CO_(2)响应型清洁压裂液性能及其转变机理分析

作     者：吴雪鹏 江山红 戴彩丽 WU Xuepeng;JIANG Shanhong;DAI Caili

作者机构：中国石化石油工程技术研究院北京100101 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 

出 版 物：《油田化学》 (Oilfield Chemistry)

年 卷 期：2021年第38卷第4期

页      面：608-613页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家科技重大专项“CO_(2)无水压裂液增稠机理与材料研发”(项目编号2017ZX05023003-003) “十三五”国家重大科技专项“低渗油气藏钻井液完井液及储层保护技术”(项目编号2016ZX05021-004-002) 国家自然科学基金重点项目“致密油储层CO_(2)智能响应型压驱体系构筑及高效排驱机制研究”(项目编号51834010)。 

主　　题：CO_(2)响应 清洁压裂液 循环利用 自组装 

摘      要：为改善水力压裂返排液对储层的伤害和环境的污染,以硬脂酸与N,N-二甲氨基丙胺为原料、氟化钠为催化剂,通过双分子亲核取代反应制备了具有CO_(2)响应的表面活性剂(EA)。将其与反离子水杨酸钠复配制备具有CO_(2)响应增黏的水溶液体系,可作为清洁压裂液体系实现循环利用。利用流变仪研究了EA水溶液及其与反离子复配体系的CO_(2)响应性和循环可逆性,利用电子显微镜和分子动力学模拟从介观和微观层面揭示其响应及可逆转变机理。结果表明,EA水溶液及复配体系均具有良好的CO_(2)和pH响应增黏特性,通入N_(2)或高温可实现体系降黏。该溶液体系的CO_(2)响应增黏率高、响应速度快、黏弹性模量高,可以实现多次可逆转变。分子动力学模拟及冷冻电镜揭示了溶液体系中蠕虫状聚集体的形成及转变机理,为实现清洁压裂液循环利用提供理论基础。