阴阳离子双子表面活性剂在清洁压裂液中的应用

采用阳离子双子表面活性剂GC-18与阴离子双子表面活性剂GA-12复配,并引入有机阴离子,得到新型清洁压裂液VES-GCA。通过测定不同质量浓度的GA-12与有机阴离子添加剂X对压裂液体系黏度的影响,得到压裂液最优配方为0.10 g/L GC-18＋0.10 g/L GA-12＋0.03 g/L X。研究表明,该压裂液体系在70℃,170 s-1条件下,表观黏度在30 mPa.s以上,能够满足清洁压裂液的携砂要求;抗剪切能力良好,破胶能力强,破胶后无残渣,对地层伤害小,且具有添加量低的优点,在中低温、低渗储层的压裂改造中具有良好的应用前景。     

黏弹性表面活性剂-CO2泡沫压裂液及其应用

黏弹性表面活性剂-CO2泡沫压裂液是一种无聚合物、无固相的无损害液体体系,不形成滤饼,不会在支撑剂充填层中遗留残渣,或对支撑剂充填层造成损害,可获得几乎完全的返排.压裂作业过程中这种液体也表现出很低的摩阻压力.由于优良的黏弹性性能,这种液体黏度很低但却具有良好的携带支撑剂的能力.其流变性特点之一是黏度不随剪切时间的延长而降低,这种特性可使作业者更好地预测其性能状态,利于达到设计目标.     

黏弹性表面活性剂-CO2泡沫压裂液及其应用

黏弹性表面活性剂-CO2泡沫压裂液是一种无聚合物、无固相的无损害液体体系,不形成滤饼,不会在支撑剂充填层中遗留残渣,或对支撑剂充填层造成损害,可获得几乎完全的返排.压裂作业过程中这种液体也表现出很低的摩阻压力.由于优良的黏弹性性能,这种液体黏度很低但却具有良好的携带支撑剂的能力.其流变性特点之一是黏度不随剪切时间的延长而降低,这种特性可使作业者更好地预测其性能状态,利于达到设计目标.     

阳离子表面活性剂基压裂液的地层伤害性研究

目前清洁压裂液的研究都是基于零伤害，但经过研究发现，它在一定程度上对地层是有伤害的，因为其中的阳离子表面活性剂在地层中会发生吸附滞留现象，引起润湿反转，从而对地层造成伤害。通过测定阳离子表面活性剂在岩石矿物上的吸附量和进行岩心流动性实验证实了压裂液对地层渗透率的损害率达到12．5％。     

含双子表面活性剂酸性清洁压裂液的合成与性能

以N,N-二甲氨基丙胺、硬脂酸和1,3-二氯-2-丙醇为原料,合成了一种黏弹性阳离子双子表面活性剂,并以其作为酸液稠化剂制备了一种酸性清洁压裂液.对该压裂液的相关性能进行了室内评价,结果表明该压裂液具有良好的热稳定性以及抗剪切、缓速、抗盐、破胶性能,用于酸化压裂作业可有效改善压裂效果,提高压裂效率,是一种理想的清洁压裂...     

清洁压裂液用离子型表面活性剂体系的研究进展

详细介绍了清洁压裂液的黏弹性、携砂、破胶和滤失机理;综述了用于清洁压裂液的离子型表面活性剂体系的研究应用进展,包括阳离子表面活性剂体系、阴离子表面活性剂体系、两性离子表面活性剂体系、双子表面活性剂体系及表面活性剂复配体系;指出应加强对双子表面活性剂及阴阳离子表面活性剂复配体系的研究。     

落基山脉地区运用新黏弹性表面活性剂压裂液中注入CO_2技术提高采气量

历史上,CO2泡沫压裂液应用于怀俄明州沃尔特曼油田的油井增注,由于该地区地层渗透率低,岩石物性差,该方法虽然有效,但并不是效果最好的.主要缺陷是水层附近压力支撑剂的放置量受限和聚合物残渣对地层的伤害.最近研究的含有CO2的黏弹性表面活性剂(VES)压裂液体系的应用可以弥补传统压裂液的一些缺点.这种VES-CO2压裂液综合了黏弹性表面活性剂压裂液和CO2压裂液的优点,以黏弹性表面活性剂为基础的压裂液具备地层伤害低,压裂支撑剂输送优越,以及摩阻低等优点;CO2具有清除能力强,静水压力高的优点.最近运用该压裂液体系对3口井进行了压裂处理.经观察,这些井的初始产量在5～7MMcf/D,明显高于常规已完井井区2MMcf/D的产量.     

煤层气井用黏弹性表面活性剂压裂液性能评价

研究了季铵盐型黏弹性表面活性剂用作煤层压裂液的增稠性能、携砂性能、滤失性能、流变稳定性能,并首次根据煤样的声波时差结果分析了煤样饱和各种流体前后的力学参数。试验结果表明,黏弹性表面活性剂VES-2-16和VES-4-16系列具有很好的增黏性能,在170s-1下可达到30mPa·s以上,并在高剪切速率下能够长时间保持较强的结构;陶粒在该类体系中的沉降速度为清水中的0.027%～0.3%;该类表面活性剂体系无残渣,初滤失量较大,滤失系数较小。煤样饱和液体后比没有饱和液体的煤样抗压抗剪切强度高,饱和该类压裂液后煤样的抗压抗剪切强度要比饱和水的煤样好。     

黏弹性表面活性剂用作煤层压裂液性能研究

采用压汞仪对晋城煤样进行结构分析,该地区煤样属于低渗透双孔介质模型,煤样结构分选差,煤层割理仅占20%左右;并针对该地区煤层的特点研制了黏弹性表面活性剂体系作为压裂液,实验结果表明,该体系具有较高的黏弹性,悬浮能力强,破胶后黏度低,返排率高,煤样的渗透率恢复可达78%以上。     

无盐耐高温黏弹性表面活性剂LQ-FJ压裂液性能

研究了由两性表面活性剂LQ-FJ在不同浓度下形成的清洁压裂液及其性能。结果表明,两性表面活性剂LQ-FJ在水中4 min可均匀溶解、自增稠为黏弹性清洁压裂液;当LQ-FJ浓度达2%时无需反离子盐即可形成耐温达110℃的清洁压裂液。黏温曲线表明,2%LQ-FJ体系具有热增稠和热变稀特性。流变特性研究表明,2%LQ-FJ体系具有温度滞后环和剪切触变性,流动曲线可用共转Jeffreys本构方程表征。破胶实验表明,煤油、阴离子表面活性剂J1均可作为2%LQ-FJ体系的破胶剂,室温下破胶液黏度均小于1.5 m Pa·s。     

CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液研究与试验

目前常用的压裂液存在与非常规油气储层配伍性差、破胶返排困难和容易对储层造成二次伤害等问题,无法满足非常规油气井压裂施工的需求。为此,结合清洁压裂液和泡沫压裂液的特点,研制了新型双子表面活性剂WG-2,形成了一种CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液,并对其综合性能进行了评价。评价结果表明:该压裂液具有较强的泡沫稳定性、良好的耐温抗剪切性能、黏弹性能、携砂性能、破胶性能和低伤害特性。CO2泡沫双子表面活性剂清洁压裂液在X-3井进行了现场试验,该井压裂施工过程顺利,压裂后的日产油量是采用羟丙基胍胶压裂液邻井X-4井的2倍多,增产效果显著。室内与现场试验结果表明,该压裂液能够满足非常规油气储层的压裂施工作业,具有良好的推广应用前景。      

CSAa黏弹性表面活性剂压裂液的研制

用化学试荆长链烷基季铵盐CSAa制备了两种VES压裂液并研究了相关性能，其组成（CSAa／水杨酸钠／氯化钾／正丁醇，以g／dL为单位）如下：1．0／0．3／1．0／0．2；2．0／0．6／0．5／0．1。在耐温性测定中，1．0g／dL CSAa压裂液的黏度由30℃时的75．0mPa·s降至50℃时的37．5mPa·s；2．0g／dL CSAa压裂液的黏度由40℃时的225mPa·s逐渐降至55℃时的110mPa·s，再降至60℃时的65．0mPa·s.在1701／s剪切2h后，剪切温度为42℃时1．0g／dL CSAa压裂液的黏度下降26％，剪切温度为53℃时2．0g／dL CSAa压裂液黏度下降9％。陶粒沉降速度测定结果表明，40℃、42℃时的1．0g／dL CSAa压裂液（黏度分别为60和54mPa·s）和50℃、53℃时的2．0g／dLCSAa压裂液（黏度分别为180和145mPa·s）携砂性能良好，而45℃、50℃时的1．0g／dLCSAa压裂液和55℃、60℃时的2．0g／dL CSAa压裂液，携砂性能则较差或很差。认为VES压裂液的携砂性能来源于棒状胶束网络，并不全由压裂液黏度决定。还考察了VES压裂液的破胶性能。图1表2参5。     

一种含PEO基双子表面活性剂压裂液的性能评价

以丙撑基双［（十八烷基聚氧乙烯基）氯化铵］（HY）为稠化剂、水杨酸钠为反离子盐配制了清洁压裂液,研究了该压裂液的黏弹性、变形恢复性能、携砂性能、耐温抗剪切性能及破胶性能。在60℃下,该清洁压裂液的黏度随稠化剂量的增加而增加,水杨酸钠加量为1%时的黏度达到最大值,较好的HY压裂液的配方为3%HY+1%水杨酸钠。压裂液中的稠化剂HY在反离子盐的作用下自组装成良好的三维网状结构。该压裂液具有良好的变形恢复能力,高剪切速率下压裂液的黏度迅速下降但随着剪切速率减小黏度几乎又全部恢复。HY压裂液在角频率0.03～100 rad/s 时的弹性模量大于损耗模量,表现出较好的弹性特征。同时,该压裂液具有良好的耐温抗剪切性,在90℃、170 s^-1下剪切90 min 后的黏度大于50 mPa·s。HY压裂液的携砂性较好,在25℃和90℃下,携砂量30%时,石英砂在该压裂液中的沉降速率分别为0.075 和15.25 mm/min。压裂液与煤油按体积比5∶1 混合后在210 min 左右破胶,黏度降至5 mPa·s 以下,破胶液表面张力为22.92 mN/m,界面张力为0.51 mN/m,残渣含量为56 mg/L,可满足现场施工要求。图8 参8     

国外黏弹性表面活性剂压裂液研究进展及应用展望

黏弹性表面活性剂压裂液在纯水介质中形成球形胶束,在盐介质中,分子中的电荷被屏蔽,球形胶束演变成蠕虫状或柔性棒状胶束,进而形成高黏弹性的空间网状结构,实现对支撑剂的携带和造缝;遇地层中的油和水,胶束膨胀而崩解成低黏度的球形胶束,实现压裂液的自动破胶。国外黏弹性表面活性剂压裂液研究进展主要表现在4个方面:成胶破胶机理研究与认识、流变性的研究、伤害性的评价、研制新的疏水缔合聚合物与表面活性剂复合型压裂液。黏弹性表面活性剂压裂液具有摩阻低、伤害小、携砂性好和破胶黏度低等优点,在国外获得了广泛的应用。提高表面活性剂压裂液剪切后黏度的恢复能力和加强疏水缔合聚合物与表面活性剂复合压裂液的现场应用是表面活性剂压裂液研究发展的方向。     

磺酸型表面活性剂清洁压裂液的性能

本文针对阳离子表面活性剂压裂液在阴离子岩层中损失较大、会降低岩层的渗透率等缺陷,合成出阴离子磺酸盐型表面活性剂——棕榈酸甲酯磺酸钠,将此表面活性剂与助剂十八醇按质量比1:2复配后可作为压裂液增稠剂几。JL在3.5%氯化钠溶液中迅速交联得到一种阴离子清洁压裂液。考察了该压裂液的耐温抗剪切性能、黏弹性能、携砂性能、滤失性能、破胶性能及对地层的伤害。实验结果表明:质量分数为5%的JL在3.5%的氯化钠水溶液中,1～2min内即可快速成胶,黏弹性、耐温耐剪切性较好,80℃下的体系黏度仍能达到40mPa·s。在体积比为40%的砂比下,悬砂效率比普通瓜胶体系水基压裂液提高48.7%。体系遇煤油易破胶,破胶液澄清,无残渣。对地层的伤害率低,为7.6%。体系呈中性,能够适用于酸敏碱敏地层,可满足低压低渗透油气藏压裂的要求。     

阴离子-阳离子复合表面活性剂体系用于压裂液助排剂的研究

将所研制的阴离子-阳离子复合表面活性剂与不同非离子表面活性剂及其它助剂复配,制成了ZA系列助排剂,考察了这些助排剂的表面活性、在岩芯上的吸附损耗及其对羟丙基田菁胶压裂液粘度和滤失性的影响,报导了在中原油田高温低渗透地层压裂施工中成功应用的实例。     

压裂用黏弹性表面活性剂VES-J的合成

清洁压裂液（VES）主要是采用季铵盐类表面活性剂,但常规VES存在刺激性大和由于吸附使储集层发生润湿反转带来伤害2大问题。研究表明这2个问题可以通过分子设计来尽量避免。在理论研究和分析的基础上合成了黏弹性表面活性剂VES-J,并通过测定在不同温度和不同水杨酸钠加量下体系水溶液黏度得出了压裂液配方。该压裂液配方在70℃、170s^-1下表观黏度达到100mPa·s,具有较好的耐剪切能力和优异的破胶能力,破胶后均无残渣,对地层伤害很小。     

清洁压裂液的制备和性能评价

采用单因素实验法优选出清洁压裂液的配方为:4%十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)+2%水杨酸钠+4%KCl。对制得的清洁压裂液的抗剪切、抗温和携砂性能进行了评价,结果表明,该清洁压裂液在90℃时的表观黏度为110 mPa·s,且在60 min连续剪切下,清洁压裂液的表观黏度几乎没有变化;静态悬砂砂比最高可达15%;破胶后黏度几乎与水相同,且没有水不溶物存在。这表明优选配方清洁压裂液具有较好的抗剪切、抗温和携砂性能,完全符合压裂施工要求。     

纳米材料在水基压裂液中的应用研究进展

综述了纳米材料在聚合物压裂液和黏弹性表面活性剂压裂液中的最新研究进展.纳米材料在水基压裂液中的应用主要为:压裂液体系空间网络结构增强、聚合物交联、压裂液滤失控制和破胶、地层微粒运移控制、岩石表面润湿性改变和用作支撑剂.在分析现有研究的基础上,提出利用分子模拟研究纳米材料在水基压裂液中的应用机理、研究地层条件下纳米材料分...     

渗吸驱油型清洁压裂液技术研究

为实现低渗透油藏"压裂施工-渗吸驱油"一体化开发,室内成功开发出渗吸驱油型压裂液R60。该体系基于黏弹性表面活性剂,具有良好的增黏、交联性能,可以实现在线混配连续施工;压裂液在50℃、170 s-1下黏度大于35 mPa·s,与长8原油间的界面张力可达到3.4×10-3mN/m,能将亲油岩石表面的润湿性向亲水方向转变,岩心静态渗吸驱油效率达到35.64%,显示出良好的静态渗吸驱油效果。本实验研究结果,为进一步提高低渗透油藏增产改造效果提供新的实验支撑。