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影响压裂液返排因素的讨论分析

摘要：目前我们对于助排剂的研究仅仅是停留在表面张力会对其产生的影响上
面，我们在研究的时候大多都忽略了地层润湿性对于排液效果会产生的作用。表
面的张力的降低并不意味着会改变地层的润湿性。在本篇文章当中，主要是采取
实验的方法来对其进行研究，使用了几种表面活性剂进行了多项实验，结合了现
场的具体使用情况来研究压裂液的表面的张力以及地层的润湿性和助排率之间会
产生的关系。以此来证明地层润湿性跟表面张力对于助排率都有着同等重要的影
响。甚至在一定特定的情况下，接触角对助排率的影响是最为明显的。
关键词：表面张力；助排剂；润湿性
压裂工艺是非常常见的一种增产的措施，主要是应用在油田当中。如果在施
工完毕之后，工作人员没有及时的把注入到地层里面的压裂液及时的抽取出来的
话，那么很有可能会增加地层当中的水的饱和度，会在一定程度上降低油气的渗
透率。同时，由于毛细管力的作用，还有可能会引起水锁，这样会对地层造成很
大的伤害，也会使压裂施工所得来的效果降低。为了能够有效的增强压裂液的返
排效果，我们通常选择在施工的过程当中加入一定的助排剂。助排剂属于一种表
面的活性剂。能够有效的减小压裂液返排的阻力，并且可以起到助排的作用。
在压裂的过程当中，使用助排剂可以有效地降低其表面的张力，并且也能够
减小毛细管会带来的各种阻力，能够使返排液轻易的从地层当中排出来。而且表
面活性剂可以吸附在岩石的表面上，当其变成膜之后，压裂液跟岩石的润湿度接
近中性的时候，压裂液既能够很容易地进入到油气层当中，又很利于在施工完毕
之后返排出。助排率的提高跟表面张力跟润湿性这两个方面有着非常大的联系。
所以当工作人员在考虑返排效果的时候，不能仅仅只考虑压裂液的表面张力这一
个方面。在本文章中，主要是研究表面活性剂跟表面的张力，还有接触角以及助
排率之间的关系。并且深入的探索了地层的润湿性对压裂液的助排率会产生的影
响。
1、实验部分
1.1仪器，药品与材料
在本次实验过程当中，所需要的药品包括以下几种：来自山东胜利方圆公司
的sl-p非离子表面活性剂。来自上海久士城化学有限公司的Ee607A氟碳型表面
活性剂。来自斯伦贝谢公司的SDS表面活性剂。来自北京大德广源石油技术公司
的sd-20表面活性剂。来自三和源化工有限公司的CTMAB阳离子表面活性剂以及
中性煤油跟氯化钾等等。
本次所需要的材料如下所示：石英砂，其粒径为0.18到0.28mm，一个光滑
的硅片。
本次实验所需要的仪器主要有以下几种：界面张力仪，光学接触角测量仪以
及助排剂性能评价仪，电子分析天平等等。
助排剂的1.2评价方法与评价指标
第一点，表面张力的测定在测定表面张力的时候，需要按照所标准制定好的界面
张力测定方法来对其进行实验测定。
第二点接触角的测定。按照油藏岩石的润湿性测定方案对其进行实验。使用光学
接触角测量仪来测定我们本篇文章当中所选取的几种表面活性剂在同一个光滑硅
片上面其所呈现出来的接触角。
第三点，助排剂得助排率的测定。按照压力酸化用助排剂性能评价方法来对其进
行有效的评价。
2、实验结果及讨论
2.1在室温下几种表面活性剂的表面张力以及接触角
在本篇文章当中，主要测定了五种表面活性剂的表面张力。所设定的质量参
考标准为0.05%，0.1%，0.2%，0.3%以及0.5%。分别测试了五种表面活性剂在固
定的室温下在光滑硅片上面的接触角。然后分别以质量分数0.05%，0.1%，0.2%，
0.3%，0.5%作为参考标准。这五种表面活性剂在固定的室温下，其测定的具体的
情况如下所示。伴随着表面活性剂浓度的不断增加，SDS以及CTMAB这两种表面
活性剂的表面张力出现了降低的情况，而接触角出现了增加的情况。Sd-20和sl-p
的表面张力也出现了降低的情况，其接触角先增加，然后不断的减小。Ee607a是
氟碳型表面活性剂，它的表面的张力会伴随着其浓度的不断增加而降低，接触角
不会出现大的变化。但是其表面张力的不断降低并不意味着地层润湿性会出现改
变。
2.2表面张力，地层润湿性跟助排率之间的关系
本篇文章当中主要测定五种表面活性剂的助排率，这五种表面活性剂的助排率，
其质量分数都是以0.05%，0.1%，0.2%，0.3%以及0.5%作为参考标准的。由于我
们使用了五种表面活性剂进行实验，所以我们选取sd-20作为一个例子来探讨表
面张力，地层润湿性以及助排率之间的关系。在进行实验的时候，这种活性剂的
助排率跟接触角都是先增加，然后逐渐减少的。在质量分数到达0.2%的时候，这
种表面活性剂的助排率跟接触角都达到了最高值。这能从侧面烘托出接触角的变
化，能够影响到助排率。表面活性剂的表面张力降低以及接触角增加，这二者的
共同作用会使助排率达到最大化。通过此次实