压裂助剂对乳状液稳定性影响及压裂乳状液破乳研究

摘要

在我国的油气田开发中，低渗透油气田已经成为油气田开发建设的主战场，其储量已占到新发现油气藏储量的一半以上。低渗透油田是指渗透率低、丰度低、单井产能低的油田，其开发难度大。而压裂改造是低渗透油田提高单井产量和增加可采储量的关键技术，但压裂作业后部分压裂液残留于地层中，在后期正常采油之后，压裂助剂会伴随在采出液中，我们称之为压裂乳状液。压裂乳状液存在乳化类型复杂、稳定性高、破乳时间长、效果差、破乳困难等问题。
　　本文针对压裂乳状液，通过对界面流变性质、界面张力及乳状液宏观稳定性的研究，从微观和宏观方面考察压裂作业助剂和原油活性组分对乳状液稳定性的影响，找出影响压裂乳状液稳定性的关键因素;然后，根据乳状液稳定性的影响因素，推断其可能适合的破乳剂类型，合成一系列该类破乳剂，包括不同结构类型、不同分子量（起始剂含量）、不同HLB值、不同支化度的破乳剂，研究不同类型破乳剂对压裂乳状液的宏观稳定性及微观油水界面行为作用规律，找出对于压裂乳状液破乳效果最好的破乳剂，并且阐明破乳剂构效关系。
　　乳状液稳定性影响研究结果表明:原油活性组分中沥青质和胶质是乳状液稳定的主要因素，尤其是以沥青质模拟油制备的乳状液含油率高，且在所观测时间内析水率为0％;压裂助剂中稠化剂对乳状液稳定性的作用最强，以稠化剂制备的模拟乳状液含油率最高，实验观测时间内无水析出，这是由于稠化剂在油水界面能形成强度较高的界面膜，其界面扩张模量和界面剪切模量的数值均高于压裂助剂中的其他组分，是压裂助剂影响乳状液稳定的关键因素;此外，助排剂的界面张力在压裂助剂中最低，能降低油水界面能，有利于原油乳状液的形成。乳状液破乳规律研究表明:在所研究的聚醚型非离子破乳剂中，枝状聚醚破乳剂破乳效果最好，支链多胺聚醚破乳剂其次，直链破乳剂的破乳效果相对较差;实验范围内，破乳剂的最优m(EO)∶m(PO)值为1∶3，最佳HLB值为6.2;支化程度增加、起始剂含量降低对破乳有利，以起始剂含量0.5％的3.0代枝状聚酰胺-胺为起始剂的聚醚破乳剂不仅具有较高的界面活性，而且可以削弱界面膜强度，破乳性能较强，破乳效果最好，其在7min时即可使乳状液完全破乳。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 研究目的

1．3 研究内容

第二章 文献综述

2．1 低渗透油藏

2．1．1 低渗透油藏简介

2．1．2 低渗油藏的特征

2．2 水力压裂技术

2．2．1 水力压裂技术简介

2．2．2 压裂液

2．3 原油乳状液的形成与稳定

2．3．1 原油乳状液的形成

2．3．2 原油乳状液稳定的影响因素

2．4 原油乳状液的破坏

2．4．1 原油乳状液破乳方法

2．4．2 原油破乳剂的发展

2．4．3 原油乳状液破乳机理

2．4．4 油田常用破乳剂

第三章 压裂乳状液稳定性研究

3．1 实验仪器及试剂

3．1．1 实验仪器

3．1．2 实验试剂

3．2 实验方法

3．2．1 原油组分分离

3．2．2 模拟压裂乳状液的制备

3．2．3 乳状液稳定性实验

3．2．4 乳状液液滴粒径观察

3．2．5 界面张力测试

3．2．6 界面流变学

3．3 结果与讨论

3．3．1 乳状液宏观稳定性研究

3．3．2 乳状液微观界面行为研究

3．3．3 小结

第四章 模型破乳剂对压裂乳状液的破乳研究

4．1 实验仪器及试剂

4．1．1 实验仪器

4．1．2 实验试剂

4．2 实验方法

4．2．1 破乳剂的合成

4．2．2 破乳剂的破乳性能研究

4．2．3 浊点的测定及HLB值计算

4．2．4 破乳剂的微观界面行为研究

4．3 结果与讨论

4．3．1 树枝状起始剂的合成与表征

4．3．2 破乳剂的合成与表征

4．3．3 破乳剂的结构类型对破乳效果的影响

4．3．4 破乳剂结构类型对乳状液界面张力的影响

4．3．5 破乳剂的结构类型对乳状液界面流变的影响

4．4 小结

第五章 结论与建议

5．1 结论

5．2 下步研究建议

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢