CO2泡沫压裂液的研究与应用

刍议CO2泡沫压裂液的研究与应用
[摘要]本文首先优选出二氧化碳压裂液的配方，然后对其性能进行了评价，结果表明二氧化碳压裂液是可以满足低渗、低压油气藏压裂施工的要求，某油田的低渗油藏中使用了二氧化碳压裂液取得了良好的效果，可供参考。

[关键词]二氧化碳压裂液；研究；应用
中图分类号：tq016 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）09-0315-01
水力压裂作为低渗油藏有效的增产方法在油田的开发中起到的
作用是不可忽视的。

通常在水力压裂中会给地层中注入很多压裂液；这时地层就会受到一定的伤害在很大成上给增油效果造成了影响。

基于此种情况，二氧化碳泡沫压裂液具有很多的优点，在减小压裂液对地层的伤害方面表现的尤为明显，对于低渗低压的油藏来说更加适用。

为了保证二氧化碳泡沫压裂液在油田中应用效果，就需要对其进行深入的研究，不断优化其配方，使其的性能得到优化。

1 优选二氧化碳泡沫压裂液的配方
二氧化碳泡沫压裂液主要由二氧化碳、凝胶压裂液、表面活性剂以及各种添加剂共同组成，这些都会直接决定其性能，因此需要对其的配方进行优选，确保其具有良好的性能。

1.1 优选起泡剂
起泡剂作为二氧化碳泡沫压裂液的主要添加剂之一，其会直接给二氧化碳泡沫压裂液的气泡和稳定性。

表面活性剂具有良好的气泡
性能必须具有容易产生泡沫而且产生的泡沫具有稳定性这两个条件。

通过对三种起泡剂（fl-48、ypf-1以及b-18）的气泡率以及泡沫稳定性进行了研究，研究表明第一种起泡剂的性能是最好的，另外两种性能是差不多的。

1.2 稳泡剂优选
保持泡沫的稳定性才能使得二氧化碳泡沫压裂液的性能在最大
限度上得以发挥，所以需要加入稳泡剂，其可以改善流体的流变性、增加粘度以及增大泡沫之间膜的强度等作用。

优良的稳泡剂需要其水不溶物的含量要的，同时增粘能力要强。

通过对国内外应用较为广泛的几种稳泡剂（瓜尔胶、国外的羟丙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、改性羧甲基瓜尔胶、羧甲基皂仁）的对比分析，增粘效果最好的是国外的改性瓜尔胶，其残渣也很少，而我国的改性羧甲基瓜尔胶和羧甲基皂仁的综合性能比较差。

综合原料来源以及成本因素考虑，以我国的羟丙基瓜尔胶grj为二氧化碳泡沫压裂液的稳泡剂。

1.3 优选酸性交联剂
交联剂在二氧化碳泡沫压裂液所起到的主要作用就是通过交联
离子实现高分子长链上活性基团的连接，进而形成具有三维网状结构的粘弹性冻胶。

基于交联的酸碱性可以将其分为酸性交联剂和碱性交联剂这两种。

当前国内外多数都是使用碱性交联剂，通常将酸性交联剂作为破胶剂。

二氧化碳泡沫压裂液是将液态的二氧化碳和水基压裂液混合注入到地层中，在受到狄成温度的影响下，液态的二氧化碳气化并由泡沫出现，其压裂体系的酸碱值通常为3-4，因
此普通的碱性交联剂是无法实现高分子溶液之间的交联的。

为了更好地改善泡沫压裂液的流变性能，降低液态二氧化碳的稀释作用，就需要选用酸性交联剂。

我国石油开发研究院研发了ac-8酸性交联剂是液态的可以和水相溶，可以和多种植物胶稠化剂交联，能满足二氧化碳泡沫压裂液的要求。

1.4 优选破乳助排剂
对于低渗油藏储层来说，通过对入井流体对储层岩心的润湿吸附特性进行改善可以促进压裂液的反排并减少对储层的伤害。

通过对国内外几种不同的助排剂（dl-8、dl-10、cf-5a）进行比较，结果表明第一种助排剂的破乳助排性能是最好的，因此可以将其作为首选。

通过上述的分析，最终将二氧化碳泡沫压裂液的配方确定出来了，它们分别由grj改性瓜尔胶、fl-48起泡剂、甲醛杀菌剂、氯化钾粘土稳定剂、dl-8破乳助排剂、ac-8酸性交联剂以及过硫酸铵破胶剂共同组成。

2 二氧化碳泡沫压裂液的性能
2.1 耐温耐剪切性能
通过在不同的环境温度以及剪切速率下对泡沫质量为百分之五的交联泡沫压裂液的耐温耐剪切性能进行了测定，结果表明酸性交联泡沫压裂液的耐温能力可以达到一百一十度。

2.2 虑失特性
通过二氧化碳泡沫压裂液和常规的水基压裂液的虑失特性的对
比，结果表明二氧化碳泡沫压裂液具有更好的虑失特性。

2.3 助排功能
使用全自动的张力仪对二氧化碳泡沫压裂液破胶液的表面以及
界面的张力进行了测定，结果表面和界面的张力分别为23.04mn/m、0.7 mn/m，这是因为二氧化碳泡沫压裂液采用了高效的助排剂因此其表面和截面的张力都比较小。

2.4 破胶性能
在密封的容器中放入二氧化碳压裂液，然后将其放置在九十度的恒温水中，通过毛细管粘度计对加入0.01%过硫酸铵四小时之后的粘度为1.91mpa.s，加入0.06百分之股硫酸铵一个小时以后的粘度为3.89mpa.s。

2.5 残渣和伤害
在将二氧化碳泡沫压裂液破胶液离心烘干之后测得残渣的含量
为3.7mg/l，由于其具有两相流的作用可以有效减少水相的含量，同时高效助排剂可以改善滤液和岩石的湿润性，又叫减少了吸附量进而使得毛细管的阻力讲的，因此二氧化碳泡沫压裂液具有低伤害性。

从以上的分析中可以看出，二氧化碳泡沫压裂液滤失量低、耐温能力强、破胶快、防膨好、返排率高、伤害低等特点，对于多数泡沫压裂施工都具有适用性。

应用
某油田的外围油田属于低渗透油藏，在开采中必须要进行压裂施
工，以前使用水基压裂液获得的效果并不是很理想，但是近些年在相同的地质条件下使用了二氧化碳泡沫压裂液和传统的压裂液相比，获得了较好的增产效果，因此二氧化碳压泡沫压裂液具有良好的使用前景。

结束语
综上所述，二氧化碳压裂液具有很多的优点，对于地渗漏油藏的开发具有适用性，文中通过对其配方及其性能的研究，可为油田开采中使用二氧化碳压裂液提供可靠的依据。

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