水基壓裂液性能評價

水基壓裂液性能評價第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六

壓裂過程中，要求壓裂液具有高的攜帶支撐劑的能力、低的摩阻力及在不同的幾何空間、不同的流動狀態(tài)下優(yōu)良的承受破壞的能力。能否達到完善這些性能，首要的工作在于對壓裂液流變性能進行正常評價。壓裂液性能的測試和評價是為配制和選用壓裂液提供依據(jù)，為壓裂設計提供參考。水基壓裂液性能評價方法第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（1）基液粘度：

壓裂液基液是指準備增稠或交聯(lián)的液體。基液粘度代表稠化劑的增稠能力與溶解速度。壓裂基液粘度用范35旋轉(zhuǎn)粘度計或用類似儀器測定。對于不同井深的地層進行壓裂，對基液粘度有不同要求。名稱井深m基液粘度Pa·s低溫淺井<200040-60中溫井2000-300060-80高溫深井3000-500080-100水基壓裂液性能評價方法第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（2）壓裂液的剪切穩(wěn)定性：

評價壓裂液的剪切穩(wěn)定性實際上是測定壓裂液的粘—時關系。在一定（地層）溫度下，用旋轉(zhuǎn)粘度計測定剪切速率為170s-1時壓裂液的粘度隨時間的變化。壓裂液的粘度降到50mPa·s時所對應的時間應大于施工時間。水基壓裂液性能評價方法第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（3）稠度系數(shù)K'和流動行為指數(shù)n'：

用粘度計測定壓裂液室溫至油層溫度下的流動曲線，如下圖，用此圖可以計算得出壓裂液在不同溫度下的K'和n'值，即式中n'—流動行為指數(shù)；τ—剪切應力，mPa；D—剪切速率，s-1。水基壓裂液性能評價方法

K'值越大，說明壓裂液的增稠能力越強；n'值越大，說明壓裂液的抗剪切能力越好。但是K'值大，n'值就小。n'值在0.2～0.7之間。K'，n'值亦可以用旋轉(zhuǎn)粘度計測定不同剪切速率下的應力值，再經(jīng)計算得出。第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（4）壓裂液的降阻率測定

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)約水馬力。

在管路流動儀上，測定不同壓差下的壓裂液與清水的流量，經(jīng)計算可得出壓裂液的降阻率。一般壓裂液的降阻率為40%～60%。檢測方法：水基壓裂液性能評價方法第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（5）壓裂液的破膠性能測定

施工結(jié)束后，壓裂液在油層溫度條件下，與破膠劑發(fā)生作用而破膠降粘。用破膠液粘度來衡量壓裂液破膠的徹底性，是關系到破膠液的返排率及對油層的傷害程度。將壓裂液裝人密閉容器內(nèi)，放入電熱恒溫器中加熱恒溫，恒溫溫度為儲層溫度。使壓裂液在恒溫溫度下破膠，破膠液表面粘度≤5.0mPa.s。水基壓裂液性能評價方法第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（6）壓裂液的表界面張力與潤濕性能測定

用表界面張力儀測定壓裂液破膠液的表界面張力，用接觸角測定儀測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。破膠液表面張力≤28.0mN/m為合格。水基壓裂液性能評價方法第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（7）壓裂液殘渣含量的測定

殘渣是壓裂液、破膠液中殘存的不溶物質(zhì)。壓裂液中的殘渣含量應盡量低，以減小對地層和支撐裂縫的傷害。其測定方法是將破膠液離心分離，棄去上清液，將下面的殘渣烘干、恒重、稱重，計算殘渣含量。羥丙基胍膠、硼凍膠壓裂液的殘渣含量為300～800mg/L。水基壓裂液性能評價方法第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（8）壓裂液與地層流體的配伍性測定

測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地層的傷害。原油的配伍性測定：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間，記錄分離出的水量，計算破乳率。破乳率應大于80%。地層水的配伍性測定：是將壓裂液破膠劑液與地層水按一定比例混合，觀察是否產(chǎn)生沉淀。水基壓裂液性能評價方法第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（9）壓裂液交聯(lián)時間測定

將交聯(lián)劑加到基液中，開始計時并緩慢不停地攪拌，到壓裂液可挑掛（或吐舌頭3cm以上）時的時間即為交聯(lián)時間。壓裂液的交聯(lián)時間應小于壓裂液流經(jīng)壓裂管柱的時間。水基壓裂液性能評價方法第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（10）壓裂液對基巖滲透率的傷害率測定

在壓裂改造油氣層的同時，壓裂液會對油氣層的滲透率造成傷害。通過測定壓裂液通過巖心前后滲透率的變化，計算