纳米颗粒与双子表面活性剂协同稳定CO2泡沫压裂液
刘晓琴1
翟成2
郑仰峰1
吴西卓1
孙勇3
丛钰洲1
唐伟1
1.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 2211162.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221116;中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室,江苏徐州 2211163.中国矿业大学低碳能源与动力工程学院,江苏徐州 221116
摘要：为提高CO2泡沫压裂液稳定性,使用十八酰胺双子表面活性剂(乙撑基-双十八酰胺丙基二甲基氯化铵)、八酰胺双子表面活性剂(乙撑基-双八酰胺丙基二甲基氯化铵)与不同粒径的纳米颗粒配制不同比例发泡基液.通过高温高压发泡装置、IKA黏度计、Teclis Tracker-S界面流变仪测定了发泡体积和泡沫半衰期,确定了具有最佳发泡能力及泡沫稳定性时溶液的成分,并研究了温度、NaCl质量浓度对最佳发泡溶液发泡性能的影响规律.结果表明:0.1％80 nm SiO2-1.0％八酰胺表面活性剂溶液泡沫性能最佳,泡沫的耐高温性能及对Na+的适应能力较好,且泡沫压裂液整体黏弹性提高,最佳发泡体积及泡沫半衰期分别为540 mL,63.30 min.当温度低于50 ℃,NaCl质量浓度低于2.0 g/L时,更利于纳米SiO2与八酰胺表面活性剂溶液协同稳泡.泡沫半衰期随溶液中八酰胺表面活性剂质量分数升高而升高,当八酰胺表面活性剂质量分数从0.2％增加到1.0％,泡沫半衰期增大12倍;泡沫半衰期随纳米SiO2质量分数升高(0.1％～0.5％)而降低,其质量分数每升高0.1％,泡沫半衰期约降低13 min;泡沫半衰期与纳米颗粒种类有显著关系,与粒径则无.在纳米颗粒粒径较大时,发泡体积较高.本研究展现了纳米技术在煤层压裂过程中的潜在应用,对促进CO2泡沫压裂技术的发展具有重要的理论和实践价值.
关键词：CO2泡沫压裂液纳米颗粒双子表面活性剂泡沫稳定性
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51925404)中国矿业大学未来科学家计划项目(2022WLKXJ024)江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_2654)
论文发表日期：2023-09-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 963-975 )
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