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第 45 卷 第 5 期 煤田地质与勘探 Vol. 45 No.5 2017 年 10 月 COAL GEOLOGY traditional fracturing fluid makes great harm to the reservoir; the cost of new type fracturing fluid is high and the craft is complicated. Meanwhile some coun- termeasures are given suitable traditional fraturing fluid gel breaking system should be studied for different sensi- bility reservoir and the craft should be optimized. Finally the development future of fracturing fluid is high-efficiency, low damage, low cost, and it’s important to begin to study hydrophobic associated polymers–VES clean fracturing fluid system. Keywords coalbed methane; water-fracs; gelled fracturing fluid; foam fracturing fluid; clean fracturing fluid 煤层气储层复杂，天然割理和裂缝发育，非均 质性强，且煤层的弹性模量小，泊松比大，质地脆 且易形变，吸附力强，具有低压、低渗、水敏性、 易损伤等特点[1]。据不完全统计，美国一万余口煤 层气井中， 有 90是通过水力压裂来达到增产目的。 目前我国煤层气的增产措施也以水力压裂为主，因 此针对实际条件选择一种合适的压裂液体系极为重 要[2]。在煤层气水力压裂液的研究中，泡沫压裂液 因其具有特殊的流体性质和驱油性能，备受关注。 泡沫压裂液一般可使采收率提高 20左右，其原理 是显著地提高波及效率以及驱油气效率[3-4]。笔者在 总结国内外研究现状的基础上，分析目前各压裂液 ChaoXing 34 煤田地质与勘探 第 45 卷 体系重点分析了泡沫压裂液和清洁压裂液存在的 问题，并提出解决方法，分析未来的发展趋势。 1 应用于煤层气的压裂液体系 1.1 活性水压裂液 活性水压裂液也称为清水压裂液，国外从 20 世纪 70 年代开始进行清水压裂液的研究与应用[3]。 活性水压裂液是加入了防膨剂、降阻剂、表面活性 剂等的一种压裂液[5]。20 世纪 80 年代，美国在其 2 个主要煤层气产区 San Juan 盆地和 Black Warrior 盆 地使用活性水压裂。目前我国煤层气井也主要采用 活性水加砂压裂，如中联煤层气公司在沁水盆地南 部建设的国家级煤层气示范工程中，有 148 口井采 用活性水加砂压裂技术，占总压裂井数的 98.7， 平均产气量 2 540.77 m3/d[6]。活性水压裂液对煤层 损害小，成本低仅为胍胶压裂液的一半，配制工 艺简单，应用较广。 1.2 稠化水压裂液与交联冻胶压裂液 这两种压裂液在降低滤失、携砂和造缝的能力 上都有很好的表现，润湿吸附性、膨胀性较清水压 裂液好[7]。在美国俄克拉荷马州 Anadarko 盆地，采 用稠化水压裂液为前置液，然后跟进交联冻胶的方 式进行混合压裂。现场试验结果表明，混合压裂方 式比单纯稠化水压裂节省 35.9液体并多泵入 47.6的支撑剂；另一方面，混合压裂产生的支撑裂 缝长度比交联冻胶压裂长 25.6 m，缝高小 4.27 m， 适合小井距的低渗地层，以减少压裂液和支撑剂在 非生产层的浪费[8]。但是，该种压裂液对于低温低 压的煤储层，其破胶和返排都较困难，并易残留残 渣造成储层伤害。 赵辉等[7]针对煤层温度和渗透率都较低的特 点，分析了影响锆冻胶压裂液性能的因素，并以此 为基础，优选出适用于煤层气井压裂的非离子型聚 丙烯酰胺锆冻胶压裂液配方。并对该非离子型聚丙 烯酰胺锆冻胶压裂液的性能进行评价，指出该压裂 液具有耐剪切、易破胶、携砂性好、滤失量低、无 残渣、对煤层伤害低、易返排等特点，适用于低温 煤层压裂。徐金明等[8]针对山西煤层气井储层温度 低、孔隙度小、渗透率低等问题，通过室内实验， 优选出低残渣稠化剂、交联剂、助排剂、破胶剂、 破胶激活剂等添加剂，形成了对储层伤害低、低温 易破胶的压裂液体系，通过现场应用，证明该压裂 液体系具有携砂效果好、破胶彻底等特点。 1.3 泡沫压裂液 用于煤层气开采的泡沫压裂液一般由基液、气 体、起泡剂、添加剂组成[9]，具有对储层伤害小、 返排力强、滤失性小、携砂力强等特点，泡沫压裂 液中的气体一般采用 CO2或 N2[10]。 国外对泡沫压裂液研究始于 20 世纪 70 年代， 很多国外著名学者对不同气相泡沫压裂液体系的流 变性、泡沫压裂液的起泡剂、多孔介质中泡沫流体 的毛细管流动黏滞性机理、气泡尺寸对泡沫压裂液 物理特性的影响、泡沫压裂液流动的管线摩阻和孔 眼摩阻等方面进行了研究[11-13]。 20 世纪 80 年代后期，我国众多学者在非交联 泡沫压裂液、酸性交联 CO2泡沫压裂液、低压低渗 气藏 N2泡沫压裂液、 有机硼碱性交联 N2泡沫压裂 液等取得大量成果[14-16]。铁忠银等[17]研究指出，泡 沫压裂液体系中气体体积约占总泡沫体积的 50 70，当这个体积分数52时，体系为增能体系， 一般用作常规压裂后帮助压后残液返排的后置液。 国内外普遍采用 CO2和 N2作为泡沫压裂液的气相，但 对于适合煤层压裂的气体成分还需要进一步研究[18]。 张林等[19]采用山西沁水煤样研究 CO2和 N2室内吸 附解吸差异图 1，从图中可以看出，CO2的吸附过 程为不可逆的，CO2分子在微小的煤层孔隙中，会 吸附为多分子层，这就阻碍 CH4分子的解吸与扩散， 造成“气锁”伤害；与此相反的是，N2的吸附–解吸过 程是可逆的。另外，我国的煤层气储层一般为低温低 压，不利于液态 CO2的气化。酸性交联 CO2泡沫压裂 图 1 CO2/CH4与 N2/CH4解吸曲线 Fig.1 Desorption curves of CO2/CH4 and N2/CH4 of coal ChaoXing 第 5 期 陈海汇等 煤层气井水力压裂液分析与展望 35 液要求在酸性的地层条件下才能进行交联，而有机硼 交联 N2泡沫压裂液要求在碱性条件下交联[4]， 综上所 述一般优先选择 N2为泡沫压裂液体系的气相。 程秋菊等[14]通过室内模拟实验研究 N2泡沫压 裂液的性能，研究结果表明，在携砂性方面，N2 泡沫压裂液体系性能要优于清水和常规压裂液体 系， 前者可以避免出现砂堵， 提高压裂所用的砂比。 此外，泡沫压裂液对煤层渗透率的损害率只有 20.8，而胍胶的损害率为 79.4，相比之下泡沫 压裂液伤害性更小。刘兴浩等[2]研究指出泡沫压裂 液对岩心的伤害率为 24.65，分析其原因是由于 泡沫压裂液与煤层的不配伍性，主要包括速敏、水 敏、酸敏等，且泡沫压裂液会在储层中产生水锁伤 害和贾敏效应。 今后的重点应改进泡沫压裂液与储层敏感性的 配伍性， 将其对储层的损害降至最低[3]。 王国强等[20] 通过实验研究不同压裂液对煤层的伤害，认为水基 压裂液中，活性水、清洁压裂液、稠化水、交联冻 胶对煤层的伤害比约 1︰3︰6︰9，且清洁压裂液和 活性水压裂液有利于煤层气解吸。因此优先选择活 性水或者清洁压裂液为泡沫压裂液的液相。起泡剂 的复配可以增强起泡性能，起泡体系的质量分数达 到 1时，起泡性能基本趋于稳定。稳泡剂的加入可 以使得泡沫体系半衰期延长，但是高比例的稳泡剂 会使起泡体积减小， 因此应选择适宜的稳泡剂配比。 综合实验室研究与现场施工，稳泡剂质量分数为 0.2即可满足施工要求[9]。使用单颗粒支撑剂沉降 法[2]测定不同温度下支撑剂在各压裂液体系中沉降 速率，如表 1 所示[2-3]。试验用直径 0.450.90 mm 的陶粒为支撑剂。单颗粒支撑剂的最佳沉降速度应 0.08 mm/s[2]。 由表 1 可以看出，N2泡沫压裂液的沉降速度小 于其他压裂液，前者符合文献[2]的要求。这是由于 支撑剂在泡沫压裂液所受到的力与其他两种压裂液 表 1 泡沫压裂液体系携砂能力 Table 1 Proppant-carrying capacity of foam fracturing fluid 沉降速度 v/mms-1 压裂液种类 30℃ 40℃ N2泡沫压裂液 泡沫质量分数45 0.008 9 0.011 8 N2泡沫压裂液 泡沫质量分数70 0.003 2 0.004 3 交联胍胶压裂液 0.016 2 0.019 7 清洁压裂液 0.035 1 0.047 5 活性水压裂液 90.300 0 90.800 0 不同导致的，支撑剂在泡沫压裂液中受到的力是由 气泡与砂粒之间、气泡与气泡之间的相互作用产生 的，导致其沉降缓慢；而在交联胍胶压裂液与活性 水压裂液中，主要依靠其体系黏度来减小支撑剂沉 降速度。泡沫压裂液与纯液相压裂液滤失系数的计 算不同，应同时考虑液体和气体的滤失系数。 李兆敏等[4]采取山西沁水煤心样直径 25.4 mm， 长 2030 mm测定不同压裂液的动态滤失量图 2， 滤 失压差 Δp3.5 MPa。 经过线性拟合计算到气体滤失系 数 4.2010-5 m/min1/2和总滤失系数 2.8710-4 m/min1/2， 此数值比胍胶压裂液滤失系数小，且远小于活性水 压裂液，这是由于活性水压裂液不会产生滤饼以减 少滤失。而胍胶压裂液形成滤饼的机理与泡沫压裂 液不同胍胶压裂液是形成一层聚合物滤饼，而泡 沫压裂液形成的滤饼是由一层层的气泡形成的，这 些气泡紧密地排列，相互挤压，致使液相只能从相 邻气泡形成的微小孔道进行运移，并且在压力的作 用下，气泡变形还会导致这些孔道半径变小，孔道 长度变长，加大对液相滤失的阻碍作用。同时由于 气泡进入煤层孔隙会形成贾敏效应，进一步降低滤 失的发生。 图 2 泡沫压裂液滤失曲线40℃，3.5 MPa 条件下 Fig.2 Fluid and gas loss of foam fracturing fluid at 40℃，3.5 MPa 1.4 清洁压裂液 20 世纪末，斯伦贝谢公司成功研制出清洁压裂 液，并应用于水力压裂作业中。该压裂液由黏弹性 表面活性剂VES组成，溶液体系中不含聚合物，一 定条件下在水溶液中形成的棒状胶束可以相互缠绕 成可逆三维空间网状结构， 使表面活性剂溶液呈现凝 胶性质并表现出特殊的流变性能[21]。VES 主要分为 阳离子型、阴离子型、非离子型及两性离子型等[22]。 常规 VES 在与原油接触时， 有机物亲油基团增溶使 棒状胶束膨胀崩解为小球形胶状颗粒；或与地层水 接触后，表面活性剂含量降低等同于稀释，从而达 到破胶并返排至地面[23]。但是煤层气中重烃的含量 少，开采过程中含水量也小，因此不能自动破胶， ChaoXing 36 煤田地质与勘探 第 45 卷 需要加入破胶剂[24]。 煤层气开发使用的 VES 压裂体 系配制简单，具有良好的黏弹性，携砂能力强，不 产生滤饼，并且无固体残渣，破胶后的黏度几乎为 零，返排液损害煤层的程度较小，有利于煤层压裂 后的生产活动[25]。 目前在清洁压裂液的成胶破胶机理方面的认识 基本一致。VES 在水溶液中，随着其含量的增大， 分子结构呈现棒状胶束的形态，若此时再加入盐离 子，则棒状胶束会在离子的作用下变长，从而变为 更柔软、弹性更好的蠕虫结构[26]。当溶液中的蠕虫 结构逐渐增多时，这些蠕虫胶束就会相互缠绕，形 成交联结构， 在油井中利用VES压裂液进行压裂时， VES 可以与原油相接触，这时原油中的重烃成分会 促使 VES 的亲油基团增溶， 从而将蠕虫状结构的连 接点拆解，棒状胶束膨胀并分裂为小的球形颗粒， 实现清洁压裂液的自动破胶[27]。 砂粒在 VES 体系中沉降速度仅为活性水中的 0.0390.052，虽不如泡沫压裂液砂粒沉降速度 慢， 仍显示良好的携砂能力。 清洁压裂液具有良好的 增黏效果，在现场应用过程中，既可实现即配即用， 又可进行分别配制，满足不同工程应用的需要[28]。 清洁压裂液具有高黏弹性的空间网状胶束结 构，很难通过渗透率510-3 m2的岩石孔喉发生滤 失[29]，且滤失不形成滤饼，对储层伤害小，可使支 撑裂缝导流能力保持率在 90以上，特别适合低渗 透储层的加砂压裂改造[30]。清洁压裂液具有以下优 势[31]① 不需加破胶剂即可破胶；② 摩阻较小， 降低了施工作业的风险和施工的水马力， 便于输送； ③ 易破胶，且破胶程度较彻底，残渣少，无滤饼的 形成；④ 对储层伤害小，与地层配伍性较好，不会 引起黏土的膨胀堵塞地层；⑤ 返排液几乎无黏度， 易于返排；⑥ 配制简单。 压裂液的滤失性是影响压裂液造缝能力的重要 因素。压裂液应该具有较低的滤失量，在井底形成 高压， 压开地层并伸展裂缝。 对 4 种不同含量的 VES 配方进行室内滤失实验，结果如表 2。由表 2 可以 看出，各配方都具有较小的滤失系数，但初滤失量 较大，这是由于黏弹性表面活性剂体系是由胶束缔 合形成的，不会形成残渣，并且不会形成滤饼，因 此无法降低初滤失量[32]。 为解决清洁压裂液在煤层气井中的破胶问题， 黄霞等[27]通过考察破胶剂的种类、温度、用量及 pH 值对破胶时间的影响，筛选了 4 种适合于不同压裂 深度煤层气井的新型温敏化学破胶剂 PJJ-25、PJJ- 30、PJJ-35 和 PJJ-40。结果表明，这 4 种破胶剂用 量为 0.020.03， 破胶时间为 0.55 h 时可控制， 破 胶后体系黏度小于 3 mPas，表面张力低于 30 mN/m， 残渣低于 0.1。实践证明，这 4 种破胶剂均有良好 的破胶效果，破胶液与储层的配伍性良好，对煤层 伤害较轻。 表 2 不同体积分数的 VES 配方滤失系数与初滤失量 Table 2 The filtration coefficient and initial filtration at different concentrations of VES 配方 滤失系数 CV/ 10-4mmin-1/2 初滤失量 V0/ 10-3 m3m-2 2VES-2-160.4ADS7.16 2.8 4 VES-2-160.4ADS6.046 1.87 2 VES-4-160.4ADS5.4 1.5 4 VES-4-160.4ADS3.68 0.937 为了降低伤害，减少煤层受外力容易粉碎的几 率，同时提高压裂增产效果，李亭等[28]通过室内实 验，研究开发出一种新型清洁压裂液，它是由小分 子表面活性剂在一定溶液介质中相互缔合形成的网 络结构。实验结果表明，这种新型清洁压裂液完全 达到了清洁的要求，且能有效地改善煤层，其防膨 率高达 94.72，并且能够溶解煤层的部分有机物 质。 将这种新型清洁压裂液应用于现场施工的 10 口 煤层气井，成功率 100，此新型清洁压裂液具有很 好的应用前景。 1.5 各压裂液体系优缺点分析与对比 交联冻胶压裂液与清水压裂液对岩心伤害的主 要原因是压力降低后压裂液返排量小，压裂液残留 伤害煤心。而气泡沫压裂液中有可压缩的气体，在 高压受压缩时储存能量，在卸压后气体迅速膨胀驱 使岩心中的液体迅速返排，因而泡沫压裂液具有返 排快且返排量大的特点，大幅减少压裂液在岩心中 的残留。VES 压裂液的用量小，即使在缺水地区也 可以很好地发挥作用[33]，且 VES 压裂液摩阻低，施 工中泵压、排量平稳，破胶后无残渣存留，对煤层 的损害也小，但由于返排液中有难以降解的离子存 在，可能会对环境造成污染。几种常用的压裂液性 能对比如表 3 所示。 2 其他新型压裂液 2.1 新型纳米压裂液 纳米技术是一门交叉性很强的综合性技术，目 前主要应用于石油行业的油田注水、钻井液添加剂 以及下游的炼化催化等领域[34]。纳米材料具有独特 的纳米效应，包括表面强吸附性、双亲性、强渗透 性、强填隙性、强电性以及强固结效应。这些特性 使其在压裂液中的应用中极具研究价值。 ChaoXing 第 5 期 陈海汇等 煤层气井水力压裂液分析与展望 37 表 3 四种压裂液体系性能对比 Table 3 Perance comparison of four kinds of fracturing fluid system 压裂液类型 成分 优点 缺点 主要技术指标 活 性 水 压 裂 液 表面活性剂、 防膨剂、 降阻剂 成本低、对储层伤害小、 配制工艺简单 压裂液效率低、摩阻大、 施工排量高、滤失大、压 裂裂缝形态难以控制 与地层配伍性，密度1.01.1 g/cm3，表面 张力20 mPas，破胶液表观黏度 5 mPas，表面张力28 mN/m， 界面张力2.0 Pa，基质渗透损害率 20，残渣含量50 注主要技术指标参考企业标准 SY/T63762008压裂液通用技术条件 。 a. 纳米添加剂 纳米材料可以作为压裂液的前置液润湿剂，也可 以以添加剂的形式作为压裂液降滤失剂、减阻剂和助 排剂[34]。常迎梅[35]利用原子力显微镜及扫描电镜研究 了疏水性纳米粒子在亲水岩心表面的吸附与微观分布 状态，发现作为一种比表面积很大的材料，在与岩心 表面发生吸附作用时， 依靠其表面强吸附性及强电性， 疏水性纳米颗粒与孔壁的作用能远远超过水分子与孔 壁的作用能，在竞争吸附中占绝对优势，抢占岩石表 面空间，取代水分子吸附在岩石表面。王佳[36]在压裂 液前置液中添加亲油纳米二氧化硅粉体时发现，纳米 二氧化硅颗粒可以吸附在岩石表面并形成一层亲油的 纳米级薄膜，使得岩石表面的润湿性由亲水性向亲油 性转变，并且润湿性能改变的程度与压裂液携带纳米 二氧化硅的含量、岩心的吸附能力及亲油纳米二氧化 硅处理时间有关。因此，同样可以寻找到一种纳米颗 粒，将亲油岩石表面润湿反转为亲水性，以解决水基 压裂液或油基压裂液对不同储层的适应性问题。 J MAXEY 等[37]研究了粒径为 35 nm 的氧化锌 颗粒对氧化胺表面活性剂体系2VES1.56 g/mL CaCl2/CaBr2滤失性能的影响，实验表明，加入适当 比例的纳米颗粒可以显著降低体系的瞬时滤失和滤 失速度，这是由于在静电与化学吸附的作用下，纳 米粒子与表面活性剂胶束作用形成假性滤饼，在破 胶剂的作用下，假性滤饼又会分解为纳米级颗粒， 这种颗粒粒径极小，不会堵塞孔隙和吼道，因此不 会对地层造成损害，由此可知，添加了纳米颗粒的 低滤失低伤害表面活性剂胶束体系非常适用于致密 气藏和油藏的压裂。 b. 纤维基纳米复合压裂液 新型纳米复合纤维是通过把无机相分散于高聚 物基体，利用熔融纺丝和牵伸技术制备可卷绕的丝 线，再经过切断工序生产功能短纤维。该体系一方 面利用纳米颗粒与黏弹性胶束拟交联形成三维网状 结构，提高耐温性与降滤失性，另一方面利用纳米 纤维提高对支撑剂的携带和悬浮能力。肖博等[38]研 究一种纳米复合纤维基清水压裂液体系，通过实验 确定纳米纤维的最佳质量分数为 0.40.7，最佳 长度为 612 nm。罗明良等[39]提出一种纤维基纳米 复合清洁压裂液体系F-NCF， 将一定量阴离子黏弹 性表面活性剂 VES-M 加入去离子水中， 并按一定比 例与纳米 TiO2混合，高速搅拌均匀后按照一定比例 逐渐加入 NaCl 固体，并添加一定量的可降解短纤 维。该体系在 70℃、170 s-1条件下热稳定性好，其 表观黏度达 50 mPas，纳米纤维改善了 F-NCF 的静 态悬砂能力并提高了其降滤失性能，同时，该体系对 岩心渗透率损害小，恢复率约为 90。虽然纳米材料 可以极大地改善某些类型压裂液体系的性能，但是目 前大多数纳米材料的成本较高，难以推广应用，需要 进一步研究低成本纳米材料，以扩大应用范围。 2.2 超分子压裂液 超分子压裂液是一种“可逆结构”型压裂液，溶 液中的溶质分子之间通过非共价键静电、氢键、疏 水缔合效应等发生相互作用，形成分子间的聚集结 构，这种聚集结构可以随剪切扰动变大、变小甚至 完全拆散，当剪切扰动消除后，聚集体又重新恢复。 超分子聚合物是由超分子化学与高分子化学相互交 叉融合而成的化合物。 蒋其辉等[40]合成了一种超分子聚合物稠化剂 SPM-1，并研制出配方简单、无需交联的超分子压 裂液配方0.6 SPM-10.1 ASR-11 KCl，该体 系具有较好的耐高温、耐剪切性能，并表现出与一 ChaoXing 38 煤田地质与勘探 第 45 卷 般聚合物不同的可逆空间网络特性，基本无残渣， 且该体系滤失速率较压裂液通用技术标准小一个数 量级。周逸凝等[41]提出了一种新型超分子复合压裂 液体系蠕虫状胶束与疏水缔合聚合物复合压裂液 体系1 VES-M0.15 VES-G，与传统清洁压裂 液相比，该体系 VES 用量更少，且因蠕虫状胶束与 疏水缔合聚合物的协同作用， 其流变性能大大提高。 目前，超分子聚合物研究较多的是氢键型超分子 聚合物，离子键及疏水缔合作用形成的超分子聚合物 体系，如聚电解质聚丙烯酸钠或聚苯乙烯磺酸钠与 季铵盐表面活性剂体系和侧基式季铵盐的聚合物与钠 盐表面活性剂体系，但是超分子聚合物压裂液在油气 增产中的应用鲜见报道，因此后续研究重点应放在研 制出易于推广应用的超分子压裂液体系。 3 煤层压裂液目前存在问题及对策 针对上述各种类型压裂液的优缺点，得出压裂 液在煤层气井压裂中存在的问题。 ① 国内压裂主要 以活性水压裂为主，其他压裂方式由于成本和技术 条件还未广泛推广，而活性水压裂液摩阻高，影响 施工规模。② 对于低温地层，由于压裂液破胶剂性 能不完善， 交联冻胶压裂液残渣对煤层储层伤害大。 同时，压裂液体系的防膨性能与返排性能还有待提 高。③ 泡沫压裂液成本较高，配套工艺不完善，无 法系统地应用到实际开采中。 ④ VES 非离子型表面 活性剂形成凝胶条件高， 两性离子型表面活性剂制备 工艺复杂， 限制了在现场的推广应用； 阳离子型 VES 的研究较多， 虽然应用较广， 但是由于返排液难以降 解，易造成环境污染；VES 压裂液的成本高，是普 通压裂液的数倍。 另外， 清洁压裂液在煤层气压裂中 不能自动破胶，需加入破胶剂来解决问题。 针对以上问题，提出如下对策。 a. 在压裂液体系中适当加入降阻剂和分散剂， 以减少对煤储层的伤害，并优化工艺，加强其他种 类压裂液的科学研究。 b. 对于交联压裂液体系，重点应该研发新型的 适合于不同温度条件下的高效破胶体系，加强破胶 剂性能以及破胶机理的研究，针对不同敏感性地层 条件研制出合适的破胶体系。 c. 加强泡沫压裂液的研究，改善其交联条件， 研究应对“气锁”问题的对策，设计配套工艺，以利 于推广。 d. 在保证压裂液性能的基础上，研究新的黏弹 性表面活性剂合成方法，降低合成条件与成本，加 快推广应用； 加大返排液的降解与处理的研究力度， 保护环境；应用新型高科技，如纳米技术等，研制 VES 压裂液的内部破胶技术， 以减少破胶剂的使用， 节约成本，保护环境。 e. 目前压裂液体系仍不能够完全满足当下压 裂工程发展需求，因此仍需在完善新型清洁压裂液 的基础上，研制出新型的压裂液体系。主要应加强 以下几方面工作研制出压裂用的新型的表面活性 剂；根据国内的煤层特点研制开发出一套适合国内 需求的新型的压裂液体系；开展清洁压裂液应用的 配套工艺技术的研究；在此基础上，开展不同体系 的压裂液复配压裂技术研究，如疏水缔合聚合物– 黏弹性表面活性剂新型压裂液。 4 结 论 a. 对目前应用于煤层气压裂的压裂液体系进 行了分析和对比，指出其优缺点并给出建议。对于 泡沫压裂液来说，N2是其气相的最优选择，应加大 N2泡沫压裂液的研究力度。 b. 对水基压裂液研究的实际应用以及目前水 基压裂液术的发展情况进行了分析，高效、低伤害、 低成本是今后压裂液的发展方向，泡沫压裂液与清 洁压裂液是未来煤层气压裂液的重点发展方向之 一，对其性能的改善将是面对的一个重大挑战。 c. 开展无伤害或者低伤害清洁压裂液的研究 是今后努力的方向， 也是煤层气井压裂的研究重点， 新型黏弹性表面活性剂的研制， 是该项技术的关键。 开展超分子压裂液体系的研究， 如疏水缔合聚合物– 黏弹性表面活性剂清洁压裂液体系，是煤层气压裂 液研究的主要方向，也是今后煤层气压裂、提高煤 层气产量的重要手段。 d. 纳米材料具有独特的纳米效应，与压裂液结 合可以大幅度改善压裂液体系性能，可以作为压裂 液前置液润湿剂或降低压裂液体系滤失量。今后重 点应研制出低成本的纳米材料，利于推广和应用。 参考文献 [1] 黄孝波，李贤庆，王萌，等. 煤层气储层研究进展[J]. 断块油 气田，2012，193307–311. 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