低凝固点清洁压裂液稠化剂的开发及性能研究交流材料.pptxVIP

低凝固点清洁压裂液

稠化剂的开发及性能研究

随着压裂技术的发展，水基压裂液体系的发展也历经了几个阶段，胍胶压裂液、羟丙基交联胍胶压裂液、聚合物（改性聚丙烯酰胺）压裂液、清洁压裂液。上述前三种压裂液由于自身高分子结构的原因，破胶不彻底，在裂缝以及储层孔隙中存在残渣，堵塞喉道，对储层造成二次伤害，这种伤害对低渗、特低渗油气藏尤为明显。清洁压裂液，即粘弹性表面活性剂压裂液（简称VES压裂液），主要由粘弹性表面活性剂和其它添加剂组成，其中粘弹性表面活性剂是主剂。压裂液发展历程

VES清洁压裂液的形成与破坏★破胶a.胶体接触烃类→胶束膨胀→缠绕的胶束打开→粘度降低→溶于烃溶液中；★破胶b.胶体被地层水稀释→破坏掉胶束结构→失去粘度。具有低残渣、易返排、对储层伤害小、配制简单、液体效率更高等特点。VES清洁压裂液的特点

Polyoxyethylene(4)laurylether(Brij30)Sodiumdodecylsulfate(SDS)CetylpyridiniumbromideDodecylbetaineNRCOOHR12阴离子阳离子两性离子非离子VES表面活性剂的种类

存在问题目前应用较多的清洁压裂液类型是以C12-C22长链烷基季铵盐表面活性剂为主剂，以反离子盐为胶束促进剂剂，冬天施工时存在以下问题：1.稠化剂低温时出现析出凝固的现象，无法泵送；2.压裂液在冷水中交联时间长。原因分析：1.长链烷基季铵盐在低温时溶解度降低，稠化剂出现沉淀；2.长链烷基季铵盐在冰水中的溶解速度慢；溶解差的机理：烷基碳链长、亲水基亲水性能差。

研发思路1.使用低碳链阳离子表活剂代替大量测试C12-C16季铵盐表面活性剂，再复配烷基糖苷型表活剂及助溶剂，低温下仍然出现凝固，而且碳链减少后，交联比增加，成本提高，交联速度虽然有所提升，但是粘度仍然无法达到行业标准要求。

2.改进表面活性剂的结构（1）将双键结构引入表活剂的疏水链，碳链不缩短的同时，降低疏水链的规整性，破坏晶体规整度，以求解决低温结晶析出的问题。研发思路（2）增加表活剂结构中的极性基团（羟基、羧基等），表活剂提升在水中的溶解度。+

基于以上思路开发了基于植物油改性的低凝点表面活性剂具有如下特点：1.液态，低温不凝固；2.亲水基团数量多、亲水性强，冰水中速溶；3.碳链长度适中，C16-C18复合碳链，溶解性能适中，耐温性能适中。表活剂溶液在-14℃下放置一个月无沉淀冰水中交联速度快

植物油改性的低凝点表面活性剂项目指标外观黄色液体活性物质含量＞70%密度0.965g/cm3pH值9凝固点≤-14℃表面张力（0.1%）28.746mN/m

已取得的成果名称自制表活剂促进剂醇类有机酸水代号YBDHYDJPW质量浓度/1稠化剂配方名称盐水代号G2W质量浓度/%1783表2增效剂配方成果1：双液项目稠化剂增效剂外观黄色液体无色液体密度0.9761.102pH47凝固点-14℃-14℃表3基本性能

低温稳定性稠化剂在-14℃下放置一个月无沉淀增效剂在-14℃下放置无结晶

稠化剂：增效剂：水=3:2:100压裂液50℃下的流变曲线流变性能

已取得的成果名称自制表活剂促进剂醇类有机酸盐水代号YBDHYDJPWHW质量浓度/%3015741034表1稠化剂配方成果2:单液项目稠化剂外观黄色液体密度1.085g/cm3pH4-5凝固点＜-14℃表2基本性能

增粘性能压裂液粘度随比例增加增大

增粘速率配液水水温5s10s30s60s120s常温（10-20℃）粘度增大10mPa.s完全增粘24mPa.s完全增粘27mPa.s完全增粘27mPa.s完全增粘27mPa.s冰水混合物（1-2℃）粘度较小8mPa.s开始增粘12mPa.s粘度增大18mPa.s完全增粘21mPa.s完全增粘22mPa.s观看冰水混合物增粘视频

稠化剂在-14℃下放置10天无沉淀低温稳定性稠化剂在常温下的状态

流变性能比例%流变粘度mPa·s（50℃）16-8212-18322-24425-28530-35

耐温性能稠化剂：水=5:100压裂液耐温曲线压裂液温度大于67℃后，粘度降低至20mPa·s以下。

破胶性能1、压裂液添加5%煤油、5%石油醚，在50℃下放置1h，可彻底破胶，压裂液粘度2mPa·s；2、破胶液无残渣，无固体水不溶物；3、破胶液表面张力29.66mN/m，界面张力1.012mN/m。

下一步研究计划1.稠化剂低温稳定性还有待进一步提高；2.稠化剂的配方有待进一步优化；3.自制表面活性剂的成本有待进一步降低；4