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一种降低压裂液表界面张力的表活剂配方及其制备方法

招财猫开奖网站 www.betterbodygear.com 来源:大庆市金惠缘石油钻采设备有限公司 浏览 226 次 发布时间:2024-03-04

油气田的采收率与三次采油所采取的措施具有很高的相关性,采收率高低的决定性因素受到多方面的复杂影响,不仅受到采收方法的影响,还受到油气井固井与完井质量的影响;水基压裂液分类主要由滑溜水压裂液、清洁压裂液、线性胶压裂液以及冻胶压裂液;对于低渗油藏的开发,常规的压裂液无法提供有效渗吸驱替动力,基质中存在大量无法流动的剩余油;表面活性剂是一种具有特定亲水和疏水基团,通过改变在两相之间的排列方式从而改变界面张力,是一类常见的油田化学试剂,能够解决涉及油水界面和气液界面的问题,包括了钻井完井、注水开发和三次采油等诸多油气田开发环节;压裂液具有传递压力、形成裂缝并携带支撑剂的作用,是水力压裂成功与否的关键;由于表面活性剂在两相界面上的作用,表面活性剂的添加赋予压裂液液不同的功能,表面活性剂能够降低压裂液的黏度,根据水溶性乳化降黏法的原理,通过在稠油中加入水溶性表面活性剂水溶液能够形成水包油型乳液;表面活性剂还能够起到提高渗吸效率的作用,渗吸效果与岩心润湿性相关,油湿状态的岩心采收率较低,在压裂液中加入表面活性剂,能够提高岩心润湿性,增加渗吸功能。

目前现有技术主要存在以下问题:现有技术中,表面活性剂在压裂液中的功能性单一,仅能够满足降黏或提高渗吸的单一效果,需要配合多种药剂和注入方式,成本和手艺不匹配。


锌盐作为成核中心在二氧化硅表面形成疏水颗?;?,同时将非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的活性基团进行连接,形成阴非离子表面活性剂,能够明显降低水油两相界面之间的界面张力,将岩心表面油膜分离,起到提高采油效率的技术效果。


一种降低压裂液表界面张力的表活剂,所述表活剂包括如下重量份的组分:改性纳米二氧化硅5份、阴非离子表面活性剂15份、十八醇8份、去离子水1000份;


改性纳米二氧化硅具体包括以下组分:正硅酸乙酯25份、十一烯酸锌盐2份、2-甲基咪唑4份;


阴非离子表面活性剂包括以下重量份的组分:5份酒石酸、25份异构醇醚XP-5、7份亚硫酸钠;


改性纳米二氧化硅的制备方法具体包括以下步骤:


a.将正硅酸乙酯5g溶解于200mL无水乙醇中,加入4.16g盐酸和2mL去离子水,搅拌混合1h后,加入70mL去离子水在150rpm下振荡2h,调节反应温度至50℃,得到SiO2


溶胶溶液;


b.准确称取0.4g十一烯酸锌盐,加入40mL去离子水中,再加入4mL浓氨水,混合均匀后得到十一烯酸锌盐溶液,准确称取0.8g2-甲基咪唑加入400mL的甲醇中,混合均匀后得到2-甲基咪唑甲醇溶液,向步骤a所制备的SiO2


溶胶溶液加入等体积的无水乙醇进行稀释,向稀释后的SiO2


溶胶溶液中加入十一烯酸锌盐溶液,300W下进行超声处理20min,加入2-甲基咪唑甲醇溶液,以速度150rpm、温度45℃振荡反应8h后,调节反应体系pH至7.0,静置12h后,得到改性纳米SiO2


凝胶溶液;


c.将步骤b所制备的改性纳米SiO2


凝胶溶液以8000rpm转速离心10min,用无水乙醇进行洗涤,在60℃下进行干燥,得到改性纳米二氧化硅;


阴非离子表面活性剂的制备方法具体包括以下步骤:


①将3g酒石酸、14g异构醇醚XP-5进行混合,在氮气氛围下,加热至50℃,加入0.17g对甲基苯磺酸钠,加入至100℃时,反应4h,得到酯化物;


②调节步骤①所制备的酯化物反应体系的pH至8.0,准确称取4.2g亚硫酸钠配制成亚硫酸钠饱和溶液,在40℃条件下,滴加亚硫酸钠饱和溶液,反应5h,待体系自然降温,经石油醚、无水乙醇进行洗涤,冷冻干燥后得到阴非离子表面活性剂。


本发明还提供了一种降低压裂液表界面张力的表活剂的制备方法,具体包括如下步骤:


将改性纳米二氧化硅、阴非离子表面活性剂和助表面活性剂混合,加入去离子水,混合均匀后,在90℃下,以150rpm转速搅拌4h,反应结束后,待反应体系冷却至室温,得到表活剂。


新方法制备的压裂液表面活性剂对采油效果有促进作用,压裂液表面活性中,改性纳米二氧化硅的疏水性较高,改性纳米二氧化硅能够侵入油相,发生互相作用,使其聚集固/油/水界面,加强了楔形挤压作用,促进了油砂表面油膜的剥离作用,提高了采油率。