壓裂是油田常用的一種增產技術。壓裂液進入儲層後,若不能及時、徹底地排出,將會引起水鎖效應,從而降低油氣滲透率,造成嚴重的油氣層傷害。因此, 必須在壓裂液中加入助排劑,保證壓裂後的殘液能及時排出。
毛細管力為壓裂液返排的主要阻力,其大小可用Laplace公式表示:Pc=2σcosθ/r。
式中:Pc為毛細管力, mN；σ為表面張力, mN/m；θ為接觸角, °；r為毛細管半徑, m。
從式(1)可以看出, 助排劑的表/介面張力越低, 岩石越接近中性潤溼, 則毛細管力越小, 越有利於返排。另外, 根據Poiseulle方程, 當排驅壓差為△p(MPa)時, 從半徑為r(m), 長為L(m)的毛細管中排出黏度為η(mPa·s), 表面張力為σ(mN/m)和接觸角為θ(°)的液體所需時間t(s)的表示式為；t=4ηL2/Δpr2−2rσcosθ。
從式(2)可以看出,對於特定的儲層,低表/介面張力和接近中性的潤溼角θ, 將有利於減小排驅時間t,加快返排速度。
近年來, 微乳液在壓裂改造方面的應用引起國內外很多學者關注。微乳液能夠大幅降低水溶液或酸性液體與岩石表面的表/介面張力, 同時改變岩石表面的潤溼性, 降低毛細管壓力, 從而降低壓裂後殘液返排的壓力。另外, 微乳液液滴極小, 能迅速有效地進入岩石孔隙, 提高處理液與地層表面的接觸效率。
微乳液是由表面活性劑、助表面活性劑、油、水等組成的透明或半透明分散體系, 分為均相微乳液Winsor Ⅳ型和多相微乳液(Winsor Ⅰ型、Winsor Ⅱ型和Winsor Ⅲ型)。其中, Winsor Ⅰ型為下相微乳液與過量油相的兩相平衡; Winsor Ⅱ型為上相微乳液與過量水相的兩相平衡; Winsor Ⅲ型為中相微乳液與過量油相和過量水相的三相平衡。
目前, 常用的微乳液型助排劑以中相微乳液居多。然而, 中相微乳液所需表面活性劑量較多, 成本高, 同時存在需將中間相分離, 並對其他相的有效成分加以回收處理的弊端, 這樣既增加了操作成本, 也不利於藥劑的充分利用, 造成浪費甚至汙染。
以非離子型表面活性劑AEO-9和正丁醇為主要原料, 透過Shah法配製出微乳液, 並以表/介面張力為主要指標, 篩選出一種新型均相微乳液型助排劑配方。該新型助排劑既能免去分離中間相的繁瑣步驟, 避免試劑的浪費, 又具有優良的表/介面效能以及良好的熱穩定性和助排能力, 在改善壓裂作業效果方面有很好的應用前景。
以上就是關於助排劑的行業介紹，希望透過以上內容能夠讓大家對助排劑行業有更進一步的認知和了解。
壓裂是油田常用的一種增產技術。壓裂液進入儲層後,若不能及時、徹底地排出,將會引起水鎖效應,從而降低油氣滲透率,造成嚴重的油氣層傷害。因此, 必須在壓裂液中加入助排劑,保證壓裂後的殘液能及時排出。
毛細管力為壓裂液返排的主要阻力,其大小可用Laplace公式表示:Pc=2σcosθ/r。
式中:Pc為毛細管力, mN；σ為表面張力, mN/m；θ為接觸角, °；r為毛細管半徑, m。
從式(1)可以看出, 助排劑的表/介面張力越低, 岩石越接近中性潤溼, 則毛細管力越小, 越有利於返排。另外, 根據Poiseulle方程, 當排驅壓差為△p(MPa)時, 從半徑為r(m), 長為L(m)的毛細管中排出黏度為η(mPa·s), 表面張力為σ(mN/m)和接觸角為θ(°)的液體所需時間t(s)的表示式為；t=4ηL2/Δpr2−2rσcosθ。
從式(2)可以看出,對於特定的儲層,低表/介面張力和接近中性的潤溼角θ, 將有利於減小排驅時間t,加快返排速度。
近年來, 微乳液在壓裂改造方面的應用引起國內外很多學者關注。微乳液能夠大幅降低水溶液或酸性液體與岩石表面的表/介面張力, 同時改變岩石表面的潤溼性, 降低毛細管壓力, 從而降低壓裂後殘液返排的壓力。另外, 微乳液液滴極小, 能迅速有效地進入岩石孔隙, 提高處理液與地層表面的接觸效率。
微乳液是由表面活性劑、助表面活性劑、油、水等組成的透明或半透明分散體系, 分為均相微乳液Winsor Ⅳ型和多相微乳液(Winsor Ⅰ型、Winsor Ⅱ型和Winsor Ⅲ型)。其中, Winsor Ⅰ型為下相微乳液與過量油相的兩相平衡; Winsor Ⅱ型為上相微乳液與過量水相的兩相平衡; Winsor Ⅲ型為中相微乳液與過量油相和過量水相的三相平衡。
目前, 常用的微乳液型助排劑以中相微乳液居多。然而, 中相微乳液所需表面活性劑量較多, 成本高, 同時存在需將中間相分離, 並對其他相的有效成分加以回收處理的弊端, 這樣既增加了操作成本, 也不利於藥劑的充分利用, 造成浪費甚至汙染。
以非離子型表面活性劑AEO-9和正丁醇為主要原料, 透過Shah法配製出微乳液, 並以表/介面張力為主要指標, 篩選出一種新型均相微乳液型助排劑配方。該新型助排劑既能免去分離中間相的繁瑣步驟, 避免試劑的浪費, 又具有優良的表/介面效能以及良好的熱穩定性和助排能力, 在改善壓裂作業效果方面有很好的應用前景。
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