烃基压裂液的稠化方法研究
随着非常规油气资源的大规模开发，常规水基压裂液逐渐暴露出了储层损害严重、水资源消耗大和环境污染等问题，制约了压裂改造在非常规油气藏中的应用。针对水基压裂液存在的以上各种问题，有必要研究和发展储层配伍性好、无需压后处理、可循环利用的烃基压裂液。 本文对烃基压裂液稠化方法进行了探索，室内制备了两种烃基压裂液体系：一种是基于传统交联方法的烷基磷酸酯型烃基冻胶压裂液，一种是基于自组装机理的双烷基脲型超分子烃基压裂液。分别对两种体系进行了流变性能研究，并对超分子烃基稠化剂的自组装机理进行了探索。最后，对两种烃基压裂液进行了一系列性能评价，评价内容包括耐温性能、耐剪切性能、携砂性能和破胶性能，探究了各自的适用条件与优缺点，最终筛选出满足现场施工标准的烃基压裂液体系。 结果表明：烷基磷酸酯型烃基冻胶压裂液的最佳交联比为1.5（交联剂与胶凝剂质量比），该体系与低碳烃具有更好的配伍性。体系呈现出典型假塑性流体特征，同时具有较强的黏弹性。双烷基脲型烃基稠化剂EHUT-100的最佳合成条件为：二异氰酸酯与烷基胺摩尔比1:2.05，反应时间2h。烷基链和中间基团对于双烷基脲在非极性溶剂中溶解和自组装具有重要影响，只有满足适当的碳数和空间位阻才有利于超分子聚集体的形成及稳定。EHUT-100对于中碳烃的稠化能力略强于低碳烃，在正庚烷中临界交叠浓度为0.3mM·L-1。体系在低频率下能较好的符合Maxwell线性黏弹性模型，而在高频率下发生偏离，且这一现象的发生与体系浓度无关。不同浓度下的红外光谱出现了氢键红移现象，证明了氢键是EHUT-100形成超分子聚集体的自组装驱动力。超分子型烃基压裂液耐温能力约为50℃，适用于中低温油藏的压裂施工；交联型烃基压裂液耐温能力约为110-120℃，适用于高温油藏的压裂施工。此外，超分子型烃基压裂液相比传统交联型体系具有优异的剪切恢复性，与地层原油混合即可自动破胶，尤其适用于低渗致密、水敏严重的非常规油气藏的压裂施工。本文的研究成果可以丰富烃基压裂液体系，为新型烃基压裂液的研制提供了理论依据和技术支持。
石油开发;烃基压裂液;稠化方法;流变性能
中国石油大学(华东)
硕士
油气田开发工程
范海明
2020
中文
TE357.12
2022-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）