酸性清洁压裂液的制备及其性能的研究

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目前压裂技术和酸化技术是低渗油气田开发的主要手段,但是使用单一的技术手段难以有效的提高油气田的渗透率,达到理想的增产效果,因此制备了一种新型酸性清洁压裂液,将压裂液技术和酸化技术有机结合起来,在压裂的同时对地层进行酸化,同时解除近井地带的伤害,从而提高油气田的增产效果。本文合成了三种粘弹性非离子表面活性剂,并以此为增稠剂制备了两种酸性清洁压裂液,对酸性清洁压裂液的性能进行了室内评价,结果表明:(1)表面活性剂的合成条件及性能:催化剂KOH的质量分数为0.3%,脂肪酸(硬脂酸、油酸、芥酸)与N,N-二甲基-1,3-丙二胺的摩尔比为1.2:1,反应温度为130170℃,反应时间为68h。三种非离子表活剂(SCF-18、SCF-181、SCF-22)的临界胶束浓度为1.4×10-3、1.0×10-3、4.7×10-4mol/L;表面张力分别为41.02、41.09、38.71mN/m。(2)以SCF-181:SCF-18为2.5:1的粘弹性表面活性剂为增稠剂VES-1、以NH4Cl为无机盐反离子、冰乙酸为触发酸、并以NaHCO3为起泡剂制备了一种微泡沫酸性清洁压裂液,其基本配方为3%VES-1+3%氯化铵+1.5%冰乙酸+0.5%NaHCO3。研究发现该体系具有与较好的耐温耐剪切性能,当温度升到100℃、微泡沫体系的黏度60mPas以上,恒温剪切60min,体系的黏度变化不大;温度小于66℃时,储能模量大于耗能模量,说明体系的粘弹性较强;60、90℃下,石英砂在该体系的沉降速度分别为0.4016和0.7531mm/s,携砂性能良好且优于普通压裂液;加入5%的原油,60min即可破胶,破胶液黏度为1.35mPas,破胶液表界面张力为27.3mN/m和0.98mN/m,低于普通压裂液,提高破胶液的返排;通过化学反应,形成的CO2微泡沫可以有效的降低压裂液的滤失量,通过聚集能量进一步提高返排率,降低对底层的伤害,改善压裂效果。(3)以非离子表面活性剂(SCF-22)为增稠剂制备了一种强酸性清洁压裂液,具有较高的携酸能力,最高携酸量达30%;该酸性清洁压裂液具有较高的耐温耐剪切性能,当增稠剂的量为3%时,在120℃条件下随着剪切时间的增加,体系的黏度仍能保持在70mPas左右;同时该压裂液体系具有剪切稀释性、良好的粘弹性和触变性;酸性清洁压裂液的缓释性能良好,可以有效增加地层酸化的深度。
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