硅氧烷类增稠剂对二氧化碳压裂液的性能影响

摘要

针对液态纯CO₂的低黏度及低黏度下压裂效果差的现状，基于开环聚合反应和硅氢加成反应制备可显著增稠液态CO₂的硅氧烷聚合物。测量不同温度和压力下含增稠剂的CO₂压裂液的黏度；分析硅氧烷做增稠剂的增稠机理；并基于扩展有限元（XFEM）对含增稠剂的CO₂压裂液进行压裂模拟。结果表明，当增稠剂浓度为5 wt%时，含增稠剂的CO₂压裂液黏度可达1.65 mPa·s（20℃）。压裂液黏度随温度的升高而降低，随压力和增稠剂含量升高而升高。基于XFEM的液态CO₂增稠效果压裂模拟分析显示，增稠后的CO₂压裂液可使裂缝半缝长增至38 m，相较于纯CO₂压裂液具有更好的压裂效果。增稠测试和压裂效果模拟为CO₂干法压裂用增稠剂的设计提供参考。

关键词

CO₂压裂 / 油气田开发 / 提高采收率 / 温室效应 / CO₂增稠剂