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ves压裂液用可降解表面活性剂的合成及性能评价

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VES压裂液用可降解表面活性剂的合成及性能评价

作者：石亚丽华中科技大学

学位级别：硕士

粘弹性表面活性剂(ves)压裂液不同于传统的水基聚合物压裂液,其具有配制简单、利用率高、易于破胶和返排、对储层的伤害小等优势。目前对于一些油气藏,使用季铵盐类阳离子表面活性剂压裂效果不是很理想,不能降解,对储层造成伤害,限制了... 详细信息

粘弹性表面活性剂(ves)压裂液不同于传统的水基聚合物压裂液,其具有配制简单、利用率高、易于破胶和返排、对储层的伤害小等优势。目前对于一些油气藏,使用季铵盐类阳离子表面活性剂压裂效果不是很理想,不能降解,对储层造成伤害,限制了其进一步的发展。含酯基磺基甜菜碱表面活性剂在自然条件下便能生物降解,较低的浓度下与反离子的作用能够形成较高的粘度。本文以长链的脂肪酸与N,N-二甲基乙醇胺为反应原料先酯化后季铵化反应合成出四种的含酯基磺基甜菜碱表面活性剂,对合成的产物进行了红外光谱、核磁共振氢谱的表征,结果证实合成产物与目标产物一致。同时研究了其理化性质,具有一般表面活性剂的溶解性特征,临界胶束浓度(CMC)较常规的长链甜菜碱低。对合成的表面活性剂进行研究,筛选出硬脂酸酯基磺基甜菜碱(SESB)作为压裂液的主剂,利用粘温特性筛选出最优的反离子EDTA四钠作为助剂,使溶液的粘度显著提高,同时确定了主剂与助剂的最佳配方。通过液氮快速冷冻,利用FSEM观察到压裂液的微观形貌为不同致密程度的蠕虫状三维网状结构,解释了不同反离子以及不同配方对体系粘度的影响。对最优的几种配方进行性能测试,研究表明SESB-EDTA四钠体系在80℃高剪切速率170s-1下表观粘度高于30mPa·s,耐高温与耐剪切性能良好,在常温下有很强的稳定性和抗剪切恢复性。根据粘弹性测试可以发现体系主要是依靠弹性携砂,在高温95℃条件下的静态沉砂速率为0.042mm/s,与有机物环己烷接触后,在4h内破胶粘度小于5mP·s,符合SY/T 6376-2008《压裂液通用技术条件》国家标准的要求。在2.0%SESB/0.4%EDTA·4Na体系中加入不同的复配剂(KCl、MES、纳米SiO2)进行改性,通过对复合体系溶液粘温特性的研究表明,加入KCl和MES后在高温下均不能起到增粘的效果,而加入0.1%质量浓度的纳米SiO2后具有明显的协同作用,体系的耐温能力及抗剪切能力显著提高,同时在微观形貌上也趋于规整。

关键词：可降解表面活性剂 ves压裂液蠕虫状结构

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耐温ves压裂液SCF的性能

油田化学 2003年第4期20卷 332-334页

作者：江波张灯李东平张亚明王克四川大学化学学院四川成都610064 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610051 中国石油大港油田分公司勘探处天津大港300280 西南石油学院科技开发公司四川南充637001 四川大学高分子研究所四川成都610065

长链脂肪酸在酸存在下与胺缩合再经季铵化,得到季铵盐型表面活性剂,引入无机和有机阴离子,得到粘弹性表面活性剂,溶于水中制成ves压裂液SCF。测定了体积分数4.0%的SCF压裂液170s-1下40～150℃的粘温曲线,温度升至150℃时粘度为68mPa·s... 详细信息

长链脂肪酸在酸存在下与胺缩合再经季铵化,得到季铵盐型表面活性剂,引入无机和有机阴离子,得到粘弹性表面活性剂,溶于水中制成ves压裂液SCF。测定了体积分数4.0%的SCF压裂液170s-1下40～150℃的粘温曲线,温度升至150℃时粘度为68mPa·s,降温至90℃并维持130min后粘度为88mPa·s;在130℃剪切95min时粘度>80mPa·s,在150℃剪切45min时粘度～70mPa·s。在60℃、100～500s-1区间,上行和下行粘度～剪切速率曲线几乎重叠。少量水和互溶剂、少量原油、大量水可使SCF压裂液完全破胶。残渣率为176mg/L。砂比为10%时,粒径0.5～0.8mm石英砂在SCF压裂液中的悬浮率>90%。SCF压裂液对粘土的防膨率为80.5%。在原油与SCF体积比为1∶4和1∶1时,原油30℃粘度由1832mPa·s分别降至100和48.7mPa·s。图4表2参1。

关键词：耐温性 ves压裂液 SCF 粘弹性表面活性剂压裂液粘温性能油田

纳米颗粒改性ves压裂液的工程特性及分子动力学模拟研究

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纳米颗粒改性VES压裂液的工程特性及分子动力学模拟研究

作者：赵晓航浙江大学

学位级别：硕士

ves压裂液是一种由表面活性剂组成的清洁压裂液,有望解决传统压裂液配比复杂、对地层伤害大的问题。但是ves压裂液也存在着耐温性能差、滤失量大等问题。本文通过往ves压裂液中添加纳米颗粒,特别是热释电纳米颗粒,来改善ves压裂液高温... 详细信息

ves压裂液是一种由表面活性剂组成的清洁压裂液,有望解决传统压裂液配比复杂、对地层伤害大的问题。但是ves压裂液也存在着耐温性能差、滤失量大等问题。本文通过往ves压裂液中添加纳米颗粒,特别是热释电纳米颗粒,来改善ves压裂液高温下粘度下降过快的问题。由于目前还缺乏系统的理论来解释纳米颗粒对ves压裂液的增粘机理。因此,本文将通过分子动力学模拟,将模拟与实验相结合,分析分子水平下纳米颗粒和胶束的相互作用,从而解释纳米颗粒增粘的微观机理。本文的研究内容和主要贡献如下:（1）研究了纳米颗粒的添加对ves压裂液流变特性的影响。分别对纳米颗粒种类、纳米颗粒添加百分比和温度对ves压裂液的零剪切粘度和粘弹性的影响进行研究。结果发现:纳米颗粒的添加在30～60℃之间,对ves压裂液的粘度有着明显的改善效果,这是因为纳米颗粒吸附在胶束表面,屏蔽了胶束之间的排斥作用,促使了网状结构的形成,从而增大粘度。不过纳米颗粒添加存在一个最佳添加百分比,过多的纳米颗粒添加反而会破坏网状结构,使得粘度降低。并且,高温下,ves压裂液的粘度下降快,且纳米颗粒的添加对粘度的改善效果不理想。（2）针对高温下粘度下降较快的问题,通过往ves压裂液添加热释电纳米颗粒来改善耐温性能。热释电纳米颗粒在升温时,纳米颗粒表面产生电荷,通过静电吸附作用来增强纳米颗粒和胶束之间的相互作用,增强了网状结构的稳定性,从而提高了高温下的粘度。本文研究了热释电纳米颗粒对耐温性能的影响,并与普通纳米颗粒进行对比。结果表明,在90～100K的温度下,普通纳米颗粒,对于耐温性能没有改善效果,而热释电纳米颗粒ZnO和BaTi03能够有效提高ves越来越多耐温性能,增强其在高温时的粘度。（3）通过分子动力学模拟的方法来解释纳米颗粒增粘的微观机理。分别研究了纳米颗粒添加百分比、温度和热释电纳米颗粒对ves压裂液胶束形成的影响。模拟结果表明:纳米颗粒能吸附蠕虫状胶束形成网状结构,使得粘度增加,而过多的纳米颗粒反而破坏了网状结构,导致粘度下降;在400K的高温时,胶束脱离普通纳米颗粒,网状结构破坏,粘度大幅度降低,而热释电纳米颗粒仍能吸附胶束形成网状结构,提高了高温时的粘度。

关键词：纳米颗粒 ves压裂液热释电分子模拟胶束

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ves压裂液配方及其应用研究

长江大学学报（自科版）（上旬） 2012年第8期9卷 79-82页

作者：王潇肖佳林刘龙高东伟谭燕华中石化江汉油田分公司采油工艺研究院采气所湖北武汉430035 中石化江汉油田分公司采油厂工艺研究所湖北潜江433123

通过室内试验确定了一种粘弹性表面活性剂(ves)压裂液配方,对其性能进行了相关评价,并对其在建南气田须家河组气藏、志留系深层致密砂岩的应用进行了研究。研究表明,该压裂液具有流变性好、携砂能力强、低残渣低伤害、摩阻低等重要优点... 详细信息

通过室内试验确定了一种粘弹性表面活性剂(ves)压裂液配方,对其性能进行了相关评价,并对其在建南气田须家河组气藏、志留系深层致密砂岩的应用进行了研究。研究表明,该压裂液具有流变性好、携砂能力强、低残渣低伤害、摩阻低等重要优点,适合用于建南致密砂岩储层改造;应继续改进ves压裂液配方,提高井温适用范围,形成一套适合建南致密砂岩储层的粘弹性表面活性剂(ves)压裂液体系,挖掘致密砂岩气藏的开发潜力。

关键词： ves压裂液低残渣低摩阻致密砂岩气藏

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ves压裂液应用于煤层的实验室研究

内蒙古石油化工 2009年第2期35卷 4-5页

作者：黄磊光陈馥陈浩曹志壮西南石油大学化学化工学院四川成都610500 辽河长城钻探煤层气开发公司辽宁盘锦124010

以辽河阜新组煤层所取煤岩心为实验对象,研究提高煤层气采收率的ves压裂液配方,并对其主要流变性能进行评价。该压裂液耐剪切,有较好的携砂能力,破胶彻底,容易返排,配置方便简单,对岩心伤害小,对提高煤层气的采收率有着重要的意义。

关键词：煤层 ves压裂液配方性能评价

阴离子型ves压裂液在裂缝性油藏中的研究应用

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当代化工 2018年第3期47卷 639-641,645页

作者：王豪宋波长江大学湖北武汉430100

裂缝性油藏中出现的天然裂缝会在水力压裂过程中发生剪切或者破坏等一系列现象,这导致了压裂液的滤失情况十分严重,进一步造成砂堵或者加砂困难等问题。针对裂缝性油藏中压裂液滤失严重的问题,通过研究阴离子型ves压裂液的性能来降低压... 详细信息

裂缝性油藏中出现的天然裂缝会在水力压裂过程中发生剪切或者破坏等一系列现象,这导致了压裂液的滤失情况十分严重,进一步造成砂堵或者加砂困难等问题。针对裂缝性油藏中压裂液滤失严重的问题,通过研究阴离子型ves压裂液的性能来降低压裂液的滤失量。测试了ves压裂液的流变性能、耐温性能、粘弹性能、悬砂性能及破胶性能。研究表明,ves压裂液的耐剪切性很好,可以维持长时间的工作要求,在低剪切力下可以维持粘度的不变,在提高剪切速率时粘度会开始下降,在剪切速率得到回降后粘度又可以快速恢复;ves压裂液在60℃的地层中利用率最高,此温度下的粘度最大,弹性也最大,不可用于高于80℃的地层;ves压裂液支撑剂沉降速度很低悬砂性能很好,破胶很快且很彻底;这些优越的性能可以大量减少裂缝性油藏在水力压裂过程中压裂液的滤失量。

关键词：裂缝性油藏阴离子 ves压裂液滤失

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胜利油田采油院研制出ves压裂液

石油钻探技术 2005年第5期33卷 55-55页

胜利油田采油院针对胜利油田近年来发现的低孔、低渗、低压油藏的特点，研制合成了一种新型压裂液——ves压裂液，并在营8-斜52井压裂施工中应用获得成功。ves压裂液具有良好的携砂能力、剪切稳定性、低滤失性，无残渣，返排快，压裂改... 详细信息

胜利油田采油院针对胜利油田近年来发现的低孔、低渗、低压油藏的特点，研制合成了一种新型压裂液——ves压裂液，并在营8-斜52井压裂施工中应用获得成功。ves压裂液具有良好的携砂能力、剪切稳定性、低滤失性，无残渣，返排快，压裂改造后对地层和裂缝导流能力伤害小，所用材料货源广泛、价格低等特点。与目前现场大量使用的羟丙基瓜胶压裂液相比，其适应性更广，

关键词： ves压裂液胜利油田油田采油研制裂缝导流能力剪切稳定性压裂施工携砂能力压裂改造

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耐高温水基压裂液研究进展

化工进展 2019年第4期38卷 1913-1920页

作者：潘一夏晨杨双春马欣 MUAVMMAD Abubakar Rona 苏占全辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001 中国石油天然气集团公司青海油田分公司涩北作业公司青海格尔木816099

随着勘探技术的发展,油气勘探向纵深发展,而越往深井发展地层温度越高,国内外对高温油藏的开发愈加重视。水基压裂液由于其施工方便、价格低廉以及性能优异等优点,一直是应用最为普遍的压裂液。但早期压裂液的耐温性能较差,无法满足高... 详细信息

随着勘探技术的发展,油气勘探向纵深发展,而越往深井发展地层温度越高,国内外对高温油藏的开发愈加重视。水基压裂液由于其施工方便、价格低廉以及性能优异等优点,一直是应用最为普遍的压裂液。但早期压裂液的耐温性能较差,无法满足高温油藏的压裂施工需求。因此开发可用于耐高温油气藏的水基压裂液具有重要的研究价值和实际应用价值。本文介绍了国内外耐高温水基压裂液的研究进展,对于胍胶压裂液,通过提高稠化剂用量,进行稠化剂、交联剂的改性,以提高其耐温性能;耐温清洁压裂液稠化剂类型由早期的阳离子、阴离子型向双子及复合型发展,近年还有学者将纳米体系用于改性表面活性剂;耐温合成聚合物压裂液发展较快,多是通过设计多元共聚物提升耐温能力。对于胍胶压裂液体系,研发满足特高温油藏压裂施工需求的低浓度胍胶压裂液还是今后的主要研究方向。文中指出清洁压裂液体系成本过高,无法大规模使用;合成聚合物压裂液耐温性能好,研究含有支链聚合单体或磺酸基团等的多元共聚物,引入合适的疏水基团作为稠化剂,是合成聚合物的研究方向。

关键词：耐高温水基压裂液胍胶压裂液 ves压裂液合成聚合物压裂液

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低渗透油藏压裂液研究与应用

石油天然气学报 2006年第4期28卷 124-127页

作者：刘富长江大学石油工程学院湖北荆州434023

研究了胍胶压裂液的残渣、滤饼以及破胶不彻底对压裂后效果的影响。为了进一步提高压裂效果,从减少压裂液残渣、滤饼和改变压裂液破胶状况出发研制开发了无滤饼、无残渣的ves表面活性剂压裂液和残渣含量仅为胍胶压裂液1/10的PC-4聚合物... 详细信息

研究了胍胶压裂液的残渣、滤饼以及破胶不彻底对压裂后效果的影响。为了进一步提高压裂效果,从减少压裂液残渣、滤饼和改变压裂液破胶状况出发研制开发了无滤饼、无残渣的ves表面活性剂压裂液和残渣含量仅为胍胶压裂液1/10的PC-4聚合物压裂液。通过近400余井次的现场应用,证明了这两种压裂液与地层有良好的适应性,取得了显著的压裂增油效果。

关键词：压裂 ves压裂液聚合物压裂液应用