陳亞聯(lián)，趙勇，廖樂軍

(咸陽(yáng)川慶鑫源工程技術(shù)有限公司，陜西 西安 710018)

常規(guī)的水基壓裂液殘?jiān)枯^大，對(duì)地層及充填層造成嚴(yán)重堵塞使其滲透率大幅度下降[1]。國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明，水基壓裂液對(duì)儲(chǔ)層滲透?jìng)β势骄_(dá)30%～45%[2]。

與傳統(tǒng)聚合物類壓裂液相比，表面活性劑清潔壓裂液使用添加劑種類少且配制工藝簡(jiǎn)單[3-8]。雙長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子通過聯(lián)接基將2個(gè)傳統(tǒng)表面活性劑分子中的親水基團(tuán)連接起來(lái)，形成的新型表面活性劑表面活性基團(tuán)較多，因此具有良好卷曲作用[9-11]。雙子表面活性劑具有活性高、臨界膠束濃度低等特點(diǎn)，形成的膠束曲率小、增粘效果明顯[12-14]。本文采用了一種陽(yáng)離子型雙子表面活性劑作為壓裂液稠化劑，形成了高粘彈性良好的清潔壓裂液體系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

PVS流變儀(布魯克菲爾德工程實(shí)驗(yàn)室，INC)；MARS 40型Hark流變儀；ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)；SYG-1210型恒溫水浴鍋。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

依據(jù)SY/T 6376—2008壓裂液通用技術(shù)條件和SY/T 5107—2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 壓裂液耐溫性能

將攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)整至500～600 rad/min，加入2.5% DS，然后加入不同量的NaBr，攪拌至其完全溶解后再加入一定量的YFZ-1，攪拌，并觀察清潔壓裂液的蠕變交聯(lián)現(xiàn)象，結(jié)果見表1。

表1 不同藥劑用量清潔壓裂液交聯(lián)現(xiàn)象Table 1 Cross-linking of clean fracturing fluid with different dosage of reagents

由表1可知，當(dāng)YFZ-1用量>0.4%時(shí)，清潔壓裂液粘度開始增加，且當(dāng)壓裂液配方為2.5%DS+1.0%NaBr+0.6%YFZ-1時(shí)，效果較佳。

量取一定量上述清潔壓裂液，放入PVS流變儀中，評(píng)價(jià)壓裂液的耐溫、流變性能，結(jié)果見圖1、圖2。

圖1 2.5%雙子表面活性劑清潔壓裂液耐溫性能Fig.1 Heat resistance performance of Gemini surfactant cleans fracturing fluid by 2.5%

圖2 2.5%雙子表面活性劑清潔壓裂液流變性能Fig.2 Rheological properties of Gemini surfactant clean fracturing fluid by 2.5%

由圖1、圖2可知，當(dāng)清潔壓裂液配方為2.5%DS+1.0%NaBr+0.6%YFZ-1時(shí)，壓裂液耐溫能力達(dá)120 ℃，并在90 ℃下剪切1 h，粘度均保持在80 mPa·s以上。

在剪切初期，壓裂液粘度較低，隨著剪切時(shí)間增加，壓裂液粘度有所增加，當(dāng)剪切時(shí)間為10.8 min時(shí)，壓裂液粘度高達(dá)174 mPa·s。這說明雙子表面活性劑壓裂液粘度受儲(chǔ)能模量及耗能模量雙重因素影響，在剪切攪拌初期，隨著溫度升高(溫度<50 ℃)，儲(chǔ)能模量起主導(dǎo)作用，因此粘度呈上升趨勢(shì)，粘彈性增加。當(dāng)溫度進(jìn)一步上升時(shí)，儲(chǔ)能模量的恢復(fù)作用較小，而耗能模量損失作用較大，因此壓裂液粘度有所下降[15-16]。

2.2 壓裂液攜砂性

將含有砂粒的胍膠壓裂液及清潔壓裂液在40，60 ℃放置，測(cè)定其沉砂速度，結(jié)果見表2。

我國(guó)電子商務(wù)的發(fā)展占據(jù)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的半壁江山，大數(shù)據(jù)時(shí)代推動(dòng)著電子商務(wù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也衍生出了新的經(jīng)濟(jì)模式，其中最新型的模式就是共享經(jīng)濟(jì)。我國(guó)現(xiàn)存的狀態(tài)是共享經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)和租賃服務(wù)市場(chǎng)混雜。本文主要研究的是正確了解共享經(jīng)濟(jì)以及關(guān)于電子商務(wù)和共享經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。在大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，我國(guó)電商的現(xiàn)狀，以及這種衍生的新經(jīng)濟(jì)是否有利于中國(guó)經(jīng)濟(jì)未來(lái)的發(fā)展，這是值得我們深思的問題。

表2 胍膠壓裂液與清潔壓裂液沉砂速率Table 2 Settling velocity of guanidine gum fracturing fluid and clean fracturing fluid

由表2可知，隨著溫度升高，0.35%HPG、2.5%DS壓裂液沉砂速度均有增加趨勢(shì)，但隨著溫度升高胍膠壓裂液沉砂速率增長(zhǎng)較快，而雙子表面活性劑壓裂液沉砂速度增長(zhǎng)幅度較小且沉降速度較慢。

2.3 壓裂液粘彈性

采用Hark Mars旋轉(zhuǎn)粘度儀對(duì)壓裂液儲(chǔ)能模量G＇、損耗模量G″進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見圖3、圖4。

圖3 溫度對(duì)2.5%雙子表面活性劑清潔壓裂液模量的影響Fig.3 The effect of the modulus by temperature for 2.5%Gemini surfactant clean fracturing fluid

由圖3可知，當(dāng)溫度開始升高時(shí)，表面活性劑壓裂液一方面受到剪切作用，另一方面溫度升高會(huì)使表面活性劑分子的運(yùn)動(dòng)加劇，形成的膠束強(qiáng)度增加，因此彈性模量略有上升。隨著溫度進(jìn)一步升高，剪切時(shí)間不斷增加，此時(shí)剪切作用大于膠束增強(qiáng)補(bǔ)償作用，因此彈性模量降低。總之，隨著溫度升高，雙子表面活性劑壓裂液儲(chǔ)能模量呈先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，損耗模量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但儲(chǔ)能模量總是大于損耗模量，表明該壓裂液具有良好的彈性。

圖4 雙子表面活性劑粘彈性Fig.4 Viscoelastic of Gemini surfactant clean fracturing

由圖4可知，當(dāng)f<10 rad/s時(shí)，G＇>G″，且G＇>0.1 Pa，根據(jù)Homffmann提出的粘彈性測(cè)試方法可知，該壓裂液具有良好的粘彈性[17-18]。

2.4 壓裂液破膠性

向配制好的清潔壓裂液中分別加入5%凝析油、原油，分別在70，80，90 ℃下放置1.5 h，考察壓裂液在不同溫度條件下的破膠性能，結(jié)果見表3。

表3 不同溫度下清潔壓裂液破膠實(shí)驗(yàn)Table 3 Gel breaking experiment of clean fracturing fluid at different temperature

由表3可知，清潔壓裂液分別與5%凝析油、5%原油反應(yīng)1.5 h后破膠效果良好，但凝析油破膠效果要優(yōu)于原油。當(dāng)溫度從70 ℃增加至90 ℃時(shí)，使用5%凝析油破膠時(shí)破膠液粘度從2.998 mPa·s降至1.772 mPa·s，使用5%原油破膠時(shí)破膠液粘度從3.274 mPa·s降至1.892 mPa·s。

2.5 壓裂液助排性

采集不同溫度破膠液，測(cè)定其表界面張力，結(jié)果見表4、表5。

表4 5%凝析油破膠液表、界面張力Table 4 The surface and interfacial tension of gel breaking liquid with 5% condensate

表5 5%原油破膠液表、界面張力Table 5 The surface and interfacial tension of gel breaking liquid with 5% crude

由表4、表5可知，該壓裂液破膠液表面張力<24.916 mN/m，界面張力<1.904 mN/m，達(dá)到壓裂液通用技術(shù)要求，具有良好的助排作用。

2.6 巖心傷害實(shí)驗(yàn)

將清洗處理好的同一井位的天然巖心抽真空、飽和，然后在70 ℃下進(jìn)行壓裂液傷害實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表6。

表6 瓜膠壓裂液與清潔壓裂液巖心傷害Table 6 Core damage of gum fracturing fluid and clean fracturing fluid

由表6可知，雙子表面活性劑清潔壓裂液破膠液巖心傷害率約為7.79%，0.35%胍膠壓裂液破膠液巖心傷害率約為32.85%，表明雙子清潔壓裂液對(duì)儲(chǔ)層傷害較之胍膠壓裂液小。胍膠壓裂液為天然高分子壓裂液，因此在破膠液存在一定量的水不溶物和未完全破膠的高分子，易形成殘?jiān)?，故而巖心傷害率較高；雙子表面活性劑壓裂液稠化劑為人工合成物，且分子量較小，破膠后殘留物極少，所以巖心傷害率較低。

3 結(jié)論

(1)雙子表面活性劑清潔壓裂液具有良好耐溫性能。當(dāng)清潔壓裂液配方為2.5%DS+1.0%NaBr+0.6%YFZ-1時(shí)，其耐溫能力為120 ℃，在90 ℃下剪切1 h，粘度穩(wěn)定在80 mPa·s以上。

(2)當(dāng)f<10 rad/s時(shí)，G＇>G″，且G＇>0.1 Pa，壓裂液粘彈性較好。

(3)雙子表面活性劑清潔壓裂液遇到凝析油或原油破膠良好，破膠液粘度小于3.274 mPa·s，表界面張力分別低于25，2.0 mN/m，破膠、助排性能較佳。

(4)雙子表面活性劑清潔壓裂液巖心傷害率為7.79%，對(duì)地層傷害較之胍膠壓裂液低，有利于保持壓裂增產(chǎn)改造的效果。