曲飞
中石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司西南项目部 河南省濮阳市 457162
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。
1.2助排剂的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。通过此次实验，我们可以得知sl-p以及sd-20这两种表面活性剂，当他们达到一定的浓度的时候，其助排率可以达到最大值。而离子型的表面活性剂的助排率会伴随着接触角的不断增大而增大。氟碳型的表面活性剂的接触角对于其助排率的影响不是特别大，其助排率主要是被表面张力影响的。
3、现场应用分析
本文以山东省境内的夏945HF井为例，该井在2013年4月12日开始施工，共使用压裂液2700方左右，使用了0.1%的sb-20表面活性剂，该施工取得了非常圆满的施工。该井于4月22号开始放喷返排，累计返排率高达66.7%。
4、结论
在本篇文章当中，通过测试五种表面活性剂的表面张力，相对触角以及助排率的关系。证明了地层的润湿性跟表面的张力对于助排效果产生了同等重要的影响。除此之外，接触角也可以有效地提高助排率。因此，我们可以发现，润湿性也是影响助排率的一个非常重要的因素所在。
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