超临界二氧化碳压裂液降阻剂体系优选

SC-CO2(超临界二氧化碳)压裂技术不仅具有油气增产与CO2 利用的双重作用,而且还能有效避免水力压裂导致的地层伤害、环境污染等问题,但SC-CO2 压裂液在压裂施工过程中存在摩阻过高的问题,从而制约了压裂工艺参数的设计与优化.为了改善SC-CO2 压裂液该项性能的不足来提高压裂效果,通过分子模拟和实验相结合的方式对SC-CO2 压裂液的降阻机理和影响规律进行了分析;最后根据多种降阻剂的降阻和增黏功能,得到了混合种类降阻剂的优化比例并验证了其优化后的效果.研究结果表明:①CO2 管流摩阻内部阻力和外部阻力产生的根本原因是流体的黏性和惯性,宏观影响因素为流速、流道性质和流体性质,微观上由分子间作用力、分子热运动、界面黏附力控制;②SC-CO2 压裂液降阻剂的降阻机理有 2 大类,癸基聚氟酯与聚烯酸月桂酯通过控制CO2 分子运动降低SC-CO2 压裂液体系流动摩阻,二甲基聚硅氧烷通过降低管壁的相对粗糙度实现降阻;③室内测试表明,癸基聚氟酯、二甲基聚硅氧烷、聚烯酸月桂酯在SC-CO2 压裂液中的可溶性和降阻性显著,含有这三种降阻剂的降阻剂体系对SC-CO2 压裂液体系的降阻率大于 65％.结论认为,经降阻剂优化后的SC-CO2 压裂液降阻效果显著,有望代替滑溜水压裂液对页岩气储层进行高效增产技术改造,该认识对SC-CO2 体系优化具有重要的现实和参考意义.