十六碳季铵盐清洁压裂液的研究.pdf

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1、第l9卷第1期矿冶Vo1．19．NO．12010年3月MINING＆METALLURGYMarch2OlO文章编号：1005—7854(2010)O1—0062—04十六碳季铵盐清洁压裂液的研究曾红，吴萌(北京矿冶研究总院，北京100044)摘要：本文使用控制应力流变仪研究由十六碳季铵盐(CTAX)和激活剂构成的清洁压裂液。分别研究了十六碳季铵盐(CTAX)浓度、激活剂的浓度和外加KC1对清洁压裂液黏度的影响，以及剪切速度在0．1～600s和600～0．1s之间的剪切稳定性和在不同温度(30~(2和80~C)时170s和600sI1交替变换的剪切稳定性。关键词：十六

2、碳季铵盐；清洁压裂液；黏度；剪切稳定性中图分类号：TQ432文献标识码：ASTUDY0NTHECLEARFRACTURINGFLUIDOFLONGCHAIN(C16)QUATERNARYAMMONIUMSALTZENGHong．UMeng(BengGeneralResearchInstituteofMining&Metallurgy，Beng100044，China)ABSTRACT：Theclearfracturingfluid，formedbylongchain(Cl6)quaternaryammoniumsalt(CTAX)andac—tivatingagen

3、t，isstudiedbymeansofstresscontrolrheometer．Factorsaffectingtheviscosity，suchastheconcen-trationofCTAX，theconcentrationofactivatingagentandtheaddingofKC1，areinvestigated．Inaddition，shearstabilitiesundervariousconditionsarereaserched，suchasundercontinuousvariationshearrates(0．1～6008and60

4、0～0．1s)，andbetween170s～and600sinturntransformunderdifferenttemperatures(30℃and80℃1．KEYWORDS：longchain(Cl6)quaternaryammoniumsalt；clearfracturingfluid；viscosity；shearstability石油压裂是石油开采的重要手段，压裂液是压表面活性剂和激活剂构成。这种表面活性剂和裂技术的重要组成部分，它的性能直接关系到油气激活剂在水中形成蠕虫状或棒状胶束，相互之间高井、层压裂效果⋯。目前最常使用的是水基压裂度缠绕，形成类

5、似于交联聚合物形成的网状结构。液。其大致分为以下几种类型：天然植物胶压裂液，由于这种压裂液无聚合物成分，在破胶返排后，无残纤维素压裂液和合成聚合物压裂液。这些压裂液共留物，被称为无聚合物压裂液，或清洁压裂液。国外同的缺陷，就是聚合物残留，据资料介绍在一般情况最早由Eni／Agip公司和Schlumberger公司联合提下将有20％～30％的聚合物不能被返排出油井，这出，并在亚得里亚海的Giovanna成功应用。国内些聚合物残渣阻塞孔隙空间，从而使裂缝的渗透能引进较晚，大都集中在2000年以后。。目前，成力降低，并最终影响增产效果。同时，这些残渣本过高是制约这类压裂液

6、发展的主要因素。因此，会对地层产生伤害。本文主要对价格低廉的季铵盐表面活性剂作为粘弹目前，一种新型压裂液出现，它是由一种粘弹性性表面活性剂和激活剂构成的压裂液体系进行较深入的研究。收稿日期：2009—7—2作者简介：曾红，硕士，高级工程师。曾红等：十六碳季铵盐清洁压裂液的研究2．2激活剂浓度对压裂液粘度的影响1实验部分激活剂是一类具有有机阴离子的化合物。例如：1．1材料与仪器苯甲酸阴离子、水杨酸阴离子等。其作用在于消除季十六碳季铵盐(CTAX)，激活剂，氯化钠，RS一铵盐阳离子之间的排斥作用，使之在较低浓度下形成75控制应力流变仪(HAAKE，德国)，磁力搅拌器，蠕

7、虫状胶束，最终形成凝胶。在温度80cC，剪切速率恒温水浴箱。170s～，2％CTAX，搅拌1hr的条件下，激活剂浓度对1．2试验方法压裂液黏度的影响见图2。图2表明，激活剂的浓度压裂液的制备：使用磁力搅拌器，制备一定浓度有一个最佳值。在压裂液(2％CTAX)体系中激活剂的CTAX溶液，加入一定量的激活剂，继续搅拌至漩的浓度在0．8％，体系黏度达到最大。涡闭合，形成凝胶。然后放人恒温水浴，待凝胶中气泡完全消失。性能测试：使用RS一75控制应力流变仪测量∽压裂液在不同组成、不同温度和不同剪切速率的黏●凸一皇度变化。＼2结果和讨论2．1CTAX浓度对压裂液黏度的影响压