高温清洁压裂液体系室内研究
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量。
以下 特性 ： 更 易 吸 附在 气／ 液表 面 ， 从 而更 有 效地 降 低水 溶 液表 面张 力 ； 更 易聚 集生 成胶 体 。
２ ． １ 稳 定 助 剂 加 量 对 体 系 粘 温 性 能 的 影 响 稳 定 助 剂 对 胶 团 的形 成 有 强 烈 的 促 进 作 用 。稳
评 价。实验结果表 明， 该 高 温 清 洁压 裂 液 在 １ ２ ０℃ 剪 切 ８ Ｏ ａｉ ｒ ｎ粘 度 可 保 持 在 ５ ０ ｍＰ ａ・ Ｓ以 上 ， 并 且 遇 油 遇 水 自动
破胶， 岩 心 伤 害率 １ ２ ． ５ ， 对地层伤 害小。
关键词 ： 高温清洁压裂 液； 合成工 艺； 粘 弱 性 表 面 活性 剂 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ
１ ． ２ 合 成 方 法
高体 系 的粘 度 ， 在 其 它 因素相 同的条 件下 ， 稳定 助 剂
的添加 量并 不是 越 大 越 好 ， 当稳 定 助 剂 质 量 分 数 为
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ８—２ ０
第 一步 ：称 一定 质 量 的植 物 酸和 少量 的阻 聚剂 加入 到 反应 釜 中 ， 缓 慢加 热 到 １ １ ０。 Ｃ， 加 入少 量 的路
石
油
地
质
与
工
程
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ０ Ｉ Ｅ ＵＭ Ｇ Ｅ ＯＬ Ｏ Ｇ Ｙ Ａ ＮＤ Ｅ Ｎ ＧＩ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第 ２ ７卷 第 ２期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３～８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２—０ ０ ９ ８—０ ３
高 温 清 洁 压 裂 液体 系 室 内研 究
明， 双 子 型 表 面 活 性 剂 与 普 通 表 面 活 性 剂 相 比 具 有
第三步： 称 取一 定质 量 第二 步生 成物 ， 加 入适 量 的氧化 剂及 脂 肪酸 ， 搅拌 均 匀 ， 加 入 一定 质量 的 自来 水 。放 入 ７ ５。 Ｃ恒 温水 浴 ， 再 搅 拌 下恒 温 ４ ～６个 小
植物酸： 淡 黄 色 液体 ， 机胺 ２ ： 无 色 或浅 黄色 液体 ， 工 业 品或 实 验 室 合成 ； 路 易斯 碱 ： 工业 品 ； 甜菜 碱 ： 浅黄 色 或是 棕 色液体； 氧化剂 ： 工业品 ； 脂肪酸 ： 无色立方结晶， 白 色 或 灰 白色多 孑 Ｌ 块 状 或粒 状 固体 ， 工业 品 。
钟 静 ， 王 利 敏 ， 冯 跃 ， 张 燕 利 ， 邓 雨 生 ， 段 玉 秀
（ １ ＿ 中 国石 化 河 南 油 田 分 公 司 石 油 工 程 技 术 研 究 院 ， 河 南南阳 ４ ７ ３ １ ３ ２ ； ２ ． 陕西延长石油 （ 集团） 有 限责任公司研究 院）
摘要： 介 绍 了 一 种 双 子 型 表 面 活性 剂 合 成 方 法 。 通 过 室 内 实验 优 化 出耐 高 温 的 清 洁 压 裂 液 配 方 ， 并 对 其 进 行 了性 能
等 。这 一类 水基 压 裂 液 通 过 不 断 改 进 和 发 展 ， 已 在
快速 升温 至 １ ３ ５℃， 恒温、 冷凝 回流 ３个 小 时左 右 ， 冷却 至 常温 。 第二步 ： 将一定质量甜菜碱加 热至 ４ ５ ℃， 然 后 加入 第 一步 的 反应物 ， 快 速升 温 至 １ ８ ０。 Ｃ， 冷凝 回流 ４ ～６个 小 时 。反 应 物 为 棕 红 色 或 黑 褐 色 油 状 液 体
合成 后 的 中间 品 。
油 田生 产 中得 到 广 泛 的 应 用 。通 过 生 产 实 践 ， 人 们 也 发现 了胍 胶类 水 基压 裂液 一 些致 命 的缺 点 。低压 低 渗透 油层 使 用聚 合物 压 裂液 不仅 会在 压 开裂 缝 的 表 面形 成滤 饼 ， 还会 产 生部 分残 渣 ， 留在 地 层 以及支 撑 裂缝 中 ， 造 成 二 次 污染 口 ］ ， 因此 ， 各 油 田开 始 研 究 使 用 清洁 压 裂 液 。清 洁压 裂 液 具 有 许 多 优 点 ， 如 不 用破 胶 剂 、 携砂 能 力 强 、 配 制方 便 、 对 岩 石 裂 缝 无 伤 害 等 。本 文介 绍 了一种 双子 型 表 面活性 剂合 成 方 法 及 其 配制 的 抗 高 温 清 洁 压 裂 液 配 方 。有 研 究 表
定 助剂 不但 能改 变 Ｃ Ｍｃ （ 临界 胶 束浓 度 ） 的浓 度 ， 而
１ 压 裂 液 表 面 活 性 剂 主 剂 合 成 方 法
１ ． １ 原 料
且 还可 以改变胶 束 的状 态 。 网络结 构 的胶束 具 有一 定 的抗 扭 曲能 力 ， 从 而 赋予 液体 较 高 的粘度 。 其 它 因素 不 变 时 ， 对 于表 面 活性 剂 质 量 分数 为 ５ ． Ｏ 的体 系 ， １ ０ ０。 Ｃ下 实验清 洁 压 裂液 粘 度 随 稳定 助 剂加 量 的变 化 ， 实验 结果 如 图 １所示 。 由图 １可 以看 出 ， 稳 定 助 剂 的使 用 可 以 明 显 提
时， 冷 却至 常温 即可 。
２ 高 温 清 洁 压 裂液 配 方优 化
该高 温清 洁 压 裂液 主要 由 表 面活 性 剂 主剂 、 稳 定助 剂 、 激活 剂组 成 。通 过室 内实 验 ， 研 究 出该 清 洁 压裂 液表 面 活 性 剂 主 剂 、 稳定助 剂、 激 活 剂 合 适 加
压裂 技术 可 以改 善储 层 与井 眼之 间 流体 的联 通 性， 增 加 地层 导 流能 力 ， 因而 是一 种重 要 的油 气井 增 产措 施 。水 基压 裂液 的主要 成胶 材料 是 一些 可 以通 过水 化作 用 和交 联 作 用 变 成 粘 弹 态 的 植 物 胶 ， 如 胍 胶类 及其 改 性体 羟丙 基 胍 胶 、 羟 乙基 纤 维 素 （ ＨＥ Ｃ）
以下 特性 ： 更 易 吸 附在 气／ 液表 面 ， 从 而更 有 效地 降 低水 溶 液表 面张 力 ； 更 易聚 集生 成胶 体 。
２ ． １ 稳 定 助 剂 加 量 对 体 系 粘 温 性 能 的 影 响 稳 定 助 剂 对 胶 团 的形 成 有 强 烈 的 促 进 作 用 。稳
评 价。实验结果表 明， 该 高 温 清 洁压 裂 液 在 １ ２ ０℃ 剪 切 ８ Ｏ ａｉ ｒ ｎ粘 度 可 保 持 在 ５ ０ ｍＰ ａ・ Ｓ以 上 ， 并 且 遇 油 遇 水 自动
破胶， 岩 心 伤 害率 １ ２ ． ５ ， 对地层伤 害小。
关键词 ： 高温清洁压裂 液； 合成工 艺； 粘 弱 性 表 面 活性 剂 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ７ 文献标识码 ： Ａ
１ ． ２ 合 成 方 法
高体 系 的粘 度 ， 在 其 它 因素相 同的条 件下 ， 稳定 助 剂
的添加 量并 不是 越 大 越 好 ， 当稳 定 助 剂 质 量 分 数 为
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ８—２ ０
第 一步 ：称 一定 质 量 的植 物 酸和 少量 的阻 聚剂 加入 到 反应 釜 中 ， 缓 慢加 热 到 １ １ ０。 Ｃ， 加 入少 量 的路
石
油
地
质
与
工
程
Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ０ Ｉ Ｅ ＵＭ Ｇ Ｅ ＯＬ Ｏ Ｇ Ｙ Ａ ＮＤ Ｅ Ｎ ＧＩ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第 ２ ７卷 第 ２期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３～８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２—０ ０ ９ ８—０ ３
高 温 清 洁 压 裂 液体 系 室 内研 究
明， 双 子 型 表 面 活 性 剂 与 普 通 表 面 活 性 剂 相 比 具 有
第三步： 称 取一 定质 量 第二 步生 成物 ， 加 入适 量 的氧化 剂及 脂 肪酸 ， 搅拌 均 匀 ， 加 入 一定 质量 的 自来 水 。放 入 ７ ５。 Ｃ恒 温水 浴 ， 再 搅 拌 下恒 温 ４ ～６个 小
植物酸： 淡 黄 色 液体 ， 机胺 ２ ： 无 色 或浅 黄色 液体 ， 工 业 品或 实 验 室 合成 ； 路 易斯 碱 ： 工业 品 ； 甜菜 碱 ： 浅黄 色 或是 棕 色液体； 氧化剂 ： 工业品 ； 脂肪酸 ： 无色立方结晶， 白 色 或 灰 白色多 孑 Ｌ 块 状 或粒 状 固体 ， 工业 品 。
钟 静 ， 王 利 敏 ， 冯 跃 ， 张 燕 利 ， 邓 雨 生 ， 段 玉 秀
（ １ ＿ 中 国石 化 河 南 油 田 分 公 司 石 油 工 程 技 术 研 究 院 ， 河 南南阳 ４ ７ ３ １ ３ ２ ； ２ ． 陕西延长石油 （ 集团） 有 限责任公司研究 院）
摘要： 介 绍 了 一 种 双 子 型 表 面 活性 剂 合 成 方 法 。 通 过 室 内 实验 优 化 出耐 高 温 的 清 洁 压 裂 液 配 方 ， 并 对 其 进 行 了性 能
等 。这 一类 水基 压 裂 液 通 过 不 断 改 进 和 发 展 ， 已 在
快速 升温 至 １ ３ ５℃， 恒温、 冷凝 回流 ３个 小 时左 右 ， 冷却 至 常温 。 第二步 ： 将一定质量甜菜碱加 热至 ４ ５ ℃， 然 后 加入 第 一步 的 反应物 ， 快 速升 温 至 １ ８ ０。 Ｃ， 冷凝 回流 ４ ～６个 小 时 。反 应 物 为 棕 红 色 或 黑 褐 色 油 状 液 体
合成 后 的 中间 品 。
油 田生 产 中得 到 广 泛 的 应 用 。通 过 生 产 实 践 ， 人 们 也 发现 了胍 胶类 水 基压 裂液 一 些致 命 的缺 点 。低压 低 渗透 油层 使 用聚 合物 压 裂液 不仅 会在 压 开裂 缝 的 表 面形 成滤 饼 ， 还会 产 生部 分残 渣 ， 留在 地 层 以及支 撑 裂缝 中 ， 造 成 二 次 污染 口 ］ ， 因此 ， 各 油 田开 始 研 究 使 用 清洁 压 裂 液 。清 洁压 裂 液 具 有 许 多 优 点 ， 如 不 用破 胶 剂 、 携砂 能 力 强 、 配 制方 便 、 对 岩 石 裂 缝 无 伤 害 等 。本 文介 绍 了一种 双子 型 表 面活性 剂合 成 方 法 及 其 配制 的 抗 高 温 清 洁 压 裂 液 配 方 。有 研 究 表
定 助剂 不但 能改 变 Ｃ Ｍｃ （ 临界 胶 束浓 度 ） 的浓 度 ， 而
１ 压 裂 液 表 面 活 性 剂 主 剂 合 成 方 法
１ ． １ 原 料
且 还可 以改变胶 束 的状 态 。 网络结 构 的胶束 具 有一 定 的抗 扭 曲能 力 ， 从 而 赋予 液体 较 高 的粘度 。 其 它 因素 不 变 时 ， 对 于表 面 活性 剂 质 量 分数 为 ５ ． Ｏ 的体 系 ， １ ０ ０。 Ｃ下 实验清 洁 压 裂液 粘 度 随 稳定 助 剂加 量 的变 化 ， 实验 结果 如 图 １所示 。 由图 １可 以看 出 ， 稳 定 助 剂 的使 用 可 以 明 显 提
时， 冷 却至 常温 即可 。
２ 高 温 清 洁 压 裂液 配 方优 化
该高 温清 洁 压 裂液 主要 由 表 面活 性 剂 主剂 、 稳 定助 剂 、 激活 剂组 成 。通 过室 内实 验 ， 研 究 出该 清 洁 压裂 液表 面 活 性 剂 主 剂 、 稳定助 剂、 激 活 剂 合 适 加
压裂 技术 可 以改 善储 层 与井 眼之 间 流体 的联 通 性， 增 加 地层 导 流能 力 ， 因而 是一 种重 要 的油 气井 增 产措 施 。水 基压 裂液 的主要 成胶 材料 是 一些 可 以通 过水 化作 用 和交 联 作 用 变 成 粘 弹 态 的 植 物 胶 ， 如 胍 胶类 及其 改 性体 羟丙 基 胍 胶 、 羟 乙基 纤 维 素 （ ＨＥ Ｃ）