[发明专利]一种通过微观结构预测滑溜水压裂液减阻性能的分析方法

说明书

技术领域

本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种通过微观结构预测滑溜水压裂液减阻性能的分析方法。

背景技术

滑溜水压裂技术是基于滑溜水压裂液体系发展起来的一种新型压裂技术，在致密储层尤其是页岩气储层开发过程中应用广泛。滑溜水压裂液体系的主要优点包括：储层伤害小，易返排，易形成杂体积缝网，使用浓度低和成本低等。但其最突出的优点为具有较好的减阻性能，仅需要加入少量减阻剂(0.01％-0.1％)就可以使滑溜水压裂液显著地降低施工泵压。但由于其浓度较低，常需要提高泵注速度来弥补携砂能力的不足，而流速的增高则会导致管路摩阻的增加。因此，滑溜水压裂液的减阻性能就成为影响压裂施工效果的关键因素。

滑溜水压裂液的减阻性能的确定主要是借助环路摩阻测试系统，测定减阻率。根据减阻率的测定原理，需要测定同一流速下的减阻和非减阻流动下的摩阻压降，但要将减阻流动和非减阻流动稳定在同一流速，需要增加昂贵复杂的控制设备，并且操作困难，测试精度受设备及操作条件制约，这也就导致了相同滑溜水压裂液在不同设备上的测试结果差异较大，无法形成统一的评价标准。导致差异原因涉及，测试设备的管路尺寸、管内粗糙度、动力源(螺杆泵、离心泵、柱塞泵等)、流量计类型等多种因素，同时，由于室内实验室无法有效的模拟现场施工条件，测得的减阻率结果也不能很好的指导现场应用。

为找到评价滑溜水压裂液减阻性能的有效手段，进一步从减阻微观机理入手，根据聚合物粘弹减阻相关理论可知，减阻剂的微观结构是影响减阻性能的关键因素，而减阻剂微观结构特征中的网状结构的强弱和稳定性决定了减阻性能的好坏，为了支撑滑溜水压裂液现场应用，本领域亟需一套更加简单的，可有效评价滑溜水压裂液减阻性能的实验方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中室内实验室无法有效的模拟现场施工条件，测得的减阻率结果也不能很好的指导现场应用问题。

为此，本发明提供了一种通过微观结构预测滑溜水压裂液减阻性能的分析方法，包括以下步骤：

步骤1)对滑溜水压裂液取样，取样后将一滴样品滴于疏水膜上，然后将铜网倒扣在样品上并吸附，其次取出吸附样品后的铜网并吸除铜网周边多余液体，最后将铜网上吸附的样品置于室温条件下干燥后对样品进行微观结构观察；

步骤2)将步骤1)干燥的样品在显微镜下放大相同的倍数后进行微观结构的分析；

步骤3)根据步骤2)分析的结果对干燥的样品进行分类；

步骤4)在步骤3)分类的干燥样品中选取代表性样品进行减阻性能测定。

所述的步骤1)取样后向疏水膜滴样品时样品液滴与疏水膜表面稳定接触角大于120°，滚动接触角小于20°。

所述的铜网为覆盖生物膜的230目铜网。

所述的代表性样品为样品经放大后，显微镜观察区域内，微观结构表现出相似的特征，且相似程度大于90％。

所述的分类的干燥样品包括三种类型的微观结构，分别为分散颗粒状结构、半连续棒状结构、织网状结构，所述的分散颗粒状结构表现为聚合物呈颗粒状聚集，且颗粒间未形成连接并均匀分布在观察区域中；半连续棒状结构表现为聚合物呈棒状形态聚集，且棒状体间未形成连接；织网状结构表现为聚合物呈织网状形态聚集，且聚合物围成的织网结构的网眼均匀分布在观察区域中。

所述滑溜水压裂液的减阻性能的判定与滑溜水压裂液分析样品的微观结构的关系为：滑溜水压裂液分析样品的微观结构呈线状并围成带有孔眼的网状结构，且组成网状结构的聚集体连续不间断，所围成孔眼尺寸相近并均匀分布时，微观结构的稳定性强，此种滑溜水压裂液随流速的升高，减阻率增大，减阻性能增强，且不易被剪切破坏；未形成网状结构的聚集体主要以聚集体颗粒状均匀分散于溶液中，颗粒直径小，分散度高，分布无规律，此种滑溜水压裂液减阻性能差，减阻率低。

所述的显微镜采用可同时夹持多个样品的透射电子显微镜。

所述的步骤4)减阻性能测定采用环路摩阻测试系统，环路摩阻测试系统的动力输送采用螺杆泵。

所述的环路摩阻测试系统的供液装置包括三个储液罐，三个储液罐分别为配液罐、回流罐和清水罐。