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新型清洁压裂液原理及应用 (新型无残渣压裂液) (罗平亚) 西南石油大学 油气藏地质与开发工程国家重点实验室 清洁压裂液： 水基压裂液破胶后无不溶物（残渣）或不溶物极低（测不出）的压裂液 (又称无残渣压裂液） 。 目前所有的水基压裂液毫无例外的都有残渣,这些残渣必然会对地层及充填层造成严重堵塞使其渗透率大幅度下降(其累计损害可达90%以上),从而大大降低压裂的效果,(对于低压、低渗油气层尤其突出,常常会造成压裂完全失效) 因此在目前油气田开发对压裂效果要来愈来愈高的形势下,消除残渣及其伤害成为当今压裂界共同关心的急待解决的重大技术难题。也是本行业的前沿课题一清洁压裂液及其应用术。 一,清洁压裂液国内、外现状 据报道，1997年以来,目前国外在全球范围内采用清洁压裂液进行的压裂作业已经超过2100多井次。该压裂液体系最早在美国的墨西哥湾的压裂充填作业中使用，其效果比用常规压裂液作业的油井效果好。后来，加拿大、美国、意大利、墨西哥湾的众多油田的常规压裂施工中广泛应用，取得了良好效果。该压裂液配制容易，施工简单，摩阻小，携砂能力强，施工效果良好。 这类清洁压裂液采用特种表面活性剂作“稠化剂”，在此表面活性剂溶液中当浓度较高时形成类似于交联聚合物一样的网络结构，使溶液具有必要的粘度和粘弹性。将这些特种表面活性剂称为粘弹性表面活性剂，简称“VES”（Viscoelastic surfactant）。 由Schlumberger 公司开发的清洁压裂液，其商品名ClearFrac。就是典型的VES，其分子在水中一定条件下形成棒状结构的胶束，长棒状胶束之间高度“缠结” ，形成类似于交联的聚合物网状结构，具有粘弹效应和高的有效粘度，使液体具备优良的悬砂和携带性能。 含有VES表面活性剂溶液可以具有高粘度和粘弹性，能将其用作压裂液悬浮支撑剂。当VES压裂液进入含油的岩芯或地层以后，亲油的有机物将被增溶到胶束中，使棒状胶束膨胀，最终崩解成较小的球形胶束，VES凝胶破解，变成粘度很低的水溶液。碳氢化合物如油和气有这种作用，将迅速地减少VES液体的粘度到最低水平。所以，这种体系不需要另加破胶剂 VES溶液无残渣(测不出),填砂管试验发现，VES压裂液携砂充填层的渗透率的保留率大于90%，比使用胍尔胶压裂液时充填层的渗透率的保留率（?20 ? ）大得多,压裂效果也好得多 ,达到清洁压裂液要求。 存在问题: 1,需研制、开发专门特殊的表面活性剂; 2,用量大(3一4 % ),且很难减小; 3,成本高(每方2500一4000元以上),且极难降低； 4,目前抗温能力还不够（据报道低于116 C?）;且难以提高。 5,破胶不太好控制;(特别是气层) 。 6,初滤失速度大;应考虑加降滤失剂 …… 国内研究现状： 国内长庆油田、大庆油田,克拉玛依油田和四川气田…先后引进Schlumberger 公司开发的清洁压裂液技术，进行了数十井次的现场应用，均取得了工艺上的成功和很好的增油效果 在国内自行研制与研究也在很多油田普遍开展并取得一定的进展:如 万庄分院研制出了VES-70型粘弹性清洁压裂液体系。 该清洁压裂液完成了20多井次现场试验效果良好例如在某油田是邻井使用常规水基压裂液压裂井产量的2～3倍。证实了它配制简便、低粘度、高弹性和良好的剪切稳定性、携砂能力强、减阻效果良好（减阻率达到76％）、破胶彻底、无残渣、返排快，改善了增产效果。显示出清洁压裂液的巨大优势。 综上所述: 目前国内研究起步不久，正在沿着国外的技术思路进行；而国外主要仍以VES特种表活剂在较高浓度下形成棒状、片状…胶束进而形成结构的原理为主。即以研制开发这类特种表活剂为主，但仍然无法解决与国外清洁压裂液相同的难题。因此在 “热过”一段时间后目前处于仃滞阶段。 小结: 目前它己见成效;但难以有突破性进展: ①清洁压裂液的材料(VES)、体系、施工技术、基本成功,应用效果也很好; ②成本太高难以承受.无法推广应用; ③抗温能力难提高(难超过120℃,据报道国外实验室己有150℃的样品).  所以目前这项人们期待己久,又确有良好效果的革命性新技术在国外推广并不迅速;国内基本仃滞; 因此除继续沿着VES思路深入研究以尽量解决现有难题,争取有所突破外,还必须另劈溪径,探索新的思路,建立新的理论、研制开发出新的增稠剂、研究出新的清洁压裂液体系及其应用技术。 二,新型清洁(无残渣)压裂液 (非VES 类型)研究  主要研究内容: