Page 32 - 《精细化工》2020年第4期

·666· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

如伊朗和马来西亚学者发现将聚合物添加到起泡剂 高温深井的压裂，耐温性较差，不溶物含量高，溶
溶液内，溶液表现出良好的稳定性 [1-3] 。随着油井 解性差，所以需要将其进行交联形成冻胶。
开采深度的不断增加，对稳泡剂的性能也提出了更
高的要求，近几年国内外一些学者针对高温油藏的
特点对耐高温 PEF 相继进行了研发，如国外学者 [4]
研制了新型两亲类聚合物，耐温 65 ℃，该物质提
高了泡沫体系的非牛顿特性，但耐温性较差，不适
[5]
用于高温油藏。国内学者高亚罡等 研发了一种
BCG-8 丙烯酰胺类多元共聚物，可耐高温 140 ℃，

耐温耐剪切性能优良，但浓度变化对其影响较大，

低浓度下其携砂和耐温能力不太理想；此外，已有 根据瓜尔胶可在酸性环境下与其进行交联，高
学者用不同功能性单体成功合成了一种新型耐温抗 志亮等 [11] 选用羧甲基羟丙基瓜尔胶（CMHPG）作为
盐聚合物，可耐高温 230 ℃，耐高温能力和抗污染 稳泡剂，研制得到一种有机锆 SXJL-1 酸性交联剂，
[6]
能力强，但合成工艺复杂，成本较高 。随着油田 压裂液交联比为 100∶0.3，制得 CO 2 泡沫压裂液体
高温作业的不断进行，提高 PEF 的耐温性成为油田 系，各物质以及对应的体积分数分别为：97.8%的
应用的当务之急，进行耐高温 PEF 的理论和现场调 H 2 O、0.4%的 CMHPG 压裂液基液、0.1%杀菌剂
研显得尤为必要。 （10%YCSJ-1）、0.4%起泡剂（YCQP-1）、0.4%
本文调研了大量相关文献，按照稳泡剂的 3 个 黏土稳定剂（YCFP-1）、0.3%助排剂（YCZP-2）
主要施工领域：泡沫压裂液用稳泡剂、泡沫驱油用 和 0.6% pH 调节剂（YCS-1）。该体系泡沫质量（泡
稳泡剂、泡沫洗井液用稳泡剂，对稳泡剂的耐温性 沫中气体体积对泡沫总体积的比值）可达 79.59%，
和稳定性进行了综述，论述了它们的发展现状以及 泡沫半衰期为 110 min，80 ℃下性能优异，破胶性
在油田应用中的优势与不足；并对今后耐高温 PEF 好，残渣低，对岩心伤害低，在延长气田进行了现
的发展提出了建议，以期为相关研究提供参考。 场应用，重复压裂增产 26.9%，达到了理想的提采
效果。羧甲基羟丙基瓜尔胶（结构式如下所示）作
1 泡沫压裂液用 PEF 用机理为：它是在碱性条件下，由氯乙酸钠和环氧

丙烷与瓜尔胶反应制得，改性引进了亲水性的羧甲
泡沫压裂是指在常规压裂液的体系中添加起泡
基和羟丙基分子基团，相比传统瓜尔胶性能更加优
剂，N 2 或者 CO 2 等以此产生泡沫，形成内部气体外
[7]
部液体的低伤害体系的压裂过程 。随着油气藏资 异，水不溶物含量低，不易被生物降解，可有效增
强泡沫溶液的黏度，提高泡沫稳定性。羧甲基羟丙
源的不断减少，各国逐渐将泡沫压裂液应用于裂缝
基瓜尔胶能保持较好的稳泡效果，产品经济有效，
型油藏以及低渗低压等非常规油藏的开发，例如：
且在酸性交联剂的环境中还具有一定的携砂效果，
加拿大的 Montney 和 Cardium 油田（用于低压油
对于现场应用具有指导作用。然而，瓜尔胶浓度过
藏）以及在南德克萨斯州的现场应用进一步表明，
高会在形成过程中留下不溶性残存物，最终导致孔
泡沫作为压裂液时，压裂液的性能有所改善，但这
喉堵塞，减少了非常规储层的气体流动，这将在一
些非常规油藏在进行泡沫压裂时面临着诸多问题，
定程度上制约它的应用，因此，开发技术高效、经
如：压裂液返排困难，体系基液黏度低，体系泡沫
济可行的泡沫流体体系具有重要意义。
不稳定等问题，尤其是耐温耐剪切性能较差，因此，
开发用于特殊油藏泡沫压裂液的 PEF 具有重大意
[8]
义 。目前，泡沫压裂液稳泡剂按照聚合物来源将
[9]
其分为天然 PEF 和人工 PEF 。
1.1 天然 PEF
在冻胶泡沫压裂液中，天然 PEF 多采用交联瓜
尔胶或交联改性瓜尔胶。
许卫等 [10] 在配制泡沫压裂液体系时发现，将未
交联的瓜尔胶（结构式如下所示）作为泡沫压裂液
的稳泡剂时，体系整体黏度有所增加，泡沫相比之
前稳定性提高，携砂性能有所改善，但其不适用于