摘要：利用氟表麵活性劑FC-XF、Ⅱ型潤濕性改變劑和兩性表麵活性劑APS複配製備了一種新型高界麵活性助排劑,研究了體係組分含量對表/界麵張力、接觸角的影響及其內在機理,並與常規助排劑的助排效果進行了對比。結果表明,組成為0.1%APS、0.2%Ⅱ和0.02%FCXF的混合體係具有21.7 mN/m和0.0463 mN/m的低表/界麵張力,並且與岩石達到接近中性潤濕的接觸角83°。這種新型高界麵活性助排劑由於具有降低表/界麵張力和改變岩石表麵潤濕性的雙重作用,表現出優於在用常規助排劑的界麵性能和助排效果。

致密砂岩、頁岩等低滲透儲層具有孔隙度低、孔隙半徑小、滲透性差等特征，使得這些儲層油氣井完井後一般無自然產能，必須經過大規模壓裂溝通天然裂縫形成複雜的裂縫網絡結構方可實現商業開發。然而，壓裂施工中大量的入井流體由於無法及時返排而易導致流體與地層岩石孔隙、表麵和地層流體發生物理化學作用，帶來水鎖等儲層傷害，降低壓裂作業的效果並最終影響儲層的產能。因此，必須在壓裂液中加入助排劑以提高壓裂後破膠液的返排率。

壓裂液返排的阻力主要是毛細管阻力。孔隙的毛細管阻力可用Laplace公式

表示。式中，σ為表/界麵張力，r為孔隙平均半徑，θ為潤濕角。因此，對於特定的儲層，破膠液表/界麵張力越低且與岩石接近中性潤濕則返排能力越強。同時，根據Poiseulle方程，當返排壓差為Δp時，從半徑為r、長為l的毛細管中排出黏度為η、表/界麵張力為σ和接觸角為θ的液體所需時間

從式(2)可以看出，低表/界麵張力和接近中性的潤濕角也將加快破膠液的返排速度。因此，助排劑降低表/界麵張力的能力、使界麵接近中性潤濕的程度決定了助排劑的助排效果。本文利用氟表麵活性劑、潤濕性改變劑和碳氫表麵活性劑製備一種新型的高表/界麵活性助排劑，該助排劑具有低表/界麵張力且可與岩石達到近似於中性潤濕。研究了這種新型助排劑組分對表/界麵性能的影響及其內在機理，並與常規助排劑的助排效果進行了對比。

1實驗部分

1．1實驗材料

脫水原油(勝利油田純梁采油廠);岩心(純梁采油廠密閉取心井)，水測接觸角55°;兩性表麵活性劑烷基羧基甜菜堿APS、烷基氧化胺C12CON、烷基磺基甜菜堿GL6、兩性氟表麵活性劑全氟烷基氧化胺FC-XF(百靈威化學試劑有限公司);非離子型氟表麵活性劑FC-100、FC-H(杜邦公司);陰離子型表麵活性劑十二烷基硫酸鈉(縮寫為SDS，分析純，國藥集團化學試劑公司);二次蒸餾水;在用壓裂液、破膠劑和助排劑(勝利油田采油工藝研究院)。

1．2實驗方法

表麵張力采用Delta-8全自動高通量粉色视频黄色网站(芬蘭Kibron)測定;界麵張力采用Kibron dIFT雙通道動態界麵張力儀(芬蘭Kibron)測定;接觸角采用DSA-100型接觸角測量儀(德國Kruss)測定;破膠液黏度采用Physica MCR301型流變儀(奧地利Anton Paar)在剪切速率為170 s－1時測定;助排率參考Q/SH 0054－2007《壓裂酸化用助排劑技術要求》采用驅替裝置測定。實驗溫度為60℃。

1．3破膠液製備

將壓裂液分為多份，其中一份不加任何助排劑，作為空白對比;其他各份中分別加入質量分數為0．3%的在用助排劑和組成為0．1%APS+0．2%Ⅱ型潤濕性改變劑+0．02%FC-XF的新型助排劑，同時分別加入質量分數為0．02%的破膠劑在90℃下恒溫6 h以上進行破膠，即得到破膠液。