粘弹性表面活性剂基压裂液的研究与分析

粘弹性表面活性剂基压裂液（VES压裂液）作为环保压裂液在国内外油田的应用已经取得良好的效果,对储层无污染,且能提高充填层导流能力。论述了粘弹性表面活性剂基压裂液的体系组成、主要特点和压裂机理。该压裂液及剪切稳定性、零伤害性、自动破胶性和低滤失性于一体,在油田具有广阔的应用前景。特别是纳米技术的应用,进一步优化了VES压裂液体系,使该压裂液也适应于干气气藏。介绍了VES压裂液在国内外的研究进展,提出了其应用的优越性和存在的不足。     

粘弹性表面活性剂压裂液在低渗油田的应用现状

结合粘弹性表面活性剂压裂液作用机理,介绍了3种典型的粘弹性表面活性剂压裂液体系(无聚合物型、抗温型、双子表面活性剂型),并综述了粘弹性表面活性剂压裂液国内外应用现状,指出研制合成工艺简单且成本较低的阴离子双子表面活性剂,开发疏水缔合聚合物/双子表面活性剂压裂液体系,提高抗温性,采用纳米技术是未来压裂液发展趋势。     

黏弹性表面活性剂压裂液的研究与应用进展

黏弹性表面活性剂压裂液是以黏弹性表面活性剂为主剂的清洁压裂液。黏弹性表面活性剂压裂液体系具有破胶后无残渣、携砂性好、滤失控制性能好等特点,但随着对环保问题的日益重视及钻井深度的不断增加,丰富黏弹性表面活性剂压裂液体系迫在眉睫。本文介绍了黏弹性表面活性剂压裂液的发展和应用。根据压裂液配方不同,将其分为常规黏弹性表面活性剂压裂液和非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液,总结了不同种类的黏弹性表面活性剂压裂液的组成、耐温耐剪切等性能及应用情况。分析表明,降低成本、研制简单的配制工艺是常规黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向;在油田进行大规模实际应用及得到更完善的体系是非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向。     

新型双子表面活性剂型清洁压裂液增稠剂的合成及性能

以二乙醇胺、溴代十二烷和二溴乙烷为原料,合成了一种双子表面活性剂型增稠剂GD,研究了其对清洁压裂液体系S1、S2和S3黏度和携砂性能的影响。结果表明,GD对S1的黏度性能影响相对较大,加入质量分数为0.04%的GD (100g压裂液中加入0.04g的双子表面活性剂GD)可使S1的黏度增幅高达42.96%。由于GD的加入,清洁压裂液体系S1、S2和S3中均可形成三维网状结构,从而增加体系的携砂性能;当GD质量分数为0.04%时,20～30目砂子在S1、S1和S3体系中的沉降时间增幅分别高达155.6%、179.4%和100%。     

压裂液中表面活性剂的应用

表面活性剂压裂液因其不添加交联剂、破胶剂和其他化学添加剂的特性且具有低黏度、良好的返排能力、对储层的伤害小等优点,近年来备受国内外研究者的广泛关注。在选用压裂液表面活性剂时应该选择低成本、制作简单且污染少的表面活性剂体系,所以,简单的制作工艺且减少成本是研制表面活性剂压裂液的主要发展方向。本文通过全面了解现有的表面活性剂作为添加剂在压裂液中的应用,根据现有的成果,建议进一步研究不同种类的表面活性剂对压裂液性能的改变以及评价,以应对不同的地质情况。     

压裂液中表面活性剂的应用

表面活性剂压裂液因其不添加交联剂、破胶剂和其他化学添加剂的特性,且具有低黏度、良好的返排能力、对储层的伤害小等优点,近年来备受国内外的广泛关注。在选用压裂液表面活性剂时应该选择低成本、制作简单且污染少的表面活性剂体系,所以简单的制作工艺且减少成本是研制表面活性剂压裂液的主要发展方向。通过全面了解现有的表面活性剂作为添加剂在压裂液中的应用,根据现有的成果,还需进一步研究不同种类的表面活性剂对压裂液性能的改变,以应对不同的地质情况。     

一种高分子表面活性剂压裂液体系的研制

随着油田低渗储层的开发,植物胶压裂液残渣多、对地层伤害大、价格波动大的缺点日益突出;粘弹性表面活性剂压裂液对底层伤害小,但成本高、耐温能力差。针对以上问题合成了一种高分子表面活性剂:FY-01压裂用稠化剂,FY-01压裂用稠化剂与FY-02交联剂复合可以形成高粘度凝胶,用于压裂工艺。     

粘弹性表面活性剂流变性及研究

粘弹性表面活性剂的流变性包括其溶液流变性、低粘度特性、剪切稀释性在油田开发等许多方面有着极其重要的地位,粘弹性表面活性剂可作为理想的压裂液、酸化液、砾石填充及三次采油措施流体,有着极其出色的性能。详细介绍了粘弹性表面活性剂流变特性及研究现状;简要概述了粘弹性表面活性剂的研究方法极其在酸化、压裂等方面的应用,阐述了其典型优点及在现阶段油田应用中的不足。     

粘弹性清洁压裂液的性能评价与应用

采用一种长链脂肪酸季铵盐类阳离子表面活性剂配制成粘弹性清洁压裂液,室内性能评价结果表明,该压裂液的最佳使用浓度为1.5%².0%;60℃时静态滤失系数为3.15×10-4m/min1/2;静态悬砂速度为0.25 mm/s,常温下与原油混合可迅速破胶;具有良好的耐温性能(65℃)、稳定性和抗剪切性能,与地层水配伍性良好;岩心伤害率9.9%2.0%;60℃时静态滤失系数为3.15×10-4m/min1/2;静态悬砂速度为0.25 mm/s,常温下与原油混合可迅速破胶;具有良好的耐温性能(65℃)、稳定性和抗剪切性能,与地层水配伍性良好;岩心伤害率9.9%¹0.3%,比瓜胶压裂液下降了65%。在同类井况条件下,粘弹性清洁压裂液和瓜胶压裂液现场应用对比实验结果表明,该清洁压裂液在增油效果上具有一定优势,推广应用前景良好。     

膦酸酯结构与柴油冻胶压裂液的耐温抗剪切性能

报道了膦酸酯对油基压裂液耐温抗剪切性能的影响,优化了膦酸酯的合成工艺,使更适合于柴油基压裂液体系,并总结了膦酸酯增稠剂与基液及油基压裂液的耐温抗剪切性能之间的关系,开拓了压裂液的应用前景。     

黏弹性表面活性剂压裂液室内研究

优选了VES压裂液体系,最优配比为黏弹性表面活性剂VES 4%,助剂1.0%,还研究了体系的耐温、抗剪切、抗盐、破胶性能。结果显示,随着温度的升高,VES压裂液的黏度有明显的变化。不同的无机盐对VES压裂液有完全不同的影响,NH4C l具有明显的增黏作用,而KC l则有降黏作用;煤油、柴油都可使VES压裂液破胶,而且破胶后无残渣。     

Gemini表面活性剂黏弹性流体的流变性研究

C16-4-C16阳离子Gemini表面活性剂在NaCl和NaSal两种盐的作用下,可以形成蠕虫状胶束的黏弹性流体。采用流变仪研究了浓度、温度、剪切速率、剪切时间等因素对该流体黏度的影响,结果表明,2wt%的C16-4-C16流体在120℃下的零剪切黏度仍可达60mPa·s以上,而在80℃、170s~(-1)下剪切2 h黏度维持160mPa·s基本不变,说明该流体具有较强的耐温耐剪切性。触变实验的结果清楚地显示出该流体在不同的剪切作用下,蠕虫状胶束的形成与破坏是个可逆的过程。蠕虫状胶束间相互缠绕形成的网络结构,使流体具备了优异的黏弹性,高频有利于胶束储存能量,展现弹性形变;随着温度的升高,体系由弹性为主逐渐转变成了黏性较高的黏弹体,在60℃下黏性和弹性相当,展现了理想的Maxwell黏弹性流体的行为。     

疏水缔合聚合物/表面活性剂压裂液的性能

考察了疏水缔合聚合物HAWP-18溶液的稳态流变性能及十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)对HAWP-18溶液的影响。并以HAWP-18和十二烷基硫酸钠(SDS)制备了一种压裂液HAWP-18M,评价了其相关性质。结果表明:HAWP-18溶液的表观黏度随着剪切速率的增加而下降,随后基本保持不变。HAWP-18M压裂液具有较好的耐温耐剪切性能,在90℃、170 s-1的条件下连续剪切90 min,黏度仍能保持在50m Pa·s以上。HAWP-18M压裂液的储能模量(G')和损耗模量(G″)基本不受应力变化影响,并且G'>G″,说明HAWP-18M压裂液具有黏弹性并且以弹性行为为主。HAWP-18M压裂液触变性优于羟丙基胍胶(HPG)压裂液。HAWP-18M压裂液静态悬砂性能较好,在砂比(砂占压裂液的体积分数,下同)40%条件下,砂子的沉降速率为8.2×10-4mm/s。在HAWP-18M压裂液中加入过硫酸铵破胶剂,80℃下,1 h内即可破胶,破胶液黏度在5m Pa·s以下,表面张力为25.14 m N/m,与航空煤油的界面张力为0.56 m N/m。     

Application of pH-Responsive Viscoelastic Surfactant as Recyclable Fluid at High Temperature

A pH-responsive amphiphilic surfactant stearic amide 3-(N,N-dimethylamino)propylamide (SAA) was synthesized and served as a thickener in aqueous solution to construct a switchable viscoelastic surfactant fluid (VES fluid). The structure of SAA was studied by ¹H NMR, and the viscoelastic behavior of VES fluid was studied in detail by rheological measurements. The viscosity of this VES fluid can be switched reversibly from low to high immediately by adjusting system pH value. Even at high shear rate (170 s⁻¹) and high temperature (90 °C), excellent viscoelastic behavior of this VES fluid can be observed, which is a key performance for fracturing applications. Meanwhile, the recycled VES fluid can still maintain good pH-responsive behavior even after more than three cycles. These unique performances of this VES fluid not only enhanced our understanding of the transformation of wormlike micelles at high temperature, but also enriched a large potential of VES fracturing fluid in the development of oil and gas reservoirs.     

清洁压裂液的最新研究进展

清洁压裂液以粘弹性表面活性剂为增稠剂,具有携砂好、对地层伤害小、破胶容易、残渣少等优点。鉴于阳离子型表面活性剂清洁压裂液存在损失大和影响渗透率等缺陷,近年来的研究主要注重于阳离子型表面活性剂清洁压裂液的性能改进以及发展基于阴离子、非离子和两性离子表面活性剂的清洁压裂液。     

压裂液技术研究

压裂技术是提高油气井生产能力以及注水井增注的主要措施,并且会对改造后的油气层有较大的影响。在压裂过程中,压裂液必须要着重考虑以下两个方面:压裂液是否满足于油气层的配伍性,以及是否会伤害油气层。这样才能优选出优质的压裂液体系。     

页岩气压裂施工常用压裂液体系研究

页岩气储层具有致密、渗透率低等特点,只有采取大规模水力压裂技术,才具有开采价值。水平井分段压裂技术是目前页岩气开发最有效的手段,而页岩气压裂液又是压裂技术的重要组成部分,压裂液类型及其性能直接关系到是否能造成一条足够尺寸和导流能力的裂缝,即直接关系到水力压裂的成败。     

合成聚合物压裂液稠化剂的研究进展

水力压裂已经成为一种改造油气层的重要方法,是油气井增产、注水井增注的有效措施。压裂液的性能好坏直接影响压裂施工的效果,合成聚合物压裂液稠化剂具有增稠能力强、悬砂能力强、对细菌不敏感、冻胶稳定性好、无残渣、对地层低伤害、低成本等特点,成为国内外研究的热门方向。合成聚合物主要包括丙烯酰胺类与聚乙烯醇类等,对丙烯酰胺类稠化剂研究主要集中在低分子量、酸性交联、疏水缔合以及提高抗温耐盐抗剪切性四个方面。