羟丙基磺基甜菜碱体系流变性与界面性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:doboho
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清洁液压裂液体系在保证压裂粘弹性的基础上,同时具备渗吸驱油的优势,对实现非常规油气的绿色开发、提高采收率和减少环境污染具重要意义。本文主要以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/水杨酸钠(Na Sal)为主剂,与SBET系列甜菜碱表面活性剂进行复配,得到CTAB/Na Sal/SBET清洁压裂液体系。按照粘弹性表面活性剂压裂液通用技术指标,对CTAB/Na Sal/SBET清洁压裂液体系压裂性能进行综合评价;以复合驱用表面活性剂的技术要求,对CTAB/Na Sal/SBET清洁压裂液体系破胶液的驱油性能进行综合评价。(1)该体系随着CTAB含量的增加而呈现先增后减的趋势,最佳CTAB含量为3 wt%;随着Na Sal含量的增加呈现出先增加-平稳-再下降的趋势,最佳含量为4 wt%;随着加入SBET系列甜菜碱的疏水链的变长,体系粘度逐渐下降,最佳疏水链长为14;随着SBET-14的含量增加,体系粘度先增后减,最佳含量为0.05 wt%。故最佳配方为3%CTAB+4%Na Sal+0.05%SBET-14。(2)CTAB/Na Sal/SBET清洁压裂液的粘弹性、耐温性、抗剪切性、耐盐性、悬砂性、破胶性和岩心伤害率均满足指标要求。CTAB/Na Sal/SBET-14体系较CTAB/Na Sal体系具有更好的粘弹性,其松弛时间有所提前。CTAB/Na Sal/SBET-14体系具有良好的耐温性能,在80℃下体系粘度为27.81 m Pa·s,且在100s-1的剪切速率下剪切60 min,其粘度始终保持在25 m Pa·s以上。CTAB/Na Sal/SBET-14体系的剪切性能良好,60℃下,转速为100 s-1、140 s-1、170 s-1的条件下分别剪切60 min后其体系粘度随然有所下降,但仍符合指标要求,并且增长SBET疏水链可以进一步增强其抗剪切性,甚至出现粘度上升现象。抗盐性方面,CTAB/Na Sal/SBET-14体系较CTAB/Na Sal体系抗钾离子盐能力有所提升,对钠盐和钙盐的抗性稍微下降。悬砂性方面,80℃下70目陶粒的沉降速度为0.658 mm/s,小于0.8 mm/s。破胶性方面,对CTAB/Na Sal/SBET-14体系的破胶液高速离心、烘干后称重,证明其破胶液无残渣。CTAB/Na Sal/SBET-14体系对人造岩心的伤害率为18.4%,较常规胍胶压裂液体系有所较低。(3)CTAB/Na Sal/SBET破胶液的表(界)面张力、乳化能力、润湿性能以及渗析驱油性能均满足指标要求。CTAB/Na Sal/SBET的表(界)面张力与CTAB/Na Sal近似相同;随着疏水链长的增长,CTAB/Na Sal/SBET体系的表面张力略微上升,界面张力则略微下降。乳化能力方面,原油比例越低则析水率越低;相同油水比下,随着SBET疏水链长的增长,体系的析水率变高。润湿性方面,CTAB/Na Sal/系列SBET体系可将水对油湿性岩石表面的接触角降低,效果优于CTAB/Na Sal体系。CTAB/Na Sal/系列SBET体系具有良好的渗析作用,其采收率为86.2%~87.6%,较CTAB/Na Sal体系提高了近34%;CTAB/Na Sal体系与CTAB/Na Sal/SBET-14体系的岩心驱替实验的总采收率达到了36.6%和43.0%。
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