随着石油开采进入中后期,多种采油手段已经用来提高原油采收率,例如酸化压裂作为一种重要二次采油手段,成为了油气田开采中必不可少的一种工艺,但是酸化压裂过程中的酸液会对油管及套管造成严重的腐蚀,在酸化压裂中必须添加酸化缓蚀剂才能确保酸化工艺的正常实施,但是在酸化缓蚀剂的使用过程中也出现一些负面影响,例如常用的季铵盐类酸化缓蚀剂岩心滤过率很低,对底层伤害很大,而曼尼希碱类酸化缓蚀剂中含有甲醛,这类酸化缓蚀剂在变粘酸体系中,容易与胺类发生胶黏,影响酸化的效果,除此之外,目前井下温度都很高,普通的酸化缓蚀剂并不能有效的抑制高温情况下的腐蚀问题,以上使得人们逐渐转向于使用水基压裂。水基压裂液中最常用的便是离子型表面活性剂,离子型表面活性剂溶于水后,在水中可以离解为离子型的基团,按照基团电荷的类型不同将其划分为阳离子型、阴离子型以及两性(随着介质pH的变化可呈阳离子型或阴离子型)。

1.阳离子型表面活性剂压力液

     一般阳离子型压裂液的主剂采用季铵盐阳离子,在常温下低浓度即能形成粘弹性较好的压裂液,王登惠采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作主剂,水杨酸钠(NaSal)作反离子,研究发现CTAB/ NaSal体系的表观粘度随温度的升高而逐渐降低,将体系的温度由30℃升高到80℃,2%CTAB/4%NaSal体系的粘度从280mPa.s下降到50mPa.s,在高温下完全可以满足《压裂液通用技术条件》中表观粘度高于20mPa.s的标准。2%CTAB/4%NaSal这种配方的携砂性良好,能在规定的时间内破胶。但是由于传统的长链的季铵盐降解困难,对自然环境造成污染,很多国家已经停止使用,并且地层中砂岩在表面带有一定量的负电荷,因此正电荷的季铵盐类的分子很容易吸附在砂岩上,造成地层的损害。也有报道CTAB可以作为一种二氧化碳缓蚀剂缓蚀剂的增效剂,能够有效抑制二氧化碳的腐蚀,因此在集输缓蚀剂、污水缓蚀剂中往往都有加入少量CTAB,结果证明CTAB不仅可以提高缓蚀剂的水溶性,同时也增强了缓蚀剂的缓蚀性能。

2.阴离子表面活性剂压裂液

     不同于阳离子型的VES压裂液,阴离子型对地层的损害比较小。张峰三等利用棕榈酸甲酯磺酸钠阴离子表面活性剂(MES)为压裂液的主剂,在高温80℃下,粘度仍有40mPa•s,体系破胶彻底,无残渣,能够满足低渗透油气藏施工要求。Khair 等人开发了一种新型C20磺酸盐类阴离子表面活性剂D3F-AS05,将其作为压裂液的主剂加量为2.5-3.0%,添加剂为KCl(4.0-7.0%)、EDTA(0.25-0.3%)以及缓冲剂(0.5-0.6%),该种压裂液易于制备,稳定性好,摩擦性小,在30-100℃下无残留。与常规的压裂液相比,其在较低的浓度下就显示出较好的悬砂性和携砂性。但是该种压裂液对于体系中各种成分的的浓度非常敏感,同时各种情况下浓度的优化取决于温度和地层的特征。

3.两性表面活性剂压裂液

     由于两性表面活性剂同样具备粘弹性质,因此也能够用于压裂液的配制与开发中。两性表面活性剂分子同时具有正电荷和负电荷,其具有较好的生物降解性和低生物毒性,因此在形成蠕虫状胶束压裂液方面具有很好的前景。沙利文和他的小组通过反复实验得到一种两性表面活性剂压裂液,发现该压裂液能够提供低摩擦压力,稳定的支撑剂输送以及高支撑剂充填层导电性。

甜菜碱作为一种重要的两性表面活性剂,其荷电基团相比于单一的阴离子和阳离子类多,极性也相对增强,所形成的压裂液的蠕虫状的结构更致密,耐温性也相应提高。同时随着碳链增加,可以明显提高体系的粘度,又能提升体系的耐高温以及耐剪切能力。二聚酸甜菜碱在较低的浓度下就显示出很好的凝胶性质的粘弹性。与阳离子、阴离子表面活性剂相比,应力改变,两性甜菜碱溶液不显示单指数弛豫过程,溶液的动态特征是伸展指数衰减。

缓蚀剂简史与发展
抽油杆的电偶腐蚀及缓蚀剂抑制

上一篇

下一篇

离子型表面活性剂在压裂工艺中的应用

新闻动态

首 页 > 新闻动态 > 行业新闻

新闻动态  News