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我国对油气藏的勘探与开发的技术、理论和方法不断提升,已探明大量低压低渗透油气藏,并且其储量持续增大,低压低渗透油气田开发得到越来越广泛的关注,苏里格气田砂岩储藏就是典型的低压低渗低孔地层,自然产能已不能满足需求,故通过压裂提升产能势在必行,开发出增产能力强、性能好的压裂液技术对我国油气藏的开采意义重大。与常规水基压裂液相比,泡沫压裂液具有粘度高,滤失量低,携砂能力强,残渣含量低,易返排,地层损伤小等优点,适用于低压低渗水敏地层。然而,由于其稳定性缺陷,泡沫压裂液的应用受到限制。在该系统中,气体的体积分数远大于液体的体积分数,这大大增加了液体的表面能量,但是物质往往朝着能量减小的方向发展,所以,泡沫流体的稳定性较差,因此制备稳定的泡沫压裂液具有重要意义。本文通过对SDBS、SDS、AOS三种阴离子型起泡剂,CHSB、CAB、OA-12、BS-12、CAO五种两性离子型起泡剂,NPES、AES两种阴非离子型起泡剂的泡沫性能进行研究,并通过复配起泡剂的协同作用得到性能优异的泡沫,确定泡沫压裂液的起泡体系;为提高泡沫压裂液的稳定性,利用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)四元聚合合成了一系列的高分子聚合物,并选择稳泡效果好的聚合物,研究其浓度对泡沫性能的影响,与速溶胍胶共同使用,确定泡沫压裂液的稳泡体系。最终获得氮气泡沫压裂液体系配方为:0.3%速溶胍胶+0.2%合成聚合物+2%KCl+0.2%有机粘土 防膨剂+0.1%杀菌剂+0.2%AOS+0.05%AES+0.05%OA-12++60%N2+0.1%pH调节剂+0.1%过硫酸铵+0.4%有机硼交联剂。评价了泡沫压裂液体系的综合性能。该泡沫压裂液在90 ℃的温度下和170 s-1的剪切速率下剪切1小时,粘度仍保持在120 mPa·s以上,表明其具有良好的耐温和抗剪切性。在该体系的携砂浓度可以达到1000 kg/m3以上,陶粒的沉降速率很慢,1000 kg/m3时24 h内几乎未沉降,在携砂时间96 h稍有沉降,而常规水基压裂液在携砂浓度为500 kg/m3时,在64 h已经沉降完全;在120 min后即破胶彻底,破胶液表面张力平均值达到27.5 mN/m,界面张力平均值为0.3004 mN/m,有利于压裂液的返排;其残渣含量很低,为66.67 mg/L,仅为标准的20%左右;静态滤失系数为2.73×10-4m/min1/2,是常规水基压裂液的36%;岩心伤害率仅为19.34%。采用电子徕卡显微镜对泡沫的起泡稳泡机理及衰变历程进行微观分析。通过观察泡沫的大小和泡沫的液膜厚度随时间的变化情况,以及泡沫的二维结构,探索泡沫衰变机理;根据泡沫压裂液的起泡体系和稳泡体系中起泡剂和稳泡剂的结构,绘制了泡沫压裂液的可能的起泡稳泡机理示意图。