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 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.

1 验部分
1.1 试验材料
1.2 试验仪器
1.3 试验流程
2 试验结果分析
2.1 发泡能力及泡沫稳定性
2.1.1 双子表面活性剂种类和质量分数对CO2泡沫压裂液稳定性的影响
2.1.2 纳米颗粒种类、粒径对CO2泡沫压裂液稳定性的影响
2.1.3 温度对最佳发泡溶液泡沫稳定性的影响
2.1.4 矿化度对最佳发泡溶液泡沫稳定性的影响
2.2 泡沫形态
2.3 液体黏度
2.4 表面张力
3 讨 论
3.1 双子表面活性剂与纳米颗粒稳泡机理
3.2 温度、矿化度影响泡沫稳定性机理
4 结 论

刘晓琴,翟成,郑仰峰等.纳米颗粒与双子表面活性剂协同稳定CO_2泡沫压裂液[J/OL].中国矿业大学学报:1-13[2023-09-06].DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230058.