水基壓裂液性能評(píng)價(jià)

1、水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法20152015年年8 8月月 壓裂過(guò)程中，要求壓裂液具有壓裂過(guò)程中，要求壓裂液具有高的攜帶支撐劑的能力高的攜帶支撐劑的能力、低的摩阻低的摩阻力力及在不同的幾何空間、不同的流動(dòng)狀態(tài)下及在不同的幾何空間、不同的流動(dòng)狀態(tài)下優(yōu)良的承受破壞的能力優(yōu)良的承受破壞的能力。能否達(dá)到完善這些性能，首要的工作在于對(duì)壓裂液流變性能進(jìn)行正常能否達(dá)到完善這些性能，首要的工作在于對(duì)壓裂液流變性能進(jìn)行正常評(píng)價(jià)。壓裂液性能的測(cè)試和評(píng)價(jià)是為配制和選用壓裂液提供依據(jù)，為評(píng)價(jià)。壓裂液性能的測(cè)試和評(píng)價(jià)是為配制和選用壓裂液提供依據(jù)，為壓裂設(shè)計(jì)提供參考。壓裂設(shè)計(jì)提供參考。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方

2、法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（1 1）基液粘度：）基液粘度： 壓裂液基液是指準(zhǔn)備增稠或交聯(lián)的液體。壓裂液基液是指準(zhǔn)備增稠或交聯(lián)的液體?；赫扯却沓砘瘎┑脑龌赫扯却沓砘瘎┑脑龀砟芰εc溶解速度稠能力與溶解速度。壓裂基液粘度用范。壓裂基液粘度用范3535旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或用類(lèi)似儀器測(cè)定。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或用類(lèi)似儀器測(cè)定。對(duì)于不同井深的地層進(jìn)行壓裂，對(duì)基液粘度有不同要求。對(duì)于不同井深的地層進(jìn)行壓裂，對(duì)基液粘度有不同要求。名稱(chēng)名稱(chēng)井深井深m基液粘度基液粘度PasPas低溫淺井低溫淺井 2000200040-6040-60中溫井中溫井2000-30002000-300060-8060-80高溫深井高溫深井3000-

3、50003000-500080-10080-100水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（2 2）壓裂液的剪切穩(wěn)定性：）壓裂液的剪切穩(wěn)定性： 評(píng)價(jià)壓裂液的剪切穩(wěn)定性實(shí)際上是評(píng)價(jià)壓裂液的剪切穩(wěn)定性實(shí)際上是測(cè)定壓裂液的粘測(cè)定壓裂液的粘時(shí)關(guān)系時(shí)關(guān)系。在。在一定（地層）溫度下，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定剪切速率為一定（地層）溫度下，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定剪切速率為170s-1170s-1時(shí)壓裂液時(shí)壓裂液的粘度隨時(shí)間的變化。的粘度隨時(shí)間的變化。壓裂液的粘度降到壓裂液的粘度降到50mPas 50mPas 時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間應(yīng)大于施工時(shí)間。應(yīng)大于施工時(shí)間。01224364860t_seg in min050

4、01000150020002500 in mPas0102030405060708090T in CHAAKE RheoWin 4.30.0021 201304-05-yu401-1-8jingyalieyexingnengjiance = f (t_seg)T = f (t_seg)01224364860t_seg in min05001000150020002500 in mPas01020304050607080T in CHAAKE RheoWin 4.30.0021 20130410-wenxi3-92yalieyexingnengjiance = f (t_seg)T = f (t

5、_seg)水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（3 3）稠度系數(shù)）稠度系數(shù) K K和流動(dòng)行為指數(shù)和流動(dòng)行為指數(shù) n n： 用粘度計(jì)測(cè)定壓裂液室溫至油層溫度下的流動(dòng)曲線(xiàn)，如下圖，用此圖可以用粘度計(jì)測(cè)定壓裂液室溫至油層溫度下的流動(dòng)曲線(xiàn)，如下圖，用此圖可以計(jì)算得出壓裂液在不同溫度下的計(jì)算得出壓裂液在不同溫度下的 K K和和 n n值，即值，即式中式中 n n流動(dòng)行為指數(shù)；流動(dòng)行為指數(shù)；剪切應(yīng)力，剪切應(yīng)力，mPamPa；DD剪切速率，剪切速率，s-1s-1。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法 KK值越大，說(shuō)明壓裂液的增稠能力越強(qiáng)；值越大，說(shuō)明壓裂液的增稠能力越強(qiáng)；nn值越大，說(shuō)明壓裂

6、液值越大，說(shuō)明壓裂液的抗剪切能力越好。的抗剪切能力越好。但是但是 K K值大，值大， n n值就小。值就小。 n n值在值在 0.2 0.20.7 0.7 之間。之間。KK，nn值亦可以用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定不同剪切速率下的應(yīng)力值，值亦可以用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定不同剪切速率下的應(yīng)力值，再經(jīng)計(jì)算得出。再經(jīng)計(jì)算得出。（4 4）壓裂液的降阻率測(cè)定）壓裂液的降阻率測(cè)定 壓裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵壓，提高施工排量，節(jié)壓裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵壓，提高施工排量，節(jié)約水馬力。約水馬力。 在管路流動(dòng)儀上，測(cè)定不同壓差下的壓裂液與清水的流量，在管路流動(dòng)儀上，測(cè)定不同壓差下的壓裂液與清水的流量，經(jīng)計(jì)算可得

7、出壓裂液的降阻率。一般壓裂液的降阻率為經(jīng)計(jì)算可得出壓裂液的降阻率。一般壓裂液的降阻率為40%40%60%60%。檢測(cè)方法：檢測(cè)方法：水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（5 5）壓裂液的破膠性能測(cè)定）壓裂液的破膠性能測(cè)定 施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，與破膠劑發(fā)生作用而破施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，與破膠劑發(fā)生作用而破膠降粘。膠降粘。用破膠液粘度來(lái)衡量壓裂液破膠的徹底性，是關(guān)系到破膠液用破膠液粘度來(lái)衡量壓裂液破膠的徹底性，是關(guān)系到破膠液的返排率及對(duì)油層的傷害程度。的返排率及對(duì)油層的傷害程度。將壓裂液裝人密閉容器內(nèi)，放入電熱將壓裂液裝人密閉容器內(nèi)，放入電熱恒溫器中加熱恒溫，

8、恒溫溫度為儲(chǔ)層溫度。使壓裂液在恒溫溫度下破恒溫器中加熱恒溫，恒溫溫度為儲(chǔ)層溫度。使壓裂液在恒溫溫度下破膠，膠，破膠液表面粘度破膠液表面粘度5.0mPa.smPa.s。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（6 6）壓裂液的表界面張力與潤(rùn)濕性能測(cè)定）壓裂液的表界面張力與潤(rùn)濕性能測(cè)定 用表界面張力儀測(cè)定壓裂液破膠液的表界面張力，用接觸角測(cè)用表界面張力儀測(cè)定壓裂液破膠液的表界面張力，用接觸角測(cè)定儀測(cè)定破膠液與巖樣表面的接觸角，為優(yōu)選適用的活性劑、助定儀測(cè)定破膠液與巖樣表面的接觸角，為優(yōu)選適用的活性劑、助排劑提供參考。排劑提供參考。破膠液表面張力破膠液表面張力28.0mN/m28.0mN/m為合

9、格。為合格。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法02468101214t / s29.229.329.429.529.629.7SFT / mN/mgraphSFT024681012t / s71.7671.7871.8071.8271.8471.8671.8871.9071.92SFT / mN/mgraphSFT（7 7） 壓裂液殘?jiān)康臏y(cè)定壓裂液殘?jiān)康臏y(cè)定 殘?jiān)菈毫岩?、破膠液中殘存的不溶物質(zhì)。壓裂液中的殘?jiān)繗堅(jiān)菈毫岩?、破膠液中殘存的不溶物質(zhì)。壓裂液中的殘?jiān)繎?yīng)盡量低，以減小對(duì)地層和支撐裂縫的傷害。其測(cè)定方法是將破膠液應(yīng)盡量低，以減小對(duì)地層和支撐裂縫的傷害。其測(cè)定方

10、法是將破膠液離心分離，棄去上清液，將下面的殘?jiān)娓伞⒑阒亍⒎Q(chēng)重，計(jì)算殘?jiān)x心分離，棄去上清液，將下面的殘?jiān)娓?、恒重、稱(chēng)重，計(jì)算殘?jiān)?。含量。羥丙基胍膠、硼凍膠壓裂液的殘?jiān)繛榱u丙基胍膠、硼凍膠壓裂液的殘?jiān)繛?00300800mg/L800mg/L。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（8 8）壓裂液與地層流體的配伍性測(cè)定）壓裂液與地層流體的配伍性測(cè)定 測(cè)定壓裂液破膠劑與地層原油和地層水能否產(chǎn)生乳化及沉淀，以測(cè)定壓裂液破膠劑與地層原油和地層水能否產(chǎn)生乳化及沉淀，以便采取措施減少對(duì)地層的傷害。便采取措施減少對(duì)地層的傷害。 原油的配伍性測(cè)定：是將原油與壓裂液破膠劑按一定比例混合，原

11、油的配伍性測(cè)定：是將原油與壓裂液破膠劑按一定比例混合，高速攪拌形成乳狀液，在油層溫度下靜置一定時(shí)間，記錄分離出高速攪拌形成乳狀液，在油層溫度下靜置一定時(shí)間，記錄分離出的水量，計(jì)算破乳率。的水量，計(jì)算破乳率。破乳率應(yīng)大于破乳率應(yīng)大于80%80%。 地層水的配伍性測(cè)定：是將壓裂液破膠劑液與地層水按一定比例地層水的配伍性測(cè)定：是將壓裂液破膠劑液與地層水按一定比例混合，觀(guān)察是否產(chǎn)生沉淀。混合，觀(guān)察是否產(chǎn)生沉淀。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（9 9）壓裂液交聯(lián)時(shí)間測(cè)定）壓裂液交聯(lián)時(shí)間測(cè)定 將交聯(lián)劑加到基液中，開(kāi)始計(jì)時(shí)并緩慢不停地?cái)嚢?，到壓裂液可挑掛將交?lián)劑加到基液中，開(kāi)始計(jì)時(shí)并緩慢不停地?cái)嚢瑁綁毫岩嚎商魭欤ɑ蛲律囝^（或吐舌頭3cm3cm以上）時(shí)的時(shí)間即為交聯(lián)時(shí)間。以上）時(shí)的時(shí)間即為交聯(lián)時(shí)間。壓裂液的交聯(lián)時(shí)間應(yīng)小于壓裂液的交聯(lián)時(shí)間應(yīng)小于壓裂液流經(jīng)壓裂管柱的時(shí)間。壓裂液流經(jīng)壓裂管柱的時(shí)間。水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法（1010）壓裂液對(duì)基巖滲透率的傷害率測(cè)定）壓裂液對(duì)基巖滲透率的傷害率測(cè)定 在壓