影响助排剂表面张力和界面张力的因素浅析

摘 要：助排剂是压裂液所用添加剂的一种，它可以降低压裂液破胶液的表面张力和界面张力，增加返排能量减少压裂液对地层的伤害。本文通过对四种助排剂的水溶液和破胶水化液的表面张力和界面张力的室内实验检测和分析，阐述了影响助排剂的表面张力和界面张力因素，论证了助排剂的表面张力和界面张力关系，从而为筛选优质助排剂打下了良好的基础，科学的指导了压裂液性能，提高了压后返排率，减少了压裂液对地层的伤害。

关键词：助排剂 表面张力 界面张力

压裂作为增产增注的主要技术已广泛用于油田，同时也带来了注入压裂液对地层伤害的问题[1-6]。助排剂是压裂液所用添加剂的一种，它可以降低压裂液破胶液的表面张力和界面张力，增加返排能量减少压裂液对地层的伤害。所用助排剂的好坏对压裂液返排效果有直接影响，为此筛选助排剂至关重要。目前检测助排剂的标准主要是表面张力和界面张力的测定，一定浓度的助排剂的水溶液和破胶水化液的表面张力及界面张力越低，说明该助排剂使压裂液的返排效果越好，因此研究压裂液助排剂的的表面张力和界面张力的关系，确定影响他们的因素，是保证压裂液助排剂较好应用的前提。

一、助排剂表面张力和界面张力测定

测定助排剂表面张力和界面张力的方法有毛细上升法、吊片法、环法、泡压法、悬滴法[7]。本篇文章的实验用的是片法和悬滴法测定表面张力和界面张力。

1.助排剂的表面张力的测定

选用四种助排剂进行性能评价。将助排剂配制成一定浓度的溶液，测定它的表面张力。

按照标准配制基液和交联剂制成冻胶，将冻胶液置于密闭容器内，放在电热恒温干燥箱中，在温度45℃条件下恒温，使压裂液破胶水化，测定它的表面张力。

从上表可以看出这四种助排剂溶液和破胶水化液的表面张力都达到标准要求。说明这四种助排剂有降低压裂液破胶水化液表面张力的性能。

2.助排剂的界面张力的测定

按照1.1的溶液配置测助排剂溶液和破胶水化液的界面张力。

从上表可以看出3号助排剂破胶后有效成分不像其它助排剂一样损失快，它的有效成分持续时间长，降低破胶水化液界面张力性能好。而1号经过破胶后有效成分已消失，没有降低界面张力的性能。2号和4号助排剂本身界面张力大，没有降低界面张力的性能。

二、助排剂表面张力和界面张力影响因素分析

1.助排剂溶液的表面张力和界面张力检测结果分析

根据1的实验数据，助排剂溶液界面张力随表面张力的变化曲线图如下：

从上图可以看出随着表面张力的增大界面张力并没有一直增大而是呈不规律的变化，说明助排剂溶液的表面张力与界面张力无关。

2.破胶水化液表面张力和界面张力的检测结果分析

根据1的实验数据，加入助排剂的破胶水化液界面张力随表面张力的变化曲线图如下：

从上图可以看出随着表面张力的变化界面张力并没有呈规律的变化，说明破胶水化液表面张力与界面张力无关。

3.破胶剂用量对表面张力和界面张力的影响分析

3.1 破胶剂量对表面张力的影响

将破胶剂的量加大一倍时，所测的界面张力与1.1测的界面张力对比如下表。

从上表可以看出，在加大破胶剂量保证时，1号、2号表面张力比原来增大说明经过破胶后助排剂的有效成份有所下降，降低表面张力的能力减小。而3号、4号经过破胶后助排剂的有效成分持续时间长，降低表面张力的能力增大。所以加大破胶剂量时， 影响助排剂有效成份，从而改变破胶水化液的表面张力。

3.2 破胶剂量对界面张力的影响

将破胶剂的量加大一倍时，所测的界面张力与1.2测的界面张力对比如下表。

从上表可以看出随着破胶剂量的增大界面张力随之增大，说明加入破胶剂后助排剂的有效成份降低，降低界面张力的能力减弱。所以加入破胶剂量增大时，破胶水化液的界面张力增大。

三、结论

1.助排剂的表面张力和界面张力没有关系，界面张力不随表面张力增大或减小呈规律性的变化。

2.破胶剂量增大时，压裂液破胶水化液的界面张力随之增大；而破胶水化液的表面张力则受助排剂成份的影响各有不同。

3.从实验所测的表面张力数据可以看出 四种助排剂降低表面张力的性能均较好。

4.四种助排剂中3号降低界面张力的性能好，其余均没有降低界面张力的性能。

参考文献

[l]埃克诺米德斯M J，诺而蒂K G.油藏增产措施〔M〕.康德泉等译.北京： 石油工业出版社， 1991.

[2]贺承祖， 华明琪.油气藏物理学[ M 〕.北京： 电子科技大学出版社， 1995.

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[5 ]赵以文.香豆硼冻胶压裂液上[J ].油田化学， 1993， 10 （ 2 ）.

[6]丁海涛， 闻建文， 杜政学.大庆低渗透油田储层伤害分析[J].大庆石油地质与开发， 2002， 21 （ 1 ） ： 62-64

[7]韩冬，沈平平.表面活性剂驱油原理及应用[M]. 北京：石油工业出版社 2001：9-11

作者简介： 李君，女，工程师，1980年8月，大庆油田有限责任公司井下作业分公司工程地质技术大队，从事采油专业。