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(duì)油氣層進(jìn)行壓裂改造時(shí)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(guò)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(chēng)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(qiáng)度時(shí),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(dá)到增產(chǎn)增注的目的。其中的支撐劑又稱(chēng)為壓裂液。
2、分類(lèi)
1、按施工過(guò)程壓裂液的作用劃分
壓裂液是一個(gè)總稱(chēng),由于在壓裂過(guò)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(shí)還起到一定的降溫作用。為提高其工作效率,特別是對(duì)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 ( 一般是陶粒或石英砂 ) 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(lèi)型。目前國(guó)內(nèi)常用的壓裂液為水基壓裂液( 由槐樹(shù)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(qiáng)、濾失低、摩阻低等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外使用的水基壓裂液分以下幾種類(lèi)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(lèi)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(jī)脂肪酸醇與無(wú)機(jī)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(jìn)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(jìn)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(guò)兩次交聯(lián)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)施工的連續(xù)混配,縮短了交聯(lián)時(shí)間,優(yōu)化用量,改變流變性能,耐溫能力達(dá)120~130℃,實(shí)現(xiàn)了高砂比施工。
油基壓裂液具有以下特點(diǎn) :
①容易引起火災(zāi);
②易使作業(yè)人員、設(shè)備及場(chǎng)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(duì)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(huì)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(qiáng)水敏地層,在壓裂作業(yè)中所占比重較低。
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