Page 27 - 201907
P. 27
第 7 期 潘 一，等: 阴离子型清洁压裂液耐温性研究进展 ·1273·
压裂液的黏度较低，可能会对砂石和支撑剂携带效 降低了地层伤害率的同时保证了体系良好的耐温
果产生一定的影响。冯文勇 [11] 等以质量分数为 3.0% 性，可能是由于阴离子表面活性剂侧链尺寸的减小
的自制 XSY-1 为主剂，加入 3.0% AlCl 3 、0.5% NaOH 使得胶束末端的分子间作用力增加，从而增大柱状
和 0.5%乙二胺四乙酸制得 AVES 压裂液。该体系配 胶束长度使得缠绕作用更稳定，提高了体系的黏弹
制简单，采用的反离子盐和稳定剂均为常见的清洁 性和耐温性。丁里 [17] 等以质量分数为 3%的 D3F-05
压裂液配制试剂 [12] ，所得压裂液体系经实验验证黏 为主剂，配以 6%~8% KCl、0.55% KOH 和 0.3% EDTA
性较高，耐温性 100 ℃，摩擦阻力小、携砂能力强。 制得 AVES 压裂液，体系最高耐温 135 ℃。该配方
在延长油田和长庆柳油田投入使用，平均每天的产 采用了一种磺酸盐阴离子表面活性剂作为主剂，通
油量提高到原来的 2 倍多，油井增产效果显著。 过增加其碳链长度，使得在提高压裂液耐温性和耐
盐性的同时，增强了与地层流体的配伍性，在一定
程度上降低了体系对孔隙渗流恢复力的消极影响。
总的来看，AVES 压裂液的研究涉及耐温性、
黏性、携砂性、地层伤害性与破胶性等方面，常用
主剂为磺酸盐与羧酸盐（结构如下式所示），提高耐
温性的方式多是对表面活性剂分子的主侧链进行改
进。长链磺酸盐类阴离子的稳定性和耐温性更高，
且环保性好，但在强碱环境中易产生水解。适当的
为羧酸盐阴离子引入一定尺寸的侧链可以提高胶束
1.1.2 中-高温地层 的黏弹性和耐温性。随着清洁压裂液主剂性能的提
BJ Services 公司 [13] 研发出 ElastraFrac 体系，具 高，压裂液整体的耐温性、破胶性和地层伤害性等性
有耐高温特性。其中，ElastraFrac TM 凝胶为 NaCl 能也得到大幅度提高，从而更符合油田压裂的施工
与阴离子表面活性剂组合后得到的各相异性聚集 条件。典型 AVES 压裂液的其他相关性能如表 1 所示。
体，体系性能测试结果显示耐温达 120 ℃，此类聚
集体可用于中-高温地层压裂作业 [14] 。赵军 [15] 等介绍
一种 D2F-AS11 清洁压裂液，配比质量分数为 4.0%
D2F-AS11、0.6% KOH、3.0% KCl 和 0.2% EDTA。
实验结果显示，当地层温度为 130 ℃时，压裂液作
业状态良好。该体系采用 D2F-AS11 作为清洁压裂
液的主剂，虽然羧酸盐类阴离子表面活性剂会由于
碳原子数的增多使得溶解性变差，但通过在主链上
适当的引入侧链可以提高表面活性剂的黏弹性和耐 如表 1 所示，作者将典型的 AVES 压裂液进行
温性。该 AVES 压裂液在塔里木的 T813(K)井现场 性能对比，AVES 压裂液可在中-高温地层中使用，
施工证实，地层渗透伤害率小于 10%，可以用烃类、 耐温在 70~135 ℃之间，破胶前后的黏度符合油田
地层水来破胶，具有良好的现场适用性，同时在深 应用要求，携砂性、流变性和剪切性等各项性能良
井加砂压裂和储层改造方面仍具有一定的作用。但 好，除广泛适用于低压低渗透油气藏外，也可用于
体系破胶时间较长，且不适用于酸性地层，这是由 砂岩性地层、高矿化度地层、酸性地层和碱性地层
于在酸性地层中羧酸盐会发生水解生成不溶的自由 等，使用时可针对不同的地层特性选用不同的 AVES
酸从而破坏胶束结构，影响压裂效果。Zhang [16] 等 压裂液体系。不仅如此，AVES 压裂液还适用于裂
以 D2F-AS05 为主剂，配比质量分数为 3.0% D2F- 缝性地层。如 Khair [18] 等合成的 AVES 压裂液作用
AS05、0.21% EDTA、6% KCl 和 0.6% KOH 得到 于裂缝性地层时，能通过控制压裂液的黏度从而控
AVES 压裂液。储层伤害仅为 4%，与 D2F-AS11 清 制成缝形状，且在现场应用时取得了良好的效果。
洁压裂液相比，储层伤害率大大降低，破胶时间也 但是，该体系存在当地层温度升高时压裂液黏度下
相对缩短。虽然该体系的黏度较小但悬砂性较好， 降快的缺点，可能会造成沉积作用，使一部分岩屑
在苏里格气田投入使用时，现场反馈可耐 120 ℃高 残留于地层 [19] 。作者建议相关研究学者今后可以加
温，且施工效果明显。该 AVES 压裂液配方通过对 强耐温性与黏弹性微观机理的研究，从分子角度找
主剂羧酸盐阴离子表面活性剂侧链的改进，在大大 出二者的联系和规律，从而提高压裂液性能。
