粘弹性表面活性剂压裂液新技术进展.pdf

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1、粘弹性表面活性剂压裂液新技术进展张晨曦(辽河油田钻采工艺研究院，辽宁盘锦124000)摘要：粘弹性表面活性剂压裂液(Ⅶs)的主要组成部分有稳定剂、激活剂、盐溶液以及表面活性剂季铵盐，是斯伦贝榭公司研发的一种无聚合物压裂液。粘弹性表面活性剂压裂液无需使用杀茵剂、交联荆以及破胶剂等，与常规压裂液相比，粘弹性表面活性剂压裂液的使用量比较少，因此对地层造成的伤害也比较小。本篇论文主要探讨了粘弹性表面活性剂压裂液新技术的研究进展，以期对相关研究及实践工作提供具有参考价值的理论依据。关键词：粘弹性；表面活性剂；压裂液；新技术；研究进展粘弹性表面活性剂压裂液，也被称

2、为清洁压裂液，是一种无聚合物压裂液，具有滤失量小、效率高、对地层的伤害性小等优势，非常适合低渗透油气层，尤其是渗透率小于0．005微立方米的压裂改造工作中。同等条件下，粘弹性表面活性剂压裂液的有效携砂黏度要比胍胶压裂液的最小携砂黏度低一倍左右。粘弹性表面活性剂压裂液无需使用破胶剂、交联剂以及杀菌剂，配方组成比较简单，具有非常高的现场可操作性，得到了国内外的广泛推广与使用。因此，对粘弹性表面活性剂压裂液新技术的研究进展进行探讨具有重要的现实价值与长远意义。1粘弹性表面活性剂压裂液的成胶与破胶机理粘弹性表面活性剂中含有长链疏水基、亲水基这两个不同分子结构的

3、基团。处于纯水介质之内时，水相就会对长链疏水基产生排斥，与此相反的是亲水基会迅速扩散到周围的水相之中，最终形成包裹长链疏水基在内的低黏度球形胶束，而处于盐介质之内时，反离子，例如卤素离子、水杨酸根等，就会屏蔽水界面的电荷以及表面活性剂胶束，还会与表面活性剂分子形成强烈的缔合作用，从而使球形胶束转变为蠕虫状胶束或者是柔性棒状。在表面活性剂的浓度到达临界点的时候，蠕虫状胶束或者柔性棒状就会互相缠绕、凝结，从而形成与弧胶聚合物交联冻胶体相似的、粘弹性比较到的空间网状结构，从而起到支撑剂的造缝作用、携砂作用；在遇到地层中的油、气、’水的时候，表面活性剂中带有的

4、亲油基、亲水基就会使油、气、水逐渐在胶束体中发生增溶现象，导致网状胶束结构出现膨胀现象，继而崩解，最终形成黏度非常低的球形胶束，粘弹性表面活性剂压裂液就会实现自动破胶。2粘弹性表面活性剂压裂液的制备21世纪初期，通过实验，制备成功的粘弹性表面活性剂压裂液就多达10种，分别是：陈馥等人《无聚合物清洁压裂液的实验室研究》中的长链脂肪酸衍生物甜菜碱表面活性剂压裂液；江波等人《(耐温VES压裂液SCF的性能》中的ScF；刘伟等人((VES一80清洁压裂液实验研究》中的VES一80l任晓娟等人((FRAc～1清洁压裂液体系的性能和应用》中的VES～70、FRAc

5、～1，王满学等人((低伤害清洁压裂液VES一1的研制与应用))中的VEs～l}崔会杰等人((清洁压裂液室内研究》中的VEs～I、VEs一Ⅱ；陈凯等人((新型清洁压裂液的室内合成及性能研究》中的EA～22；王国强等人《清洁压裂液在煤层气井压裂中的应用》中的VES～sL。上述VEs中，有些种类的适用温度比较低，因此，需要采用下述方法提高其耐温抗剪性，以满足高温压裂施工的实际需求：第一，提高VES的浓度，例如由原来的百分之一点五提高到百分之六点零之后，就能使VEs的耐温性能从60摄氏度上升到90摄氏度，第二，可以在非离子型的表面活性剂之中增添交联剂，就能使V

6、Es的适用温度上升至100摄氏度；第三，通过在含有阳离子的表面活性剂之中适当地增添含有阴离子的表面活性剂。就能使VES的适用温度上升至120摄氏度}第四，在高分子型表面活性剂之中增添胶束促进剂之后，就能使VEs的适用温度上升至140摄氏度；第五，采用低分子醇类、非水溶性有机醇类以及两性表面活性剂卵磷脂复配体系，就能使VEs的适用温度上升至150摄氏度，低分子醇类主要包括丁醇、丙醇、乙醇、甲醇及其混合物，非水溶性有机醇类主要包括环己醇、正癸醇、2～乙基己醇及其混合物。3粘弹性表面活性剂压裂液的性能根据VEs流变性实验表明，将93摄氏度作为分界点，在共之前

7、，随着温度的升高，VEs的黏度也会随之增加；在其之后，随着温度的升高，VES的黏度反而会下降。在115摄氏度、120摄氏度以及170s。的条件下，VES的黏度在25．0毫帕·秒和25．0毫帕·秒到37．5毫帕·秒以上，充分满足VEs最低携砂黏度小于等于25．0毫帕·秒的的要求。将96摄氏度作为分界点，在其之前，随着温度的升高，VES的流变指数也会随之增加，在其之后，随着温度的升高，VEs的流变指数反而会有所减小。而VES的稠度系数则与此相反，在96摄氏度之前，随着温度的升高VES的稠度系数会减小；在96摄氏度之后，随着温度的升高VEs的稠度系数会增大。

8、这体现了VEs的具有非常良好的粘温流变性，造缝能力、携砂能力也比较强。4结语综上所述，本篇论文