Konventionel olie- og gasreservoirproduktion falder år for år, ude af stand til at imødekomme den voksende efterspørgsel, hvilket gør det bydende nødvendigt at øge den ukonventionelle olie- og gasproduktion i mit land. I de seneste år er efterforskningen og udviklingen af ukonventionelle olie- og gasressourcer trådt ind i et nyt stadie, hvor nyligt påviste reserver tegner sig for mere end to-tredjedele af de samlede påviste reserver, hvilket gør dem til en vigtig kilde til fremtidig vækst i olie- og gasressourcer. Ukonventionelle olie- og gasreservoirer har typisk egenskaber som lav porøsitet og permeabilitet, stærk heterogenitet, stor nedgravningsdybde og lav initial produktion. Hydraulisk fraktureringsteknologi er en af de vigtigste foranstaltninger til at øge olie- og gasbrøndproduktionen. Brudvæske er arbejdsvæsken i hydrauliske fraktureringsoperationer, og dens ydeevne og stabilitet bestemmer direkte fraktureringseffekten.
Sprækkevæske indeholder forskellige tilsætningsstoffer og er en heterogen, ustabil arbejdsvæske. Dets system inkluderer typisk vand, fortykningsmidler, overfladeaktive stoffer, lerstabilisatorer, biocider, brydere, pH-justeringsmidler, væsketabskontrolmidler og proppemidler. Fraktureringsvæsker indeholder ofte en eller flere typer overfladeaktive stoffer for at reducere overfladespænding og grænsefladespænding, hvilket ikke kun forbedrer tilbagestrømningshastigheden af fraktureringsvæsken, men også letter opsugning og oliefortrængning. Sprækkevæsker klassificeres i vand-baserede, olie-baserede og alkohol-baserede typer i henhold til deres fysiske og kemiske egenskaber (dispergeringsmedium), hvor vand-baserede fraktureringsvæsker er de mest udbredte. Under fraktureringsprocessen overfører fraktureringsvæsken energi til at bryde klippen, udvide sprækkerne og derefter føre proppemidler ind i sprækkerne. Det skal typisk besidde egenskaber såsom forskydningsmodstand, afstivningsevne, lav friktion, temperaturmodstand, lavt væsketab, lav restkoncentration, lav reservoirskade, let tilbagestrømning, god kompatibilitet og omkostningseffektivitet.
Iblødsætning er et trin efter hydraulisk frakturering og før produktion, hvor komplekse koblede processer såsom fraktureringsvæskestrøm, opsugning og kemiske reaktioner forekommer. Den fraktureringsvæske, der er tilbage i formationen, kan øge kompleksiteten af post--frakturfrakturer gennem imbibition. Befugtningskomponenterne i fraktureringsvæsken, drevet af kapillarkræfter, trænger ind i mikroporer langs sprækkerne og fortrænger olien i dem, hvilket øger strømningsenergien i formationsvæsken, hvilket får olie til at konvergere til sprækkerne, hvilket øger olie-vandfortrængningseffekten og i sidste ende øger produktions- og genvindingshastigheden. I øjeblikket har nogle blokke i Changqing Oilfield, Qinghai Oilfield og Daqing Oilfield taget iblødsætningsmetoden efter-frakturering, hvilket opnår gode produktionsforbedrende resultater. Iblødsætningstid er en nøgleparameter, der påvirker den forventede effekt af iblødsætning. Simulerings- og forsøgsresultater viser, at en passende forøgelse af iblødsætningstiden er med til at øge produktionen, men for lang iblødsætningstid vil øge modstanden mod olie/gasudstødning.
Tilbagestrømningen af fraktureringsvæske efter frakturering påvirker reservoirmodifikationsstatus og produktionsforbedrende effekt. Tilbagestrømningshastigheden er en af evalueringsparametrene for graden af tilbagestrømning af fraktureringsvæske. Feltdata viser, at tilbagestrømningshastigheden for de fleste gasbrønde er mindre end 50 %, og nogle er endda lavere end 5 %. I den indledende fase af tilbagestrømningen lukker de åbnede frakturer og blokerer kanalerne mellem hovedbrudene, og fraktureringsvæsken kan ikke flyde jævnt ud af reservoiret; på grund af den ekstremt lave permeabilitet af reservoiret og den store pore-kapillarkraft, bliver fraktureringsvæsken i sprækkerne drevet til at sive ind i den dybere bjergart, men dette hindrer tilbagestrømningen af sprækkevæsken; formationssaltene, der er opløst i fraktureringsvæsken, skaber en stor kemisk potentialforskel mellem den injicerede fraktureringsvæske og formationsvandet, hvilket hindrer tilbagestrømningen af fraktureringsvæsken, hvilket resulterer i en lav tilbagestrømningshastighed. Lerindhold og iblødsætningstid for fraktureringsvæske påvirker også tilbagestrømningseffektiviteten. Ler udvider sig i volumen, når det udsættes for vand og har en stærk vandretentionskapacitet, der absorberer mere væske end dens indeholdte matrixrumkapacitet. Til sådanne reservoirer skal der tilføjes lerstabilisatorer. Tilbagestrømningshastigheden er direkte relateret til tilbagestrømning af proppant og sekundær skade på reservoiret. Derfor er målrettet forskning i tilbagestrømning af fraktureringsvæske baseret på reservoirkarakteristika nyttig til at forbedre olie- og gasproduktionen.
Frakturering-opblødning-tilbageløb er en integreret ingeniørproces, hvor hvert trin er forbundet med hinanden. Fraktureringsoperationen påvirker efterfølgende iblødsætning og tilbagestrømning, derfor skal fraktureringsvæsken ikke kun opfylde ydeevnekravene til frakturering, men også tage hensyn til behovene for iblødsætning og tilbagestrømning. Dette fører til det grundlæggende koncept med en integreret frakturerings-opblødning-tilbagestrømningsvæske til ukonventionelle olie- og gasreservoirer. Integreret frakturering-iblødsætning-tilbageløbsarbejdsvæsker er en udviklingstendens, hvilket gør udviklingen af multifunktionelle integrerede arbejdsvæsker afgørende.
Fraktureringsvæske, som "blodet" ved fraktureringsoperationer, påvirker frakturering, iblødsætning, tilbagestrømning og olieproduktion. Forskning i arbejdsvæske bør holde trit med tendenserne inden for efterforskning og udvikling af olie- og gasressourcer, og dens funktioner bør blive stadig mere forfinet baseret på reservoirudviklingskarakteristika og fysiske egenskaber. Fraktureringsvæsker skal opfylde ydeevnekravene til bruddannelse, proppantsuspension, brudstøtte og energigenopfyldning under brudstadiet, samtidig med at der tages hensyn til behovene for iblødsætnings- og tilbagestrømningsstadierne. Polymeradditiver har stærke viskositetsforøgende-egenskaber, men er svære at nedbryde fuldstændigt og efterlade betydelige rester; rene fraktureringsvæsker har lav overflade/grænsefladespænding, men dårlige mekaniske egenskaber og høje omkostninger; skum-baserede arbejdsvæsker har lavt væsketab og minimal reservoirbeskadigelse, men dårlig bæreevne af proppant. Afhængigt af specifikke behov udvikles hver type additiv til et passende arbejdsvæskesystem, som derefter kombineres med processen for at danne en unik driftsmetode. Integrerede arbejdsvæsker kan til en vis grad reducere driftsomkostninger, forenkle procedurer og afbøde sekundære reservoirskader. Den kombinerede brug af flere arbejdsmedier eller brugen af kemiske metoder til at pode funktionelle grupper for at forbedre arbejdsvæskeydelsen er den fremtidige retning for udvikling af arbejdsvæske og rummer også store udviklingsmuligheder inden for områder som øget olieindvinding, midlertidig tilstopning og omledning og lav-kulstofbeskyttelse af miljøet.
