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1、壓裂液和支撐劑TakenfromGRI’sAdvancedStimulationTechnologyDeploymentProgramCourseNotebook,GRI/96-0114PINNACLETECHNOLOGIES概述介紹流體力學(xué)壓裂液類型壓裂液添加劑壓裂液的選擇壓裂支撐劑壓裂液的要求1)和地層巖石和流體配伍2)產(chǎn)生足夠的裂縫寬度，以便支撐劑進入3)能夠懸浮和攜帶支撐劑到裂縫深部4)壓裂和后續(xù)的停泵過程中保持粘性5)費用低廉壓裂液和添加劑水基高能泡沫基酸基油基聚合物殺菌劑破膠劑調(diào)節(jié)劑表活劑粘土穩(wěn)定劑壓裂液添加劑起泡劑降摩劑熱穩(wěn)定劑潤濕反轉(zhuǎn)劑降濾失劑
2、交聯(lián)劑壓裂液特性粘度控制裂縫寬度(近井筒)影響支撐劑的輸送濾失控制裂縫中液體的量影響裂縫的幾何形狀密度控制靜水壓力梯度影響支撐劑對流摩阻控制井口施工壓力影響注入排量PH值控制交聯(lián)劑性能影響壓裂液特性什么是粘度Q或剪切速率(?)牛頓流體??常量=?pQ對牛頓流體QQ?pp或剪切應(yīng)力????不同流型的?和?之間的關(guān)系00??by?p?賓漢塑性流體擬塑性流體(剪切稀釋)牛頓流體膨脹流體(剪切變稠)例子鉆井泥漿壓裂液水?剪切應(yīng)力()?剪切速率()冪率模型一般描述壓裂液???=剪切應(yīng)力,lb/ft???=剪切速率,sec1/2k=稠度系數(shù),lb-secn/ftn=流態(tài)指
3、數(shù),無因次2?=k’??n’LOG-SHEARSTRESS(??????LOG-SHEARRATE()k‘=Interceptn’=Slope泡沫模型2使用修改的冪率方程可以模擬泡沫流體方程中k`和n`用來描述泡沫沿屈服點?o???????onk??????=剪切應(yīng)力,lb/ft?=屈服點,lb/ftk=泡沫稠度指數(shù),lb-secn/ft2n????=泡沫流態(tài)指數(shù),無因次o2??特定剪切速率下的視粘度用以下方程來計算非牛頓流體的表觀粘度?a?47880?k’a[?]n’-1?a=表觀粘度,cpka’=稠度指數(shù),lb-secn/ft2n’=流動特性指數(shù),無因次?
4、`=剪切速率,sec-1其中:壓裂過程中典型的剪切速率管柱中的剪切速率:1000-5000sec-1裂縫中的剪切速率:10-100sec-1測量的n’和k’通常在170到600sec-1之間可能并不代表裂縫中液體的實際流態(tài)(40sec-1)壓裂液在裂縫中粘度的估算???a?47880k’a40.46Qw2hn’?1裂縫中非牛頓流體的表觀粘度,其中:?=表觀粘度,cpk’=稠度指數(shù),lb-secn’/ft2n’=流態(tài)指數(shù),無因次Q=注入排量,bpmw=裂縫寬度,inh=裂縫高度,ft剪切速率?aa粘度的測量扭轉(zhuǎn)彈簧旋轉(zhuǎn)杯固定錘測試液常用液體的粘度值水線性瓜膠交聯(lián)
5、瓜膠1.00.80.50.000020.030.551.0502000壓裂液類型n’k’粘度@170sec-1流變數(shù)據(jù)實例1.00.10.010.0010123456ka時間,小時DBCA.1.00.80.60.40.20123456nDBCASource:HalliburtonEnergyServices250°F50lb/1000HPGw/Titanium時間,小時液體表觀粘度的測量使用實際樣品－－水和化學(xué)劑的混合物（施工用液)現(xiàn)場取樣測試(小樣)混合胍膠和化學(xué)劑在模擬實際的溫度、剪切時間和剪切速率下測試壓裂液的流變性模擬實際的剪切歷史對壓裂液進行測試做多
6、項測試，確保具有代表性液體濾失方程Ckpvia???????0046912./???CpkCcrrr???????0037412./???CmAw?00164.(實驗室測定)ki=濾失層的滲透率,達西?p=(?x+pnet)-p,psi?=地層孔隙度,分數(shù)?a=濾失液的粘度,cpkr=油藏流體的滲透率,mdCr=地層流體的壓縮性,psi-1?r?=地層流體的粘度,cpm=體積vst曲線的斜率A=測量Cw的巖芯面積造壁濾失系數(shù)的測量(Cw)體積時間初濾失斜率=C面積/0.0164w*液體濾失添加劑(FLA)對造壁液體濾失系數(shù)Cw的影響.0.0080.0060.0
7、040.00250150250350液體損失系數(shù),C(ft/min)w1/2TitanateFluidWithoutFLA40lb60lb40lb60lbWith25lb/1000galSolidParticulateFLA液體溫度,°F總液體損失Ct平均William’s方法????CCCCCCCCCCCtcvwvwwrcvw????24222221/2濾失對液體效率的影響低的液體效率短裂縫高濾失長裂縫高液體效率低濾失液體效率裂縫中液體的百分比影響產(chǎn)生的裂縫尺寸高漏失可導(dǎo)致砂堵低漏失會延長閉合時間，影響支撐劑的鋪置對流沉降壓裂液的類型水基壓裂液線性胍膠壓裂液
8、交聯(lián)胍膠壓裂液泡沫基或高能壓裂液N,C
