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吐哈油田井下技术作业公司水基压裂液性能评价第1页，本讲稿共13页 压裂过程中，要求压裂液具有压裂过程中，要求压裂液具有高的携带支撑剂的能力高的携带支撑剂的能力、低的摩阻低的摩阻力力及在不同的几何空间、不同的流动状态下及在不同的几何空间、不同的流动状态下优良的承受破坏的能力优良的承受破坏的能力。能否达到完善这些性能，首要的工作在于对压裂液流变性能进行正常能否达到完善这些性能，首要的工作在于对压裂液流变性能进行正常评价。压裂液性能的测试和评价是为配制和选用压裂液提供依据，为评价。压裂液性能的测试和评价是为配制和选用压裂液提供依据，为压裂设计提供参考。压裂设计提供参考。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第2页，本讲稿共13页（1 1）基液粘度：）基液粘度：压裂液基液是指准备增稠或交联的液体。压裂液基液是指准备增稠或交联的液体。基液粘度代表稠化剂的增稠能力与溶解基液粘度代表稠化剂的增稠能力与溶解速度速度。压裂基液粘度用范。压裂基液粘度用范3535旋转粘度计或用类似仪器测定。对于不同井深的地层进行压裂，旋转粘度计或用类似仪器测定。对于不同井深的地层进行压裂，对基液粘度有不同要求。对基液粘度有不同要求。名称名称井深井深m基液粘度基液粘度PasPas低温浅井低温浅井 2000200040-6040-60中温井中温井2000-30002000-300060-8060-80高温深井高温深井3000-50003000-500080-10080-100水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第3页，本讲稿共13页（2 2）压裂液的剪切稳定性：）压裂液的剪切稳定性：评价压裂液的剪切稳定性实际上是评价压裂液的剪切稳定性实际上是测定压裂液的粘测定压裂液的粘时关系时关系。在一定（地层）。在一定（地层）温度下，用旋转粘度计测定剪切速率为温度下，用旋转粘度计测定剪切速率为170s-1170s-1时压裂液的粘度随时间的变化。时压裂液的粘度随时间的变化。压压裂液的粘度降裂液的粘度降到到50mPas 50mPas 时所对应的时间应大于施工时间。时所对应的时间应大于施工时间。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第4页，本讲稿共13页（3 3）稠度系数）稠度系数 K K和流动行为指数和流动行为指数 n n：用粘度计测定压裂液室温至油层温度下的流动曲线，如用粘度计测定压裂液室温至油层温度下的流动曲线，如下下图，用此图可以图，用此图可以计算得出压裂液在不同温度下的计算得出压裂液在不同温度下的 K K和和 n n值，即值，即式中式中 n n流动行为指数；流动行为指数；剪切应力，剪切应力，mPamPa；DD剪切速率，剪切速率，s-1s-1。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法 KK值越大，说明压裂液的增稠能力越强；值越大，说明压裂液的增稠能力越强；nn值越大，说明压裂液的抗剪切值越大，说明压裂液的抗剪切能力越好。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 之间。之间。KK，nn值亦值亦可以用旋转粘度计测定不同剪切速率下的应力值，再经计算得出。可以用旋转粘度计测定不同剪切速率下的应力值，再经计算得出。第5页，本讲稿共13页（4 4）压裂液的降阻率测定）压裂液的降阻率测定 压裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵压，提高施工排量压裂液的管路摩擦阻力小，可降低施工泵压，提高施工排量，节约水节约水马力。马力。在管路流动仪上，测定不同压差下的压裂液与清水的流量，经计算可在管路流动仪上，测定不同压差下的压裂液与清水的流量，经计算可得出压裂液的降阻率。一般压裂液的降阻率为得出压裂液的降阻率。一般压裂液的降阻率为40%40%60%60%。检测方法：检测方法：水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第6页，本讲稿共13页（5 5）压裂液的破胶性能测定）压裂液的破胶性能测定 施工结束后，压裂液在油层温度条件下，与破胶剂发生施工结束后，压裂液在油层温度条件下，与破胶剂发生作用作用而破胶降而破胶降粘。粘。用破胶液粘度来衡量压裂液破胶的彻底性，是关系到破胶液的返排率及对油层的用破胶液粘度来衡量压裂液破胶的彻底性，是关系到破胶液的返排率及对油层的伤害程度。伤害程度。将压裂液装人密闭容器内，放将压裂液装人密闭容器内，放入入电热恒温器中加热恒温，恒温温度为储层电热恒温器中加热恒温，恒温温度为储层温度。使压裂液在恒温温度温度。使压裂液在恒温温度下下破胶破胶，破胶液表面粘度破胶液表面粘度5.0mPa.smPa.s。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第7页，本讲稿共13页（6 6）压裂液的表界面张力与润湿性能测定）压裂液的表界面张力与润湿性能测定 用表界面张力仪测定压裂液破胶液的表界面张力，用接触角用表界面张力仪测定压裂液破胶液的表界面张力，用接触角测测定仪测定定仪测定破胶液与岩样表面的接触角，为优选适用的活性剂、助排剂提供参考。破胶液与岩样表面的接触角，为优选适用的活性剂、助排剂提供参考。破胶液破胶液表面张力表面张力28.0mN/m28.0mN/m为合格。为合格。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第8页，本讲稿共13页（7 7）压裂液残渣含量的测定压裂液残渣含量的测定 残渣是压裂液、破胶液中残存的不溶物质。压裂液中的残渣含残渣是压裂液、破胶液中残存的不溶物质。压裂液中的残渣含量量应尽量低，以减应尽量低，以减小对地层和支撑裂缝的伤害。其测定方法是将破胶液离心分离，弃去上清液，将小对地层和支撑裂缝的伤害。其测定方法是将破胶液离心分离，弃去上清液，将下面的残渣烘干、恒重、称重，计算残渣含量。下面的残渣烘干、恒重、称重，计算残渣含量。羟丙基胍胶、硼冻胶压裂液羟丙基胍胶、硼冻胶压裂液的残渣含量为的残渣含量为300300800mg/L800mg/L。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第9页，本讲稿共13页（8 8）压裂液与地层流体的配伍性测定）压裂液与地层流体的配伍性测定 测定压裂液破胶剂与地层原油和地层水能否产生乳化及沉淀，以测定压裂液破胶剂与地层原油和地层水能否产生乳化及沉淀，以便采取措施减少对地层的伤害。便采取措施减少对地层的伤害。原油的配伍性测定原油的配伍性测定：是将原油与压裂液破胶剂按一定比例混合，高速搅拌是将原油与压裂液破胶剂按一定比例混合，高速搅拌形成乳状液，在油层温度下静置一定时间，记录分离出形成乳状液，在油层温度下静置一定时间，记录分离出的水量，计算破乳率。的水量，计算破乳率。破乳率应大于破乳率应大于80%80%。地层水的配伍性测定地层水的配伍性测定：是将压裂液破胶剂液与地层水按一定比例混合，观察是是将压裂液破胶剂液与地层水按一定比例混合，观察是否产生沉淀。否产生沉淀。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第10页，本讲稿共13页（9 9）压裂液交联时间测定）压裂液交联时间测定 将交联剂加到将交联剂加到基液基液中，开始计时并缓慢不停地搅拌，到压裂液可挑挂（或吐中，开始计时并缓慢不停地搅拌，到压裂液可挑挂（或吐舌头舌头3cm3cm以上）时的时间即为交联时间。以上）时的时间即为交联时间。压裂液的交联时间应小于压裂液流经压裂压裂液的交联时间应小于压裂液流经压裂管柱的时间。管柱的时间。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第11页，本讲稿共13页（1010）压裂液对基岩渗透率的伤害率测定）压裂液对基岩渗透率的伤害率测定 在压裂改造油气层的同时，压裂液会对油气层的渗透率造成伤害。通过测定压裂在压裂改造油气层的同时，压裂液会对油气层的渗透率造成伤害。通过测定压裂液通过岩心前后渗透率的变化，计算压裂液对岩心液通过岩心前后渗透率的变化，计算压裂液对岩心渗透率的伤害率，来评价压裂液对油气层的伤害程度。渗透率的伤害率，来评价压裂液对油气层的伤害程度。水基压裂液性能评价方法水基压裂液性能评价方法第12页，本讲稿共13页第13页，本讲稿共13页