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在石油支撑剂(陶粒砂)添加剂和压裂液体系的开发过程巾,压裂液的性能表面特征典型地用来确定一个新的合成物相对于已有的体系其性能是否有所改进,或者是否能以较便宜的价格提供同样的性能。
用来表面特征压裂液性能的典型参数,如流变性、管线摩阻、液体滤失速率、裂缝导流能力及对地层的伤害等,可用作压裂设计和产量模拟。
为了保证使用质量,在使用情况下的压裂液性能表面特征,通常包括理想情况下的使用方法,指出石油支撑剂(陶粒砂)系统怎么样去使用。Davidmn等人在1994年和Ely在1985年提供了这些实验的例子。在本章说明了几种由美国石油研究院(APl)开发的压裂液体系实验室性能表面特征方法。石油工程师协会(SPE)专著、水力压裂的新进展(Gidley等人,1989年)也对实验室办法进行了较好的回顾。
本章还讨论了为添加剂及压裂液系统开发和得到压裂设计和压裂模拟所需要的输入参数而使用的压裂液性能表面特征办法,目标大多分布在在常用的液体,使用胍胶或改性胍胶作为聚合物增稠剂的水基压裂液系统。通常,对水基压裂液所使用的办法能够应用到其他作了适当改进的液体,如交联的油基液体、乳化液和泡沫液。
无论如何,压裂液系统在现场使用以前,必须首先确定描述压裂液流变性、液体滤失、管路摩阻、裂缝导流能力及可能的地层伤害等一系列参数。
为确定压裂液系统的性能,在开展大量的实验工作以前,首先要备齐实验工作所需的很多材料样品,包括水样、碳氢化合物和酸,有时在大多数情况下要用多种材料混合在一起进行搅拌。所有的材料必须要由生产厂商进行确认,以及能追踪到原产地,对支撑剂尤其要格外的注意,因为很难取得各个批量的典型样品(对水力压裂施工中使用的测试砂样推荐的试验方法[RP 56],1983)。引起这种困难是由于在运输或搬运期间,不一样的尺寸的砂子会产生分离。
此外,为了能得到典型材料样品,在测试前和测试期间,还需对测试仪器进行标定和维护,为了比较各种不同的压裂液系统并避免频繁的反复测试,严格遵照规定的测试方法是十分关键的。
包含有材料样品和标定数据的完整记录对于产品或系统之间的比较很重要,因为这些实验数据的有用期可达数年。
石油支撑剂(陶粒砂)在使用期间,它所经历力的情况十分复杂,需要适应的物理范围很宽。因此其性能表面特征的过程通常分成一系列小范围的实验,便能模拟宽广而又复杂的物理环境中的关键部分。压裂液性能表面特征的范围很宽,可从分子级别到大型设备的测试,它可能接近实际的液体混合、井筒和裂缝尺寸。
性能表面特征方法的详细过程也可能有所变化,这取决于液体的组成,例如:油基液体、乳化液具有可压缩性,或者泡沫尺寸-变化的泡沫压裂液,这就需要确定使用的压力范围。