压裂液作用机理

压裂液作用机理压裂液体系中的粘弹性表面恬性剂含两亲分子，分子结构由长链的疏水基团和亲水基团组成，表面活性剂溶液具有独特的流变性，当粘弹性表面活性剂浓度超过临界值时，疏水基长链伸人水相，使粘弹性表面活性剂分子聚集，形成以长链疏水基团为内核，亲水基团向外伸人溶剂的球形胶束;当粘弹性表面活性剂的浓度继续增加，并且改变溶液性质时，表面活性剂胶束占有的空间变小，胶束之间的排斥作用增加，此时球形胶束开始变形，合并成为占用空间更小的线状或棒状胶束;棒状胶束会进一步合并，变成更长的蠕状胶束，这些胶束由于疏水作用会自动纠缠一起，形成空间交联网络结构，此时溶液体系具有良好的粘弹性和高剪切粘度，并具有良好的悬沙效果;随着表面活性剂浓度不断增加，交联网络状胶束还可以变为海绵状网络结构。1.清洁压裂液体系优点当以粘弹性表面活性剂为主剂的压裂液和地层中油气类相遇或被地层水冲洗稀释时，表面活性剂之间的斥力就会变小，蠕状胶束破坏成小球形胶束，这些球形胶束彼此不缠结，具有和水相似的粘度，作为压裂液使用时不需要破胶剂，不留任何残渣，而且流体非常容易被返排至地面，不伤害地层，不污染环境。由于粘弹性表面活性剂体系是剪切稀释型流体，在施工过程中需要的压力比较小，裂缝中流速变慢，具有良好的悬沙效果。滤失量比常规压裂液少，尤其是低渗透地层，因此可以减少对地层不必要的伤害。液体工作效率高，与聚合物压裂液相比，同样规模的施工其耗液量减少一半以上，用相当少的液量和支撑剂就可实现更有效的缝长和更高的产能川。与瓜胶压裂液体系相比，配制清洁压裂液更简单更可靠，不需要太多的化学添加剂。2.VES压裂液的作用机理粘弹性表而活性剂(VES)压裂液是Schlum-bcrgcrDowcll公司开发的新型无聚合物压裂液.也叫清洁压裂液。1999年以前国内清洁的水基压裂液一直未见报道。直到1999年初.长庆油田公司率先引进国外一种新型的水基清洁压裂液体系(称为CIcarFRACTMFIuid或Polymer-FreeFluid)成功应用.国内才开始这方而的研究工作。在该清洁压裂液体系中.增稠剂的相对分子质量均小于500体积是聚合物的1/1000它不仅克服了常规压裂液中水不溶物对地层的伤害。还具有分散溶解快，成胶速度可控，外加剂种类少，配液十分方便等优ii，这使得连续压裂己成为可能。另外它还具有性能稳定、携砂能力强、对储层伤害小等特点而倍受人们重视。VES清洁压裂液的基本组成为特殊的表而活性剂(主要是具有粘弹性的长链脂肪酸的季铵盐类阳离子表而活性剂)、盐溶液、激活剂和稳定剂。一般表而活性剂在水溶液中形成的胶束呈球状、园盘状或园柱状，胶束不能使溶液增粘。VES压裂液中所用的季铵盐类表而活性剂在盐水形成的胶束，主要呈蚯蚓状或长圆棒状，相互之间高度缠结，构成了网状胶束，类似于交联的长链聚合物形成的网状结构，网状胶束结构使表而活性剂胶束溶液具有了凝胶的性质，溶液粘度大幅度增加并具有了一定的弹性，粘弹性表而活性剂压裂液山此得名。在季铵盐类表而活性剂胶束中，带正电荷的阳离子基团之间的相互排斥作用会使胶束呈球形，而不能增加溶液的粘度，更不能使溶液变为凝胶。在VES压裂液中，为了抵消阳离子基团之间的排斥力，引入了平衡阴离子，使用了无机阴离子和有机阴离子，使VES溶液粘度提高步并具有弹性，形成凝胶。VES压裂液进入含油岩心或地层后，亲油性有机物将被胶束增容，棒状胶束将膨胀，最终将崩解成为较小的球形胶束，VES凝胶破解，形成粘度很低的水溶液，VES压裂液在裂缝中接触到地层原油或人然气便会破胶，被地层水稀释后也可破胶液化。