泡沫压裂液的制备及性能评价
发布时间：2017-04-30 13:09
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【摘要】：随着我国经济的不断发展,科学技术的不断发展,油气藏的勘探与开发技术、理论和方法有了很大的提高,探明大量低压低渗透油气藏,我国低压低渗透油气田的储量持续增大。压裂液是用于低渗、超低渗油气藏改造的重要措施,开发先进的压裂液技术对我国油气藏的开采有重大意义。泡沫压裂液是在水力压裂过程中,以各类物质为分散介质,二氧化碳、氮气和空气为分散相,再添加各种添加剂配制而成的压裂液,泡沫压裂液具有易返排、伤害性小、携砂性能好等优点,适用于低压低渗透油气藏的开采。本文通过对AS、AE、AG、CA四种表面活性剂以及两种复配CA/AS、AS/AG、 AE/AG、CA/AG共8种物质作为发泡剂：选择了包括长链醇类、表面活性剂类、高分子聚合物三类稳泡剂,包括LS-1, LS-2、LS-3、WA-1、WA-2、YA-1/LS-2、YA-2/LS-2六种作为稳泡剂；选择了黄原胶、羟丙基胍胶、羟丙基甲基纤维素(HMPC)、羟乙基纤维素(HEC),聚乙烯醇1788(PVA1788)、羧甲基纤维素(CMC)六种不同的高分子聚合物作为稳定剂。通过对不同配方的泡沫压裂液的发泡倍率和半衰期进行评价,筛选出发泡能力和稳定性较好的压裂液配方,其中发泡剂选择CA；稳泡剂选择YA--2/LS-2复合体系,YA--2与LS-2的质量比为2：3；发泡剂和稳泡剂组成泡沫压裂液基液,二者的比例为5：1；稳定剂选择羟丙基胍胶,最佳浓度为0.2%,基液在稳定剂溶液中的浓度为1%；泡沫压裂液与N2的配伍性为：N2流速为200mL/min,基液浓度为1%时发泡性能最佳。对泡沫压裂液的表面张力、泡沫稳定性、耐温耐剪切性能、携砂性能、矿化度实验以及与N：的配伍性进行评价。该泡沫压裂液的表面张力低于相同浓度的发泡剂,有很好的发泡能力；利用全自动泡沫扫描仪对泡沫压裂液的稳定性进行评价,得到使用羟丙基胍胶做稳定剂的泡沫压裂有很好的稳定性的结论；该泡沫压裂液可在120℃,170r/s的剪切条件下剪切2h仍能保持良好的粘性；通过静态沉降实验和携砂效果实验,评价了泡沫压裂液的携砂性能,表明该泡沫压裂液有很好的携砂性能；矿化度实验表明该泡沫压裂液有较好的抗盐性,并且二价离子对泡沫压裂液的影响更大；利用自制的泡沫发生装置,研究了不同氮气流速对不同浓度泡沫压裂液的发泡性能的影响；研究了泡沫压裂液的润湿性,得到泡沫压裂液对玻璃的接触角随浓度增大先增大后减小。采用电子显微镜观察泡沫的直径大小和泡沫的液膜厚度随时间的变化情况,以及泡沫的二维结构,得到泡沫的衰变机理为：泡沫液膜的排液和气体在液膜间的扩散。
【关键词】：泡沫压裂液 起泡剂 稳泡剂 稳定剂 泡沫扫描 衰变机理
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE357.12
【目录】：
- 摘要4-5
- abstract5-9
- 1 前言9-26
- 1.1 研究背景和意义9-10
- 1.2 压裂液10-13
- 1.2.1 压裂液的概述10-12
- 1.2.2 压裂液的研究概况及发展方向12-13
- 1.3 泡沫压裂液13-23
- 1.3.1 泡沫压裂液的概述13-14
- 1.3.2 国内外研究现状及发展趋势14-18
- 1.3.3 泡沫的组成18-20
- 1.3.4 影响泡沫压裂液稳定性的因素20-22
- 1.3.5 泡沫的衰变机理22-23
- 1.4 本文研究思路及创新、主要研究内容及技术方法23-26
- 1.4.1 研究思路23
- 1.4.2 研究内容及创新点23-24
- 1.4.3 技术路线24-26
- 2 材料与方法26-37
- 2.1 研究方法概述26-29
- 2.1.1 体积法26-27
- 2.1.2 电导率法27-28
- 2.1.3 压力法28-29
- 2.2 泡沫压裂液基液的制备29-30
- 2.2.1 仪器与材料29
- 2.2.2 研究方法29-30
- 2.3 稳定剂的优选30-31
- 2.3.1 仪器与材料30-31
- 2.3.2 研究方法31
- 2.4 泡沫压裂液的性能评价31-36
- 2.4.1 仪器与材料31-32
- 2.4.2 研究方法32-36
- 2.5 泡沫衰变机理的研究36-37
- 2.5.1 仪器与材料36
- 2.5.2 研究方法36-37
- 3 结果与讨论37-61
- 3.1 泡沫压裂液基液的制备37-43
- 3.1.1 发泡剂的筛选37-38
- 3.1.2 稳泡剂的筛选38-43
- 3.2 稳定剂的优选43-45
- 3.3 小结45
- 3.4 泡l沽岩旱男阅芷兰
本文编号：336903
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