是破裂地層并造成一定幾何尺寸的裂縫,同時還起到一定的降溫作用。為提高其工作效率,特別是對高滲透層,前置液中需加入降濾失劑,加細(xì)砂或粉陶 ( 粒徑 100~320 目,砂比 10% 左右 ) 或 5% 柴油,堵塞地層中的微小縫隙,減少液體的濾失。
(2) 攜砂液: 它起到將支撐劑 ( 一般是陶?;蚴⑸?) 帶入裂縫中并將砂子放在預(yù)定位置上的作用。在壓裂液的總量中,這部分占的比例很大。攜砂液和其它壓裂液一樣,都有造縫及冷卻地層的作用。
(3) 頂替液: 其作用是將井筒中的攜砂液全部替入到裂縫中。 [1]
2、按物理、化學(xué)性能劃分
壓裂液按其物理、化學(xué)性能可分為油基、水基和混合基三種類型。目前國內(nèi)常用的壓裂液為水基壓裂液( 由槐樹豆粉、田菁粉以及決明子等配制而成) , 也有的采用油水乳狀壓裂液。
(1)水基壓裂液
水基壓裂液是以水作溶劑或分散介質(zhì),向其中加入稠化劑、添加劑配制而成的。主要采用三種水溶性聚合物作為稠化劑,即植物膠(瓜膠、田菁、魔芋等)、纖維素衍生物及合成聚合物。這幾種高分子聚合物在水中溶脹成溶膠,交聯(lián)后形成粘度極高的凍膠。具有粘度高、懸砂能力強、濾失低、摩阻低等優(yōu)點。目前國內(nèi)外使用的水基壓裂液分以下幾種類型:天然植物膠壓裂液,包含如瓜膠及其衍生物羥丙基瓜膠,羥丙基羧甲基瓜膠,延遲水化羥丙基瓜膠;多糖類有半乳甘露糖膠,如田箐及其衍生物,甘露聚葡萄糖膠;纖維素壓裂液,包含如羧甲基纖維素,羥乙基纖維素,羧甲基—羥乙基纖維素等;合成聚合物壓裂液,包含如聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺及其共聚物。
(2)油基壓裂液
油基壓裂液是以油為溶劑或分散介質(zhì),加入各種添加劑形成的壓裂液,當(dāng)前較通用的是鋁磷酸酯與堿的反應(yīng)物,將有機脂肪酸醇與無機非金屬氧化物五氧化二磷生成的磷酸酯均勻混入基油中,用鋁酸鈉進行交聯(lián),可形成磷酸酯鋁鹽的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使油成為油凍膠。鋁磷酸酯鹽凍膠改善了原油的稠化,并提高了溫度穩(wěn)定性。
90年代初,進一步完善了油基壓裂液體系,以原油為介質(zhì),磷酸酯為稠化劑,鋁酸鹽為交聯(lián)劑,醋酸鹽為破膠劑,并通過兩次交聯(lián)過程,實現(xiàn)了現(xiàn)場施工的連續(xù)混配,縮短了交聯(lián)時間,優(yōu)化用量,改變流變性能,耐溫能力達120~130℃,實現(xiàn)了高砂比施工。
油基壓裂液具有以下特點 :
①容易引起火災(zāi);
②易使作業(yè)人員、設(shè)備及場地受到油污;
③基油成本高;
④溶于油中的添加劑選擇范圍小,成本高,改性效果不如水基液;
⑤油的粘度高于水,摩阻比水大;
⑥油的濾失量大;
⑦油的相對密度小,液柱壓力低,有利于低壓油層壓裂后的液體返排,但需提高泵注壓力;
⑧油與地層巖石及流體相容性好,基本上不會造成水堵,乳堵和粘土膨脹與遷移而產(chǎn)生的地層滲透率降低。
油基壓裂液適用于低壓、強水敏地層,在壓裂作業(yè)中所占比重較低。
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