压裂液按泵注顺序和所起作用不同分为预前置液、前置液、携砂液和顶替液。目前，国内外有各种压裂液体系以适应不同油气藏和不同施工工艺的要求。现代压裂液按配制材料化学性质和压裂液体最终性状的不同而分类命名，包括水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、表面活性剂胶束压裂液和浓缩压裂液等。

一、水基压裂液体系

水基压裂液是以水为分散介质，添加各种处理剂，特别是水溶性聚合物，形成具有压裂工艺所需的较强综合性能的工作液。一般水溶性聚合物与添加剂的水溶液被称为线性胶或稠化水压裂液。而线性胶一旦加人交联剂，则会形成具有粘弹性的交联冻胶。水基压裂液以其安全、清洁和容易以添加剂控制其性质而得到广泛的应用。除了极少数特别对水敏感性地层，水基压裂液几乎可以应用到所有的油气储集层，是压裂液技术发展最快也最全面的体系。

（一）水基压裂液添加剂

1．稠化剂

水溶性聚合物作为稠化剂，可以应用植物胶（如饥肽香豆胶、日奔胶、皂仁胶、槐豆胶、魔芋胶和海藻胶）及其衍生物、纤维素的衍生物（如梭甲基纤维素、羟乙基纤维素等）、生物聚合物（黄胞胶〕以及合成聚合物（如聚丙烯酸肽甲叉基聚丙烯酸胺、按甲基聚丙烯酸胺等）。不同水基压裂液稠化剂分子结构示意图。

（1）植物胶及其衍生物。

目前，植物胶及其衍生物是水基压裂液系统的主要稠化剂，占总使用量的90％以上。大多数植物胶均属于半乳甘露聚糖，具有相似的结构和不同的组成与分子构象，表现出不小的物理和化学性质。国外普遍使用的是脱胶及其羟丙基化或按甲基化的衍生物。国内的植物胶包括香豆胶、田着胶和皂仁胶及其衍生物。

（2）纤维素衍生物。

纤维素是一种不溶于水的非离子型直链多糖。常用纤维素衍生物有接甲基纤维素（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）和核甲基羟乙基纤维素（CMHEC）等。

（3）生物聚合物。

黄胞胶是以黄单孢杆菌与1％～5％的碳水化合物以及磷源和镁源在一定条件下发酵生成的水溶性轻度阴离子型聚糖衍生物，水不溶物含量在0．5％以下。黄胞胶用量少（0．05％～0．1％），增调性好，水不溶物和冻胶残渣量低对地层伤害小。但制备工艺的技术性高，价格也较高，国内尚未进行压裂工业性应用。

（4）合成聚合物。

目前国内应用的三种稠化剂性能指标对比，其他详细性能和具体实验方法可以参照中国石油天然气行业标准SY／T6074—1994 植物胶及其改性产品性能测定方法、SY／T5766—1995 压裂用香豆胶、SY／T 5764—1995 压裂用脱胶和羟丙基抓胶等。

2．交联剂

交联剂是能通过交联离子（基团）将溶解于水中的高分子链上的活性基团以化学链连接起来形成三维网状冻胶的化学剂。聚合物水溶液因交联作用形成水基交联冻胶压裂液。

（1）两性金属（或非金属）含氧酸的盐。

由两性金属（或非金属）组成的含氧酸根阴离子的盐，如硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐、钛酸盐等，一般为弱酸强碱盐。在水溶液中电离水合后溶液呈碱性。这些两性金属离子以羟基化合物酸根阴离子的形式存在，在pH 值为7～11 （锑酸盐在3～6）下，其羟基化合物阴离子通过极性键和配位键与含有邻位顺式羟基的各种非离子型半乳甘露聚糖植物胶及其衍生物交联。典型实例为硼砂，其化学名称为十水合四硼酸钠，分子式为Na2B4O7·10H2O，是一种坚硬结晶或颗粒。交联机理为硼砂在水中离解成硼酸和氢氧化钠，硼酸继续离解成四羟基合硼酸根离子与非离子型聚糖中临位顺式羟基络合形成冻胶。一般交联浓度为0．4％～0．8％的半乳甘露糖植物胶水溶液，硼砂的用量在0．01％～0．1％左右。现场中将硼砂配成水溶液作交联剂使用，其水溶液与线性胶溶液的比例称为交联比，交联比常根据现场泵人交联剂的能力确定，按交联比配制不同浓度的硼砂。其特点是清洁无毒、交联的压裂液破胶彻底对储牌层伤害小，但其交联速度快、交联的压裂液耐温在90以下，使其应用受到一定限制。

（2）有机硼。

有机硼是用特定有机络合基间（如乙二醛等）在一定条件下和硼酸盐作用的络合产物，是一种略带黄色的液体。其交联机理为与硼砂类似，但由于有机络合基团的引入，使四羟基合硼酸根离子的生成是有控制的缓慢生成，即具有延迟交联作用。同时，由于有机络合基团的引入可以在高温下缓慢释放需要的硼离子而使其具有耐高温特性，而引入的有机络合基团在长时间高温作用下可以转化为有机酸，使压裂液降解减少对地层的伤害，因而具有自动内破胶机制。一般交联浓度为0．4％～1％的聚合物，有机硼的用量在0．5％以下。它克服了无机硼交联压裂液耐温性能差（小于90）、快速交联（小于10s）、适用范围小、施工摩阻高等不足；同时也达到或接近了有机钛、错交联压裂液的耐温能力，克服了有机金属交联压裂液破胶困难，对支撑裂缝导流能力伤害大的缺点。目前，国内已成功地将其应用于温度153、井深超过5800m 的高温深井，并取得了良好的施工参数和增产效果。

（3）无机酸酯（有机钛或锆）。

无机酸分子中的氢原子被炸塞取代牛成龙机酸酯，用作交联剂的宪机酸酯l 要是一些高价两性金属含氧酸酯，如钛酸酯、锆酸酯。用钛盐、铝盐制取的钛酸酯、铅酸酯俗称有机钛和有机锆则是非离子型植物胶理想的高温交联剂。常见的有机钛和三乙醇胺异丙基钛酸酯，有机锆如乙酰丙酮锆酸酯。一般交联浓度0．4％～1％的聚合物，有机钛锆的用量在0．5％以下。其耐温能力远高于硼砂，可达到180，且能延迟交联。但往往带来压裂液的破胶困难。

3．粘土稳定剂

清水将引起粘土颗粒膨胀或迁移。在水基压裂液中，常加入粘土稳定剂防止粘土膨胀、分散和运移。氯化钾是压裂液中常使用的粘土稳定剂，使用浓度一般为1．0％～2．0％。

4．杀菌剂

用于抑制和杀死微生物，使配制的基液性质稳定，防止聚合物降解，同时阻止储集层内的细菌生长。甲醛（HCHO）、乙二醛（OHCCHO）、戊二醛（OHCCH2CH2CH2CHO）及其复配物具有良好的杀菌防腐作用，用最根据地表气温和配制水质而定，一般浓度为0．5％～1．0％，是水基压裂液常用的杀菌剂。它们均为液体，有刺激性气味，对人体有害。对于压裂液杀菌剂的杀菌效果，最简单的评价方法为在不同条件下压裂液放置不粘度的变化，防止粘度下降的能力一般就表现为杀菌剂的杀菌能力。

D—580 百宜压裂液专用杀菌防腐剂。植物胶属于聚糖类高分子化合物，极易受微生物的侵蚀而降解。特别是腐生菌对植物胶的危害最大。D—580百宜压裂液专用杀菌防腐剂是我单位采用国外先进技术和生产工艺专门针对此而研制的。它是以阳离子长链聚合物、表面活性剂、稳定剂复合而成的广谱杀菌防腐剂，对杀灭腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌有特效。是目前国内植物胶压裂液防腐剂的换代产品。它不仅提高压裂液冻胶的运动粘度，而且可以延长压裂液的保存时间。

5．表面活性剂

水基压裂液中表面活性剂常用于压后助排和防乳破乳作用，有时也用作配置压裂液时的消泡剂。乳化压裂液用表面活性剂做乳化剂。泡沫压裂液又用表面活性剂做起泡剂。表面活性剂还用于防止和处理井眼附近的水锁，即所谓的压裂液助排；影响压裂液返排的主要因素是地层压力降、粘滞力和毛细管力等。地层压力降越慢，排液压差越大，即具有排液的动力越大；粘滞力与地层孔隙大小、压裂液破胶液粘度、残渣含量、颗粒大小以及油水乳化的“贾敏效应”有关；毛细管力按下式确定：

pc＝2σcosθ／r                                               （1－27）

式中　pc———毛细管压力；

σ———油水界面张力；　

θ———接触角；　

r———毛细管半径。

氟破表面活性剂是目前发现最有浓的降低表面张力的表部合性剂，但对于油水界面张力的降低，单纯的氟碳表面活性剂不如烃类表面活性剂更有效，这是由氟试的憎油性引起的。但加入醉做增效剂或多种表面活性剂复配使用会使助排剂的性能得到很大夫；宁同时，多种表面活性剂的复配，还能使助排剂的功能增加，即具有助排和破乳多功能的压裂液添加剂。几种商业用途的助排剂性能对比见表5－1－11。

表5－1－11　几种表面活性剂的性能比较

6．抗高温稳定剂

高温下压裂液粘度下降是多种机理引起的，比较常见的机理是氧的存在起到厂加剧压裂液降解的速度，因此抗高温稳定剂往往和除氧有关。常用甲醇、硫代硫酸钠、三乙醇胺等。

7．降滤失添加剂

常用作压裂液降滤失的添加剂为柴油、油溶性树脂、聚合物（如淀粉）和硅粉等。各种降滤失剂对压裂液的初滤失和造壁滤失系数的影响差异很大。在控制初滤失方面，各种添加剂的效率按如下顺序排列：聚合物／硅粘土＞硅粉＞油溶性树脂》柴油＞无降滤失剂；而在控制造壁滤失C方面，柴油》聚合物／硅粘土＞硅粉＞油溶性树脂＞无降滤失剂。柴油降滤失剂就其对C的影响而言，可产生极好的降滤失效果，但对初滤失量几乎没有影响。合理的降滤失剂应是固体降滤失剂（如硅粉）和液态烃类（如柴油）的配合体系，固体降滤失剂用于控制高渗面的初滤失，而液态烃则降低系数值。对固体降滤失剂必须选择合理的粒径匹配，优化用量，同时尽可能选用可以降解的产品如淀粉及其衍生物以避免堵塞储集层孔道。

8．破胶剂

破胶剂主要作用是使压裂液中的冻胶发生化学降解，由大分子变成小分子，有利于压后返排，减少对储集层的伤害。常用的破胶剂包括酶、氧化剂和酸。生物酶和催化氧化剂系列是适用于ZI～54的低温破胶剂；一般氧化破胶体系适用于54－93，而有机田适用于93以上的破胶作用。施工中要求压裂液维持较高粘度与施工结束后又要求快速降解、彻底破胶。为此，在90 年代初，利用流化床原理，国内外相继研制了胶囊包裹破胶剂，即延缓释放政蚀剂。它是在常规破胶剂外表包裹、层特殊的半渗透材料，一般膜厚为20～30μm ，占15％～20％，利用挤压或渗透作用释放破胶活性物质。

囊心材料一般为过氧化物或酶。胶囊破改剂有两方面主要作用：（1）提高了破胶剂的适用范围，酶胶囊破胶剂可与碱性交联压裂液相配伍，pH 值达9～13，同时也提高了温度使用范围；（2）可提高破胶剂的用量，对压裂液流变性能影响很小，使压后快速彻底破胶，加快压裂液返排成为可能。同时，胶囊破胶剂作为一种不随滤波进入地层的破胶剂，将对裂缝壁面滤饼的破胶起一定的作用。压裂液对支撑裂缝长期导流能力的影响研究表明，使用大量破胶剂将压裂液快速破胶，会明显改善导流能力，使支撑裂缝渗透率保持率由20％上升到43％。

9．滤饼溶解剂

在水基压裂液中，由于使用了降滤失荆，特别是压裂液在施工中由于滤失造成的聚合物浓缩，使得压裂液在裂缝及裂缝表面形成了非常致密的滤饼。由于滤饼聚合物浓度高且非常致密，常规压裂征所含破胶剂远不能将其破坏，因此需要使用滤饼溶解剂进行后处理，以解除伤害。这是由压裂液动态滤失研究而推出的新型添加剂。表5－1－12 对比了几种被肢剂和艺饼溶解剂之问溶解滤饼的能力。

表5－1－12　主联冻胶滤饼的溶解实验

10．缓冲剂（pH 调节剂）

在水基压裂液中，通常用pH 值调节剂控制稠化剂水合增粘速度、交联剂所需的pH 值范围和交联时间以及控制细菌的生长。通常使用的pH 值调节剂为碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸、柠檬酸、富马酸和氢氧化钠等，配合使用可使pH 值的控制范围达到要求。

（二）水基压裂液类型与性能特点

1．线性胶压裂液

线性胶压裂液（稠化水压裂液）由水溶性聚合物稠化剂和其他添加剂（如粘土稳定刑、破胶剂、降滤失剂、助排剂、破乳剂和杀菌剂等）组成，具有流动性，一般属于非牛顿流体，可近似地用幂律模型来描述。典型压裂液配方为：稠化剂：（香豆胶0．4％～0．6％，胍胶0．3％～0．5％、羟内基胍胶0．3％～0．6％）＋杀菌剂（甲醛0．2％～0．5％）＋粘土稳定剂 （氯化钾2％）＋破乳剂（SP169 约0．1％～0．2％）＋破胶剂（过硫酸铵20～100mg／L）。其粘温曲线在有和没有破胶剂时会有很大区别．线性胶粘温曲线。线性胶压裂液具有一定的表观粘度与低滤失特性，减阻性能好，有利于输送支撑剂、增大裂缝宽度，易破胶与低伤害；但对温度、剪切速率较为敏感。其表观粘度为剪切速率、温度、聚合物浓度、聚合物相对分子质量及化学环境的函数，具有剪切变稀、流动无滑移、测粘重复性较好等流变特性。一般仅用于注水井、浅层油气藏和煤层气压裂压裂。线性波压裂液的摩阻一般较低，在不同的注人管径和排量下，可以达到清水库阻的23％～30％左右。给出了国产羟丙基胍胶在0．5％浓度下的摩阻曲线。

2．交联冻胶压裂液

交联冻胶压裂波同线性胶压裂液比较，它表现出更强的粘弹性与塑性，所以在水力造还力等压裂液综合性能方面优于线性胶压裂液，但由于破碎降出相对困难，造成的伤害将比线性胶严重。所谓粘弹性能，就是指在压裂液中不仅仅表现出流体具有的粘性特征，还表现出固体所具有的弹性特征，其研究仪器主要是控制应力流变仪。在较低温度下，交联压裂液的弹性性质强于粘性性质，在较高温度且与振荡频率较低试验条件下，显示出粘性性质强于弹性性质；而当试验振荡频率增高时，反转为弹性略高于粘性性质。因此，描述交联冻胶压裂液的流变性能。远不是粘度一个参数所能完成的。常使用旋转粘度计和管路粘度计以及控制应力型的流变仪来进行综合解释。交联冻胶压裂液的流变特性受交联程度、温度、剪切速率和流体配方等多因素的影响。典型的交联冻胶压裂液配方如下：

基液：调化剂（0．3％～0．7％香豆胶、胍胶、羟丙基胍胶）＋杀菌剂（0．2％～0．5％甲醛）＋粘土稳定剂（2％氯化钾）＋破乳剂助排剂（0．2％DL－6）＋降滤失剂＋pH 调节剂＋温度稳定剂

交联液：交联剂（硼砂溶液、有机硼、有机锆、有机钛）＋破胶剂（少量过硫酸铵），视交联比和交联剂性能配制交联液浓度。

破胶剂：追加的过硫酸铵（酶、还原剂）＋胶囊破胶剂＋滤饼溶解剂

按照压裂液将适应不同地层的情况，调整各添加剂用量，上述压裂液分类可形成低温（20～60）、中温（60～120）和高温（120以上）体系。也有根据压裂液的主要添加剂稠化剂和交联剂，将其分类和命名的习惯做法，如称之为脏胶或香豆胶压裂液、羟丙基抓胶压裂液、硼交联压裂液、有机钛错交联压裂液等。还可以根据交联剂量的不同，将压裂液命名为弱交联和强交联压裂液。不同的分类命名各有优缺点，还不能得到统一。目前，出于对油藏保护角度的考虑，大多压裂液尽可能使用硼（硼砂、有机硼）交联压裂液。表5－1－13～表5－1－15 给出了不同交联程度下的压裂液流变性。表5－1－16 则给出了不同压裂液之间滤失性能的对比。

表5－1－13　加入0．01％BS 弱交联在80的流变性能

表5－1－14　加入0．01％BS 弱交联含0．005％APS 在80的流变性能

表5－1－15　加入0．3％有机硼完全交联含0．005％APS 在87的流变性能

表5－1－16　线性胶、弱交联冻胶和完全交联冻胶的滤失性能

二、泡沫压裂液系统及其添加剂

泡沫压裂液实际上就是一种液包气乳化液，或者说泡沫是气体分散于液体中的分散体系。气体使用N2或CO2泡沫提供了高粘度和优良的支撑剂携带能力。在施工过程中，保持稳定的泡沫，干度范围极为重要。干度低于52％的体系仅能称为增能体系，典型的压裂施工设计达到70％，75％，80％泡沫干度，这意味着压裂液的70％，75％或80％是气。一般，随着泡沫干度从60％增到90％，泡沫的稳定性和粘度也增大。超过90％，泡沫恢复成雾状。泡沫压裂液具有易返排、低滤失。粘度高。携砂能力强、对储集居伤害小等优点九个足之处在于压裂施工中需要较高的注入压力、特殊的设备装置、施工难度大与投人经费高。适用于低压、强水敏性储集层。

（一）N2与CO2的性质比较

氮气是无色、无味、无嗅基本为惰性的气体，而二氧化碳则带酸味，略溶于地层液体。二者的物理性质相差也很大。

（二）泡沫压裂液起泡剂

对起泡剂的要求：（1）起泡性能好。（2）稳泡能力强，所产生的泡沫性能稳定，寿命长，即使在较长时问泵送的剪切条件也可保持性能稳定。（3）与地层岩石、流体及压裂液的配伍性好，即使与原油、盐水、碳酸盐及各种化学添加剂接触时，也能保持其稳定性，并且不伤害油层的导流能力。（4）凝点低，具有生物降解能力，毒性小。（5）用量小，成本低。

常用起泡剂有：阴离子表面活性剂如烷基磺酸钠、烷基磺酸铰、烷基苯磺酸铰、丁基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、松香酸钠、月桂醇醚硫酸酯钠盐、硬脂酸醇醚硫酸酯钠盐、脂肪酸醚硫酸酯钠盐、脂肪醇醚硫酸酯饺盐、月桂醇硫酸酯三乙醇胺盐等；非离子型表面活性剂如聚氧乙烯月桂醇、聚氧乙烯棕桐醇醚、聚氧乙烯硬脂醇醚、聚氧乙烯月桂酸酯等。大多数特别是二氧化碳泡沫的起泡剂是多种表面活性剂的复配品。

（三）泡沫压裂液的分散介质

1．N2泡沫

根据氮气与二氧化碳性质的不同，氮气在储存和运输过程中是以液态形式存在，在现场施工时，可直接通过液氮车本身设备进行热交换而汽化成气态，尔后以一种气体形态被泵送入井。气态氮施工时地面温度可在10～26范围内变化。由于N2泡沫液的低密度造成液往水压头低，所以大部分被用于1000～2000m 左右的低温浅井。氮气为惰性气体，不易与地层流体及岩石发生反应，在水中的溶解能力大约仅为二氧化碳的1／10，因此可避免发生乳化、沉淀堵塞地层的情况，也不腐蚀地面及井下设备和工具。由于N2基本为惰性，其对液相和起泡剂的配伍性良好，因此大部分活性水、水基压裂液等均可形成相应的泡沫压裂液。因此，N2泡沫按分散介质材料划分可包括活性水泡沫、调化水泡沫、水冻胶泡沫、酸泡沫、油泡沫、醇泡沫和油冻胶泡沫压裂液。

2．CO2泡沫

二氧化碳则通常作为一种液体泵这，只有到达它的临界温度（31）后才在井筒汽化，汽化时需要从井筒吸热。由于二氧化碳可压缩性大，在给定一个泡沫质量时，则比氮气需要更多的气液比，但由于液态二氧化碳的密度比氮气大，因而就相同的深度来讲，地面注入压力可比用氮气时低。即二氧化碳密度大、静水压头高，使其可适用于深井作业。二氧化碳泡沫压裂液已经应用到3000m 以上的深井。二氧化碳由于溶解能力强和极易反应的性质，因此形成的泡沫稳定性较差。

CO2飞的三种主要化学特性是：在液体中的溶解性，在流体中的互混性，以及在溶液中起酸作用。由此，二氧化碳压裂波能用的添加剂有限，需要考虑其独特化学性质带来的对液相性质的影响。如用交联的水基压裂液在使用二氧化碳泡沫后就不会象氮气泡沫那样依然保持冻胶状态。大多数二氧化碳泡沫压裂液施工的分散介质限于用活性水和稠化水形成的泡沫压裂液完成，但最近交联的二氧化碳泡沫压裂液也逐渐有了工业应用。

（四）泡沫压裂实验室及泡沫压裂液特性

1．泡沫压裂实验

室泡沫压裂液专用实验室旨在描述试验过程中泡沫压裂液在模拟剪切、时间、温度及压力等试验条件下泡沫压裂液的性能。这种实验室必须包括必要的密闭管路流变和滤失装置，目的是使模拟处理情况和井下条件尽可能与实际情况近似，并确定在此种条件下泡沫压裂液的特性。

泡沫压裂液实验室试验研究的项目有CO2飞和N2。泡沫的流变性（包括高温下和井下条件）及流体动滤失试验。用一台显微镜和摄像机观察的高压观测传感器，可提供泡沫和气泡大小的影象。可用井眼和裂缝模拟器测定剪切速度低、温度和压力升高条件下时间对泡沫流变性的影响，以及动态滤失和地层伤害。

2．泡沫的流变性

泡沫流体属于一种较复杂的非牛顿流体，最普遍的流变模式为宾汉塑性模式，其次为假塑性模式，当泡沫质量较低时，也可表现为具有牛顿流体的特点。影响流变性的一些主要tq 素如下：（1）内相气体的性质及粘度。（2）外相液体的性质及粘度。（3）气相与液相的相对体积（即泡沫质量）。（4）表面活性剂的类型、浓度及泡沫界面薄膜性质。（5）泡沫结构。气泡尺寸。（6）剪切速率。（7）温度、压力等参数。当把泡沫看做是一个单相流体时，该流体的粘度比两相中任何一相的粘度都要大得多。泡沫的粘度主要是由泡沫的质量和液相性质所决定。泡沫质量越高，气泡越密集，因此，泡沫的视粘度随着泡沫的质量增加而增加，一般质量到达75％～80％时，粘度最大，此后随着泡沫质量的增加而有所下降。由于高质量的泡沫属于非牛顿流体，在剪切速率不太高的情况下，表现为具有假塑性流体的行为特征，所以其视粘度随着剪切速度而变化。

3．泡沫的滤失性

泡沫流体的防滤失性能很好，在相同条件下，其滤失系数比水、交联冻议要小。泡沫流体滤失系数低，是由于它本身独特的结构决定了它具有良好的抗滤失能力，这是由泡沫的气相和液相之间的界面张力造成的。当泡沫流体进人微细孔隙时，需要有较大的能量以克服表面张力和气泡的变形。从泡沫的动态滤失试验中可观察到当岩心试样渗透率低于1×10－3μm2时，泡沫通过岩心后完全破坏，变成气相和液相。当渗透率高于1×10－3μm2时，少量泡沫存在于气液之中，随着岩心试样渗透率的增大，量筒所测得的泡沫组分也增加。当渗透率大于5×10－3μm2时，测得泡沫的增加比液体的增加快得多。当渗透率到达70×10－3μm2时，测量到的只有泡沫，这意味着在高渗透介质中，气泡变形很小，或根本不发生变形，以致对滤失控制较少。把泡沫滤失系数定义为当泡沫流体施工时度量流体滤人地层的流动阻力的一个常数。则滤失系数越低，进入地层的滤失滚越少。影响泡沫压裂液滤失的主要因素有：（1）岩心试样的渗透率对泡沫滤失量的影响最大，当岩样渗透率增加两个数量级时，泡沫的滤失系数即增加一个数市级，（2）泡沐液川粘度对泡沫滤失的影响是主要的，随着液相增调剂浓度的加大，液相粘度的增加，泡沫的滤失系数显著下降。（3）温度对泡沫的滤失系数也有直接影响，随着温度增加，滤久没缓慢增加，这是由于温度增加、使泡沫液相稀释。（4）泡沫中有聚合物增稠剂时使泡沫具有造壁性能，进一步控制液相滤失，同时又可控制其他一些变量，使泡沫质量及压差变化时对滤失没有明显的影响。（5）泡沫的结构及气泡尺寸分布的变化对液体滤失也有影响。（6）表面活性剂（起泡剂）的种类对泡沫滤失没有明显的影响。

（五）配制及施工要求

1．氮气配制泡沫压裂液及施工布置

泡沫压裂液一般不必预先配制，目前普遍采用的是在地面将氮气和加有起泡剂的液体在泡沫发生器内混合形成泡沫。也有采用将氮气、液体和起泡剂分别注入泡沫发生器，在泡沫发生器内混合形成泡沫液。氮气一般以液态形式装在氮气泵车的特制容器内，基液和氮气以及起泡剂分别泵送，在井口的三通接头处相遇混合形成泡沫，再进入非简。

2．二氧化碳配制及施工布置

当使用CO2泡沫时，泵入液态CO2方以代替干燥的气体，在混合时并未形成气液泡沫，到储集层条件下，液态CO2转化为气态时，乳化液才转变为泡沫。

低压CO2飞处理设备的发展为定期和安全泵送CO2压裂液提供了方便，因为二氧化碳以液态装人储罐运往现场。二氧化碳泵人井下时，罐内压力下降会造成流出的液体不规律，进而导致液堵、气阻。地面设备底流的CO2有可能冻结。目前有两种系统可以控制现场CO2容器蒸汽压力。其中最简便和最有效的是蒸汽反馈系统。这种系统的作用是从送至井场的CO2储罐中抽出少量CO2输送至低压蒸发器；然后蒸汽再返回储罐中，这样储罐内的压力就保持恒定，不再受液面高低的影响。另一种系统是交替系统，从外部提供气源，例如在压力和温度适中条件下泵人适量的N2，这样CO2的储罐压力就可保持恒定。二氧化碳泡沫压裂波的现场设备。

三、油基压裂液系统及其添加剂

油基压裂液是以油为溶剂或分散介质，加入各种添加剂形成的压裂液一当前较通用的是铝磷酸酯与碱的反应产物，将有机脂肪酸与无机非金属氧化物五氧化二磷生成的磷酸酯均匀混入基油中，用铝酸钠进行交联，可形成磷酸酯铝盐的网状结构，使油成为油冻胶、铝磷酸酯盐冻胶改善了原油的稠化，并提高了温度稳定性。20 世纪90 年代初，进一步完善了的油基压裂液体系，以原油为介质，磷酸酯为稠化剂，铝酸盐为交联剂，醋酸盐为破胶剂、并通过两次交联过程，实现了现场施工的连续混配，缩短了交联时间，优化用量，改进流变性能，耐温能力达120 ～130，实现了高砂比施工。在某些情况下，使用油基压裂液有利于避免对水敏性产油层使用水基液而引起的地层伤害。适用于低压、偏油润湿、强水敏性储集层。使用油基压裂液的缺点是易燃性。并且大多数情况下，油基压裂液的泵送摩阻明显高于水基压裂液体系。与水相比。使用油品时静水地头较小，所以要求泵送压力也较高。由于以油为介质，添加剂用量大、成本高。施工安全性差，现场配制及质量控制较难。

四、乳化压裂液系统及其添加剂

油水两相的两种基本类型是油外相和水外相。油外相乳化液的粘性与基油十分相似，所以油外相乳化液产生与油的高粘度相联系的高摩擦阻力。水的粘度低，且水相中加入聚合物可以降低摩阻，因此水外相乳化液具有较低的摩擦阻力。乳化压裂液水相由植物胶稠化剂和含有表面活性剂的淡水或盐水配制而成，油相可以是原油或柴油，根据表面活性剂即乳化剂性质不同，可以形成水包油（O／W）或油包水（W／O）两种类型的压裂液。HLB 值小的乳化剂易形成O／W 型，相反则形成W／O型。用于O／W 乳化压裂液的表面活性剂的HLB 值一般为7～18，油水体积比为5050～8020。用于W／O 乳化压裂液的表面活性剂的 HLB 值一般为3～6，油水体积比为6040。

五、其他压裂液

（一）醇基压裂液

醇基压裂液是以醇作溶剂或分散介质配制的压裂液。一般醇仅是作为水基压裂液的添加剂出现的，以其低表面张力消除水锁或起除氧作用而用作稳定剂。将其作为压裂液的主要成分应用具有：（1）成本高；（2）低级醇极易燃；（3）醇难以稠化，粘度低；（4）醇基液表面张力低，具有消除水锁的功能，但配制的醇泡沫不稳定。醇基压裂液适用于水敏、低压和低渗透油层的压裂。可以配成调化醇、醇冻胶或醇泡沫压裂液。但其易燃性、对人体伤害性与成本高，使得在水敏地层首先想到的是油基压裂液而不是醇基。醇冻胶压裂液往往是聚丙烯酸胺的衍生物，如二甲胺基甲基聚丙烯酚胺一甲醛田基冻胶压裂液，是用甲醛来交联的。

（二）胶束压裂液

胶束压裂液是近年开发的新型压裂液，其主要组分是表面活性剂。同以往压裂液的最大区别是它不会形成固相残渣，因此又称之为清洁压裂液。相对常规交联聚合物压裂液，胶中压裂液具有无固相、无残渣、低伤害、添加剂种类少。减少施一11 一前期配液L 序和混合时间、施工摩阻低、携砂能力强等特点。同时也存在两方面缺点，一是用温能力较低，适用温度24～79；二是成本较高。国外目前在加拿大、美国等地开展厂近500 口井的压裂应用，国内该压裂液体系也已用于现场。

（三）浓缩胶压裂液

而浓缩胶压裂液，实际上是为了解决现场配液的浪费和污染等问题而开发的将水基压裂液稠化剂制成浓缩的液态，在施工时能够随配随用，做到有批量混配向连续混配转化的水基压裂液的延伸。由于需要配备特定的设备，目前也还没有在国内推广。