SiO2 纳米粒子型低浓度阳离子表面活性剂压裂液研究

Study on SiO2 Nanoparticle Type Low Concentration Cationic Surfactant Fracturing Fluid 

张霜霜 东野升富 徐灿 周平 赵梦龙 李建元

ZHANG Shuangshuang DONGYE Shengfu XU Can ZHOU Ping ZHAO Menglong LI Jianyuan

黏弹性表面活性剂（VES）压裂液由于具有无残渣、低摩擦、破胶完全等优点，越来越受到人们的重视。然而，由于价格高、耗用量大，进一步限制了 VES 的广泛应用，本研究提出了 SiO 纳米粒子低浓度 VES 压裂液（NAVES）。由 1% EDAA 和 0.01% SiO 组成的 NAVES 体系在 70 ℃下剪切 2 h 黏度在 33 mPa·s 以上 ; 而 1% EDAA 在相同条件下黏度为 24 mPa·s，这是由于表面活性剂胶束附着在带负电的 SiO 纳米颗粒的表面上，通过静电相互作用形成动态网络结构，所以 NAVES 体系比 EDAA 体系具有更高的黏度。黏弹性测试也证实了 SiO2 与胶束的伪交联可以提高 EDAA 的抗剪切性能和弛豫时间。NAVES 体系在 100 min 内可以完全破碎，其黏度降低到 5 mPa·s 以下。25 ℃时， EDAA/SiO 体系中石英砂的沉降速率为 0.002 1 cm/s，低于传统的 VES 压裂液，因此，NAVES 可以作为低浓度的水力压裂液。