页岩储层低伤害表面活性剂复配及其作用机理研究

发布时间：2017-12-15 13:29

  本文关键词：页岩储层低伤害表面活性剂复配及其作用机理研究

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【摘要】：目前页岩气储层常需要借助水平井体积压裂才能得到经济产能,但是在页岩气压裂增产过程中,普遍存在着压裂液返排率低、液相滞留严重等问题,对页岩气储层造成严重液相圈闭损害。而毛细管阻力是液相圈闭损害的主要因素,基于表面活性剂复配理论,研究表面活性剂的复配形成低伤害表面活性剂,使其可以大大降低体系的表界面张力,从而减小毛细管阻力,提高液体的返排率。以威远地区龙马溪组页岩储层为研究对象,认清该地区压裂施工中存在着压裂液返排率低等问题。通过借助X射线衍射、气测渗透率法和扫描电镜等实验手段,分析了该地区页岩储层的矿物组分、基础物性和微观结构特征。实验研究表明,威远地区平均渗透率为0.0032×10-3μm2、平均孔隙度为2.91%,属于低孔超低渗储层;储层粘土矿物含量为37.3%,主要以伊利石和伊蒙混层为主,其较高的粘土含量容易引起储层水敏性伤害;储层页岩构造致密、微孔微裂缝发育,孔径较小;外来工作流体侵入储层容易受毛管阻力的影响,造成储层液相圈闭损害和液相滞留现象,使得液体难以返排,导致储层渗透率降低,影响气井的产能。基于页岩储层特征及储层潜在损害因素,根据表面活性复配理论,将双子表面活性剂BTN与非离子表面活性剂OP-10按不同比例复配,根据表界面张力测试其质量配比为3:1时,表界面张力达到最低,从而确定低伤害表面活性剂配方。并通过红外光谱测试、低温氮吸附实验、表面张力和接触角测试等实验方法,分析其对页岩表面物理和化学性质的影响。研究表明,低伤害表面活性剂改变了页岩表面官能团,减小了液体对页岩微粒孔隙结构的伤害,降低了体系表界面张力,起到保护储层表面性质的作用。同时通过对毛细管力的计算可知,低伤害表面活性剂复配体系的加入大大降低了毛细管阻力的作用,可以排除微孔隙中的液体。实验研究表明,低伤害表面活性剂的压裂液体系具有更好的配伍性、降阻性、防膨性和抗剪切性能。通过毛管自吸实验和压裂液返排渗透率恢复率实验分析了低伤害表面活性剂加入压裂液体系前后实验对比表明,低伤害表面活性剂的加入有效的减小了页岩储层毛管自吸量,提高了压裂液返排率和渗透率返排恢复率。因此,低伤害表面活性剂能够有效降低体系的表面张力,减小页岩接触角的改变量,降低压裂液返排时所受毛管阻力,从而有助于压裂液的返排,起到保护页岩储层的作用。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE357.12

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本文编号：1292145