【摘 要】
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加大海上低渗油气藏开发力度是我国油气增储上产的必然选择,清洁压裂液具有施工摩阻小、现场配制方便、对储层伤害小等优点,适用于海上油气藏开发。但目前的常规清洁压裂液体系多使用淡水配置,淡水资源的运输、压裂液的储存会极大增加施工成本,而常规清洁压裂液直接使用海水配制强度较低,不适用于中高温油气藏。为降低海上开发成本、提高海水基压裂液适用温度,急需研制一种海水基耐温清洁压裂液体系,这对我国海上低渗油气藏压
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加大海上低渗油气藏开发力度是我国油气增储上产的必然选择,清洁压裂液具有施工摩阻小、现场配制方便、对储层伤害小等优点,适用于海上油气藏开发。但目前的常规清洁压裂液体系多使用淡水配置,淡水资源的运输、压裂液的储存会极大增加施工成本,而常规清洁压裂液直接使用海水配制强度较低,不适用于中高温油气藏。为降低海上开发成本、提高海水基压裂液适用温度,急需研制一种海水基耐温清洁压裂液体系,这对我国海上低渗油气藏压裂开发具有重要意义。本文研发了一种新型SiO2纳米颗粒强化海水基耐温清洁压裂液体系,首先,通过对压裂液主剂、助剂及还原剂的种类筛选和配比确定,进行压裂液体系的构筑,确定该体系由烷基磺基甜菜碱（AASB-17）、水杨酸钠（Na Sal）、SiO2纳米颗粒（S-107）以及还原剂（TS3）组成。并且利用流变测试、物理模拟等实验方法对压裂液体系的性能进行系统评价。最后,借助分子模拟手段揭示了强化压裂液的增效机理,为SiO2纳米颗粒强化海水基耐温清洁压裂液在海上压裂的应用提供技术支持。研究表明,3.2 wt%AASB-17+1.92 wt%Na Sal+0.1 wt%S-107+0.1 wt%TS3为最优SiO2纳米颗粒强化海水基清洁压裂液体系配方。该体系为假塑性流体,与普通海水基压裂液相比,具有更佳的流变特性,耐温耐剪切性能提升了28%,最高耐温达90℃,可适用于我国渤海湾大部分油气藏压裂开发;砂比为20%时,70℃的室内有效悬砂时间达60 min,静态悬砂性能增长率达40%,保证现场施工的携砂效果。该体系还具有良好的剪切恢复性（定剪切黏度恢复率为100%）、破胶性（30 min,1 m Pa·s）、滤失性(Cw强化=4.75×10-4 m/min1/2)、防膨性（防膨率77.78%）、渗吸排油性（与普通体系相比,采收率提高7.92%）和耐盐性,完全满足海上低渗油气藏压裂开发的需要。最后,通过分子模拟手段揭示了SiO2纳米颗粒强化海水基清洁压裂液增效机理。在成胶过程中大量Na Sal和海水中的阳离子可增溶进入胶束内部,与AASB-17通过氢键作用和静电相互作用协同促进了蠕虫状胶束的形成,而同时SiO2纳米颗粒通过静电相互作用,阻碍胶束的定向排列,进一步增强胶束三位网格结构强度,达到海水基清洁压裂液耐温性能强化的目的。
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