泡沫压裂液添加剂对煤层甲烷扩散影响的分子模拟

• 作者: 何睿 张健 李小刚 杨兆中 路艳军 韩金轩
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 学科: 工学
• 关键词: 煤层气 泡沫压裂液 分子模拟 起泡剂 稳泡剂 扩散系数
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 煤层气页岩气
• 页码范围: 94-103
• 页数: 10页
• 分类号: TE122
• 字数: 6266字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2019.05.013

摘要

利用分子模拟软件Materials Studio(MS)建立了一定温度、压力条件下,考虑含水煤层、泡沫压裂液起泡剂、稳泡剂相互作用的狭缝孔分子模拟模型.基于分子扩散理论计算并评价了分别在常见的4种起泡剂以及4种稳泡剂影响下的甲烷分子扩散能力大小.结果 表明,与原始含水煤层相比,加入起泡剂十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱后,甲烷自扩散系数分别降低了71.3％、74.7％、56.3％和54.0％.相比于仅加入起泡剂(十二烷基苯磺酸钠)的情况下,加入稳泡剂聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇和羧甲基纤维素后,甲烷自扩散系数分别降低了63.2％、57.9％、55.3％和71.1％.据此可知,起泡剂是降低含水煤层中甲烷扩散能力的主要因素,而稳泡剂的使用会进一步降低甲烷扩散能力.在起泡剂和稳泡剂的共同影响下,甲烷自扩散系数降低超过了80％,这对煤层气产出极为不利.建议在保证泡沫压裂液泡沫性能前提下,通过优化起泡剂分子结构、减少用量以减小起泡剂和稳泡剂对甲烷扩散的影响,并尽量避免使用大分子稳泡剂.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张健		26	182	7.0	13.0
2	李小刚	西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室	98	473	12.0	16.0
3	杨兆中	西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室	119	649	14.0	18.0
4	何睿	西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室	11	25	3.0	4.0