Совершенствование жидкостей для гидравлического разрыва пласта на основе вязкоупругих поверхностно-активных веществ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Крисанова Полина Константиновна

• Крисанова Полина Константиновна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Крисанова Полина Константиновна

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Вязкоупругие поверхностно-активные вещества

1.2 Модель вязкоупругого тела Максвелла

1.3 Вязкоупругие поверхностно-активные вещества в нефтегазодобыче

1.3.1 Определение гидравлического разрыва пласта

1.3.2 Технологические жидкости для гидравлического разрыва пласта на основе вязкоупругих поверхностно-активных веществ

1.3.3 Другие способы применения ВУПАВ в нефтегазодобыче

1.4 Способы модифицирования свойств растворов ВУПАВ

1.4.1. Системы на основе сочетания ВУПАВ и полимерного компонента

1.4.2 Системы на основе ВУПАВ и наночастиц

1.4.3 Системы с использованием Gemini-ПАВ

1.4.4 Смешенные мицеллярные системы ВУПАВ

1.4.5 Использование солей в качестве модификаторов растворов ВУПАВ

1.5 Выводы по Главе

Глава 2 Объекты и методы исследований

2.1 Характеристика объектов исследований

2.2 Методики экспериментальных исследований

2.2.1 Определение физико-химических свойств исследуемых композиций

2.2.2 Исследование реологических характеристик жидкостей на вискозиметре типа «Rheotest»

2.2.3 Исследование реологических свойств жидкостей на ротационном вискозиметре Grace M5600

2.2.4 Осцилляционные исследования жидкостей на ротационном вискозиметре Grace M5600

2.2.5 Определение межфазного натяжения методом профиля капли

2.2.6 Определение массовой доли соединения алюминия

2.2.7 Определение гидродинамических диаметров мицеллярных агрегатов методом динамического рассеяния света (ДРС)

2.2.7 Определение пескоудерживающей и песконесущей способностей жидкостей разрыва

2.2.8 Исследование стабильности жидкости разрыва к сдвиговым нагрузкам

2.2.9 Исследование процесса разрушения жидкости разрыва на основе ВУПАВ

2.3 Выводы по Главе

Глава 3 Исследование процессов самоорганизации в водных растворах олеиламидопропилбетаина

3.1 Влияние на реологические характеристики водных растворов олеиламидопропилбетаина солей одно- и двухвалентных металлов

3.2 Влияние температуры и рН среды на реологические характеристики водных растворов олеиламидопропилбетаина в присутствии солей одно- и двухвалентных металлов

3.3 Влияние полимерных реагентов на реологические характеристики водных растворов олеиламидопропилбетаина

3.4 Влияние солей трехвалентных металлов на реологические характеристики водных растворов олеиламидопропилбетаина

3.5 Определение межфазного натяжения водных растворов олеиламидопропилбетаина в присутствии солей металлов различной валентности74

3.6 Влияние температуры и рН среды на реологические характеристики водных растворов олеиламидопропилбетаина в присутствии хлорида алюминия

3.7 Определение структурных свойств водных растворов олеиламидопропилбетаина и влияние на них хлорида алюминия

3.8 Определение гидродинамических диаметров мицеллярных агрегатов в водных растворах олеиламидопропилбетаина в присутствии хлорида алюминия

3.9 Определение степени и механизма взаимодействия олеиламидопропилбетаина с хлоридом алюминия

3.10 Выводы по Главе

Глава 4 Разработка технологической жидкости для гидравлического разрыва пласта на основе системы олеиламидопропилбетаин/хлорид алюминия

4.1 Разработка реагента структурообразователя на основе хлорида алюминия

4.2 Технология приготовления технологических жидкостей

4.3 Исследование влияния реагента-структурообразователя на реологические показатели водных растворов НЕФТЕНОЛа ВУПАВ

4.4 Исследование влияния реагента-структурообразователя на структурно-механические свойства водных растворов НЕФТЕНОЛа ВУПАВ

4.5 Влияние температуры на реологические и структурные характеристики разработанной композиции на основе НЕФТЕНОЛа ВУПАВ и реагента-структурообразователя

4.6 Определение и анализ основных технологических свойств разработанной жидкости для гидравлического разрыва пласта на основе НЕФТЕНОЛа ВУПАВ и РС

4.6.1 Определение песконесущей способности разработанной жидкости для гидравлического разрыва пласта на основе НЕФТЕНОЛа ВУПАВ и РС

4.6.2 Сравнительный анализ пескоудерживающей способности и структурно-механических свойств полимерных жидкостей разрыва и разработанной композиции на основе ВУПАВ

4.6.3 Исследование стабильности реологических характеристик разработанной композиции на основе НЕФТЕНОЛа ВУПАВ

4.6.4 Разрушение жидкости разрыва на основе НЕФТЕНОЛа ВУПАВ и РС при контакте с нефтью

4.7 Выводы по Главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературных источников

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование жидкостей для гидравлического разрыва пласта на основе вязкоупругих поверхностно-активных веществ»

Введение

Актуальность темы исследования. В настоящее время перспективным направлением в развитии процесса гидравлического разрыва пласта (ГРП) является разработка и применение бесполимерных жидкостей разрыва на основе вязкоупругих поверхностно-активных веществ (ВУПАВ). ВУПАВ активно изучаются и используются в силу их способности к мицеллообразованию и, как следствие, образованию длинных цилиндрических мицелл в водном растворе. Цилиндрические мицеллы ВУПАВ обладают многими схожими свойствами с полимерными цепями. В частности, при высоких концентрациях мицеллы образуют сетку зацеплений, в результате чего раствор приобретает вязкоупругие свойства, наличие которых и позволяет использовать их в качестве жидкости разрыва.

Однако можно выделить существенные различия в данных системах. Молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ) не кольматируют пласт, ввиду того, что имеют небольшую молекулярную массу в сравнении с полимерными соединениями. Также стоит отметить, что для разрушения жидкости на основе ВУПАВ прибегать к использованию реагентов-деструкторов не требуется, в отличии от полимерных жидкостей разрыва. Сеть из переплетенных цилиндрических мицелл при контактировании с углеводородной средой теряет свои вязкоупругие свойства.

Особый интерес у исследователей вызывают ВУПАВ, представленные цвиттер-ионными ПАВ, а именно соединениями из класса алкилбетаинов. Алкилбетаины благодаря двум функциональным группам с противоположными зарядами в молекуле, способны формировать в водных растворах преимущественно длинные цилиндрические мицеллы, наличие которых необходимо для формирования вышеупомянутой вязкоупругой системы. Помимо этого алкилбетаины характеризуются устойчивостью к минерализации среды, стабильностью в кислой и щелочной средах. Описанные свойства алкилбетаинов делают их в первую очередь востребованными для использования в процессах

интенсификации добычи углеводородов, таких как гидравлический разрыв пласта, кислотный гидравлический разрыв пласта и направленные кислотные обработки.

Однако характерные свойства жидкостей на основе алкилбетаинов проявляются при высоких концентрациях вещества, что может привести к дополнительным затратам и к ограничению в практическом использовании. На основании этого, остро стоит вопрос о совершенствовании композиций, сохраняющих на должном уровне необходимые технологические свойства, при снижении концентрации активного компонента.

В настоящей практике существуют различные варианты по модифицированию свойств растворов ВУПАВ. В большинстве случаев они основаны на использовании дорогостоящих и сложных в синтезе реагентов (солей органических кислот, металлических наночастиц, ПАВ сложной структуры, полимеров и др.). Данные методы неизбежно приведут к удорожанию и усложнению процесса приготовления технологических жидкостей и использованию дополнительного дозирующего оборудования.

Перспективным, но малоизученным является способ регулирования свойств растворов ВУПАВ, основанный на применении соединений многовалентных катионов, выступающих в качестве структурообразователей в водных растворах ПАВ. Кроме этого некоторые соли многовалентных металлов хорошо растворимы в воде и выполняют структурообразующую функцию, находясь в диссоциированном состоянии, что упрощает процесс их использования. Также соединения многовалентных металлов являются доступными продуктами и не привнесут дополнительных затрат.

Ввиду того, что процесс взаимодействия алкилбетаинов, образующих цилиндрические мицеллы в водном растворе, и многовалентного катиона практически не изучен, подробное исследование данных систем имеет важное фундаментальное значение. В связи с этим актуальной задачей является исследование процесса структурообразования в водных растворах алкилбетаинов в присутствии солей многовалентных металлов, обнаружение и исследование вязкоупругих свойств данных систем и разработка на их основе составов,

рекомендованных к использованию в методах интенсификации добычи углеводородов, таких как гидравлический разрыв пласта, кислотный гидравлический разрыв пласта и направленные кислотные обработки.

Степень разработанности темы исследования. Изучению свойств водных растворов различных ВУПАВ и разработке на их основе композиций для методов интенсификации добычи углеводородов посвящено большое количество работ как зарубежных (R. Kumar, G.C. Kalur, S.R. Raghavan, E.W. Kaler, Y. Zhang и др.), так и отечественных исследователей (Н.Ю. Башкирцева, Д.А. Куряшов, И.Ф. Исмагилов, О.Е. Филиппова, В.С. Молчанов, А.В. Шибаев и др.). Широко исследованы и описаны методы совершенствования свойств водных растворов ВУПАВ, предполагающие использование различных модифицирующих добавок (солей органических кислот, металлических наночастиц, ПАВ сложной структуры, полимеров и др.). Однако стоит отметить, что способ регулирования свойств водных растворов ВУПАВ соединениями многовалентных металлов в настоящее время является недостаточно исследованным.

Цель диссертационной работы. Исследование влияния соединений многовалентных металлов на процесс структурообразования водных растворов цвиттер-ионных ПАВ и разработка на их основе состава для гидравлического разрыва пласта.

Основные задачи исследований:

1. Обоснование выбора ПАВ, образующих в водной среде мицеллярные растворы, обладающие вязкоупругими свойствами;

2. Изучение влияния солей многовалентных металлов на основные физико-химические и реологические свойства мицеллярных растворов цвиттер-ионных ПАВ;

3. Описание возможного механизма взаимодействия в системе ПАВ/многовалентный катион;

4. Разработка на основе системы ПАВ/многовалентный катион технологической жидкости для гидравлического разрыва пласта;

5. Определение оптимального соотношения компонентов в исследуемых системах ПАВ/многовалентный катион с целью получения высоких структурных характеристик разработанных композиций.

Научная новизна работы:

1. Выявлено, что при введении малых концентраций солей трехвалентных металлов в водный раствор олеиламидопропилбетаина (ОАПБ), последний характеризуется значительно более высокими реологическими показателями, чем при введении солей одно- и двухвалентных металлов или полимеров в аналогичных и значительно больших концентрациях;

2. Предложен механизм формирования структуры между молекулами ОАПБ и трехвалентным катионом (А1 ) с образованием вязкоупругих жидкостей в водной среде;

3. Экспериментально доказано увеличение структурных показателей вязкоупругой системы, а также значительный рост размеров мицеллярных агрегатов ОАПБ в водной среде в присутствии хлорида алюминия;

4. Определены закономерности воздействия различных факторов (концентраций компонентов, температуры, минерализации) на свойства и процесс формирования вязкоупругой системы на основе ОАПБ и хлорида алюминия.

Теоретическая ценность. В работе описаны закономерности изменения реологических характеристик водных растворов ОАПБ в присутствии солей трехвалентных металлов, установлено влияние солей трехвалентных металлов на структурные параметры и размеры мицеллярных агрегатов ОАПБ в водной среде, что дополняет теоретические положения по вопросам структурообразования в мицеллярных растворах ВУПАВ.

Практическая значимость работы:

1. Установлена возможность использования системы, представленной цвиттер-ионным ПАВ (ОАПБ) и солью трехвалентного металла (хлорид алюминия), в качестве композиции для гидравлического разрыва пласта;

2. Разработан реагент-структурообразователь на основе хлорида алюминия, позволяющий создавать системы на основе ОАПБ с высокими вязкостными и упругими свойствами;

3. Разработана бесполимерная композиция на основе ОАПБ и реагента-структурообразователя для использования в процессах интенсификации добычи углеводородов (в частности, гидравлического разрыва пласта). Получен патент на изобретение №2746499 «Вязкоупругая композиция для применения в технологиях добычи нефти и газа»;

4. Определен оптимальный диапазон концентраций реагента на основе ОАПБ - НЕФТЕНОЛа ВУПАВ (содержание ОАПБ 30-35% масс.) и реагента-

3 3

структурообразователя для проведения операций ГРП: 50-70 л/м3, 9-20 л/м3, соответственно;

5. Показана возможность применения разработанной композиции в качестве технологической жидкости для гидроразрыва пласта в пластах с температурой до 50°С.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач проводился анализ научно-технической и патентной литературы. Также в работе для проведения лабораторных исследований использовались современное научно-исследовательское оборудование и стандартные методики анализа, а также специальные исследовательские методики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения вязкостных и упругих свойств, межфазного натяжения водных растворов ОАПБ в присутствии соединений многовалентных металлов (А1С13, БеС13);

2. Закономерности увеличения размеров мицеллярных агрегатов в водных растворах ОАПБ при введении в систему хлорида алюминия;

3. Механизм формирования вязкоупругих систем в водных растворах ОАПБ в присутствии хлорида алюминия;

4. Разработка реагента-структурообразователя на основе хлорида алюминия, способствующего образованию систем на основе ОАПБ с высокими вязкоупругими свойствами;

5. Разработка бесполимерной композиции на основе ОАПБ и реагента-структурообразователя для использования в операциях ГРП;

6. Исследование основных технологических характеристик разработанной композиции.

Степень достоверности результатов проведенных исследований.

Основные научные положения, изложенные в работе, достаточно полно и убедительно подтверждены результатами экспериментальных исследований с использованием современного научно-исследовательского оборудования и воспроизводимостью полученных данных.

Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на: IV Международной научно-практической конференции (XII Всероссийской научно-практической конференции) «Нефтепромысловая химия» (г. Москва, 29 июня 2017 г.), X Международном промышленно-экономическом Форуме «Стратегия объединения: Решение актуальных задач нефтегазового и нефтехимического комплексов на современном этапе» (г. Москва, 23-24 ноября 2017 г.), Международной научно-практической конференции Geopetrol-2018 (Польша, г. Краков, 17-20 сентября 2018 г.), VI Международной научно-практической конференции (XIV Всероссийской научно-практической конференции) «Нефтепромысловая химия» (г. Москва, 27 июня 2019 г.), Национальной научно-практической конференции «НЕФТЬ И ГАЗ: технологии и инновации» (г. Тюмень, 19-20 ноября 2020 г.), VIII Международной научно-практической конференции (XVI Всероссийской научно-практической конференции) «Нефтепромысловая химия» (г. Москва, 24 июня 2021 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 1 патент РФ на изобретение и 3 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК Министерства науки и высшего образования РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы (134 ссылки). Материал диссертации изложен на 131 странице машинописного текста, включает 15 таблиц, 53 рисунка.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.т.н. проф. Магадовой Л.А. и заведующему кафедрой д.х.н. проф. Силину М.А., всему профессорско-преподавательскому составу кафедры технологии химических веществ для нефтяной и газовой промышленности и коллективу научно-образовательного центра «Промысловая химия» за помощь, оказанную при работе над диссертацией. Отдельную благодарность автор выражает заведующему сектором Малкину Д.Н., к.т.н. Потешкиной К.А., к.т.н. Мухину М.М. и аспиранту Бородину С.А. за ценные советы в ходе выполнения диссертационной работы и помощь в проведении экспериментов.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Вязкоупругие поверхностно-активные вещества

Вещества, способные адсорбироваться из истинного или коллоидного раствора на поверхности раздела фаз со снижением свободной энергии называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Молекулы ПАВ содержат в своем составе две функциональные части: гидрофильную головную группу и гидрофобнную неполярную группу[1, 2].

Гидрофильная группа способна активно взаимодействовать с молекулами воды, что обосновывает хорошую растворимость ПАВ в воде. Гидрофобная часть молекулы характеризуется сильным сродством к углеводородам и к другим веществам, которые либо слаборастворимы, либо нерастворимы в воде и, в большинстве случаев, представлена алкильной цепью с разным числом атомов углерода, которая может быть как насыщенного строения, так и содержащая ненасыщенные группы [3].

По природе полярной группы и способности к диссоциации в водных растворах выделяют анионные, катионные, амфотерные, цвиттер-ионные и неионогенные ПАВ [2-4].

За счет дифильной структуре молекул ПАВ способны самопроизвольно агрегироваться в растворах с образованием мицелл. Мицеллы представляют собой коллоидные агрегаты, находящиеся в динамическом равновесии с мономерными молекулами ПАВ. В объеме раствора при тепловом движении наблюдается постоянное разрушение и обратное формирование мицелл. Мицеллы самопроизвольно образуются в растворе при условии, когда концентрация ПАВ превышает порог, называемый критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При концентрации ПАВ выше первой ККМ в растворе начинают формироваться сферически мицеллы [5-7].

Величина ККМ зависит от многих факторов. В первую очередь следует обратить внимание на поверхностную активность ПАВ: чем выше этот

показатель, тем большей склонностью обладает вещество к мицеллообразованию, и тем меньше будет значение ККМ. Известно, что строение и длина алкильной группы молекулы ПАВ значительно влияет на величину ККМ, чем длиннее углеводородный радикал, тем меньше энергия Гиббса мицеллообразования и тем интенсивнее протекает процесс [8, 9].

При увеличении концентрации ПАВ в растворе сферическая форма мицелл становится энергетически невыгодной, вследствие чего происходит переход к другим формам мицеллярных агрегатов (цилиндрические и пластинчатые мицеллы, биослои и др.). Форма образующихся мицелл может быть предсказана с помощью параметра упаковки, который определяется следующим соотношением

[7, 10, 11]:

р = у/а01 (1.1)

где V - объем гидрофобной хвостовой группы; I - длина гидрофобной цепи; а0 -площадь поверхности, занимаемой полярной головной группой.

На рисунке 1.1 представлен ряд возможных форм образующихся мицелл ПАВ в зависимости от значения параметра упаковки [10].

<?322> Эо Ж Л) 1 & 10°-101 пт 10°-101 пт 10°-102пт

101-105 пт

Р - у/ао! Р < 1/3 1/3 <Р< 1/2 1/2 <Р< 1 | Р - 1

Рисунок 1.1 - Соотношения между параметром упаковки и формой мицеллярных

агрегатов ПАВ (р <1/3 сферические мицеллы; 1/3< р <1/2 стержневидные или цилиндрические мицеллы; 1/2 < р <1 полости (везикулы) и биослои; р ~ 1 бислои;

р > 1 обращенные мицеллы) [10].

Среди возможных морфологических форм мицелл наибольший научный и практический интерес у исследователей вызвали именно длинные цилиндрические мицеллы. Цилиндрические мицеллы по поведению в растворе схожи с полимерными цепями, но в отличие от них, мицеллы ПАВ являются динамическими структурами, их часто называют «живущими полимерами»[7, 1015].

Цилиндрические мицеллы, подобно полимерным цепям, способны переплетаться друг с другом, образуя сложную трехмерную сетку зацеплений (рисунок 1.2). За счет образования переплетенных мицеллярных структур раствор приобретает вязкоупругие свойства, а ПАВ, способные образовывать такие системы, называют вязкоупругими поверхностно-активными веществами (ВУПАВ) [7, 10, 13, 16, 17].

Рисунок 1.2 - Формирование вязкоупругой системы из переплетенных

цилиндрических мицелл

Вязкоупругие системы одновременно обладают свойствами, как упругого тела, так и вязкой жидкости. При быстром внешнем воздействии (малых временах воздействия) вязкоупругие материалы проявляют свойства упругого твердого тела, а при медленных воздействиях (при больших временах воздействия) -свойства вязких жидкостей [7, 10, 13, 17].

Стоит отметить, что трехмерные вязкоупругие структуры ПАВ образованы не за счет сильных химических взаимодействий, а относительно слабых нековалентных сил межмолекулярного взаимодействия и электростатического притяжения. Благодаря этому при внешнем воздействии на вязкоупругую систему

связи в ней не разрушаются, и после снятия нагрузки полностью восстанавливаются, тем самым делая систему стабильной. Полимерные цепи в свою очередь под действием приложенных сил могут безвозвратно разрушаться[13-15, 17].

Огало известно, что вязкоупругие растворы ПАВ характеризуются высокой чувствительностью к внешним физическим факторам и присутствию других соединений: к температуре [18-22], к наличию в растворе электролитов и их концентрации [21-24], к присутствию полимеров [25-27], наночастиц [7, 28, 29] и ПАВ других классов [15, 30-32].

Благодаря высоким вязкостным и упругим свойствам, а также наличию широкого спектра методов, позволяющих достаточно легко и в широком диапазоне варьировать данными параметрами, растворы ВУПАВ стали широко применяться в различных областях промышленности: нефтегазодобывающей, косметической, лакокрасочной и др.

В нефтегазодобывающей отрасли ВУПАВ нашли применение в качестве загустителей для жидкостей, применяемых в основных методах интенсификации нефтегазодобычи - гидравлического разрыва пласта [7, 17, 34-36] и кислотных обработок [7, 27, 37-41].

Эффективное использование ВУПАВ в нефтегазодобывающей отрасли также объясняется их способностью к саморазрушению при контакте с углеводородами. При взаимодействии прямой цилиндрической мицеллы с нефтью происходит солюбилизация углеводородов в ядро мицеллы. В результате гидрофобные взаимодействия неполярных групп молекул ПАВ в мицелле ослабевают, цилиндрические мицеллы разрываются с образованием сферических, что в свою очередь снижает вязкость системы (рисунок 1.3). Таким образом, деструкция вязкоупругой жидкости - это физический процесс, который осуществляется за счет изменения конфигурации мицеллы без разрушения самой молекулы.

Цилиндрические мицеллы

Сферические мицеллы

Рисунок 1.3 - Механизм разрушения вязкоупругой системы из переплетенных

цилиндрических мицелл ПАВ

Вязкоупругие системы могут быть образованы растворами ВУПАВ различных классов и строения: катионные [34, 42, 43], анионные [25, 29, 44, 45], цвиттер-ионными [22, 24, 46] или неионогенными [47-49] ПАВ с добавлением неорганических и органических солей, а также в смеси с другими ПАВ [15, 3032].

В настоящее время наибольший практический интерес проявляется к растворам на основе цвиттер-ионных ПАВ благодаря структуре молекул, хорошей растворимости и низкой чувствительности к минерализации [21, 22, 50-54]. Молекулы цвиттер-ионных ПАВ имеют в своем составе две функциональные группы с противоположными зарядами (рисунок 1.4).

н I о

сн.

Рисунок 1.4 - Структура молекулы цвиттер-ионного ПАВ на примере

кокамидопропилбетаина

За счет того, что в гидрофильной части положительно и отрицательно заряженные группы находятся близко друг к другу, суммарный заряд полярной группы имеет значения близкие к нулю. Силы электростатического отталкивания между головными группами молекул ПАВ за счет этого ослабевают, в результате

эффективная площадь головных групп уменьшается, что позволяет молекулам цвиттер-ионных ПАВ преимущественно образовывать в растворе цилиндрические мицеллы.

Обнаружено [16], что длина метиленового фрагмента между противоположно заряженными группами в молекуле цвиттер-ионного ПАВ влияет на процесс формирования и длину цилиндрических мицелл. При увеличении расстояния между заряженными группами возрастает площадь полярной части, вследствие чего размер мицелл будет уменьшаться.

Благодаря строению молекул цвиттер-ионные ПАВ способны образовывать цилиндрические мицеллы, и как следствие вязкоупругие системы, при значительно меньших концентрациях и без наличия в растворе солей-минерализаторов в сравнении с другими классами ионогенных ПАВ. Выше описанные характеристики цвиттер-ионных ПАВ делают их перспективными в вопросе разработки технологических жидкостей для методов интенсификации нефтегазодобычи, в том числе для гидравлического разрыва пласта, кислотного гидравлического разрыва пласта и направленных кислотных обработок. В данной работе в качестве объектов исследования рассматриваются яркие и широко распространенные представители цвиттер-ионных ПАВ - алкилбетаины.

1.2 Модель вязкоупругого тела Максвелла

Как стало известно из литературных источников, что поведение систем, обладающих вязкоупругими свойствами, а именно характеризующихся в широком частотном диапазоне внешнего воздействия не только вязкостными, но и упругими свойствами, можно описать с помощью модели Максвелла для вязкоупругих тел [7, 10, 13, 19-22, 30, 50, 55-59].

Модель Максвелла схематично может быть представлена как последовательно соединенные между собой пружину и поршень (рисунок 1.5) [57]. При наложении внешнего напряжения мгновенно деформируется пружина, а затем медленно приходит в движение поршень. Медленное изменение вязкой

составляющей системы приводит к снижению напряжения в системе. Данное явление характеризуется временем релаксации - временем, за которое происходит снятие напряжения. Время релаксации определяется соотношением (1.2):

т

тк - ^

где G0 - модуль сдвига, п0 - вязкость.

(1.2)

Рисунок 1.5 - Модель вязкоупругого тела Максвелла [57]

Вязкоупругое тело при прикладывании к нему внешнего воздействия проявляет различные свойства. В случае сильного воздействия (высоких скоростей сдвига, К<тд) система демонстрирует свойства упругого тела, когда же на материал оказывается слабое воздействие (низкие скорости сдвига, 1>>Тя), проявляются свойства вязкой жидкости.

Осцилляционная реология позволяет количественно оценить как вязкостные, так и упругие свойства системы. Согласно Максвелловской модели вязкоупругого тела, в режиме колебательных сдвиговых деформаций модули накопления (упругости) и потерь (вязкости) С и С подчиняются следующим соотношениям (1.3, 1.4) [13, 19-22, 58]:

(1.3)

С =

с =

СоОтя)2

1+От ку С0-а)-Тц 1+(со-тй)2

(1.4)

где ю - частота осцилляции; тн - время релаксации; С0 - модуль накопления на плато.

С и С' являются составляющими комплексного модуля сдвига С*, который представляет собой их геометрическую сумму (1.5):

G* = G' + iG'

(1.5)

В соответствии с моделью Максвелла в режиме колебательных напряжений частотные зависимости С и С' вязкоупругой системы выглядят следующим образом (рисунок 1.6) [13, 30, 55].

Рисунок 1.6 - Частотные зависимости модулей накопления G' (упругий отклик) и потерь G ' ' (вязкий отклик) вязкоупругого тела Максвелла

Из рисунка 1.6 видно, что в низкочастотной области превалирующими значениями обладает вязкостной параметр, а в области высоких ù напротив упругий, также кривые имеют точку пересечения при частоте равной обратной величине времени релаксации (1.6) [13, 55]:

tr = 1 /ù при G' = G'' (1.6)

Время релаксации напряжений выступает параметром, с помощью которого можно оценить степень структурированности вязкоупругих систем. Время релаксации определяется временем, в течение которого происходит снятие напряжения в системе за счет возникших структурных изменений.

Экспериментальные реологические исследования вязкопругих растворов ПАВ позволяют оценить геометрические параметры образующихся цилиндрических мицелл, например среднюю контурную длину [13, 30, 50, 56]:

г" /

имин 1е

Со

(1.7)

где Сми н - минимум модуля потерь (рисунок 1.6); С 0 - модуль упругости на плато (рисунок 1.6); Iе - длина фрагментов мицеллярных цепей между соседними зацеплениями; - средняя длина мицелл.

Кроме того для оценки структурированности системы с помощью максвелловской модели возможно определить размер ячейки мицеллярной сети (корреляционная длина) £ (рисунок 1.8) [30, 50, 56]:

,1/3

?=ш

(1.8)

где кв - постоянная Больцмана, Дж/К; Т - температура, К.

Рисунок 1.7 - Схематичное изображение размера ячейки мицеллярной сети

(корреляционной длины)

Простая модель вязкоупругого тела Максвелла широко используется исследователями для изучения поведения растворов различных вязкоупругих ПАВ и количественного определения как вязкостных, так и упругих свойств данных систем.

1.3 Вязкоупругие поверхностно-активные вещества в нефтегазодобыче

1.3.1 Определение гидравлического разрыва пласта

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) на сегодняшний день является одним из самых эффективных методов интенсификации. Сущность процесса заключается в образовании искусственных трещин в пласте и раскрытие уже существующих за счет закачки технологической жидкости при давлении большем, чем давление раскрытия трещин [60, 61].

Можно выделить несколько стадий реализации технологии ГРП [62, 63]: изучение геолого-физических характеристик пласта и свойств жидкости разрыва и расклинивающего материала; промывка скважины; закачка жидкости ГРП; закачка системы жидкость ГРП - проппант; продавка; выдерживание системы под давлением, закрепление проппанта в трещине; снятие нагрузки и вызов притока флюида.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Крисанова Полина Константиновна, 2021 год

Список литературных источников

1. Witten, T.A. Structured Fluids: Polymers, Colloids, Surfactants / T.A. Witten, P.A. Pincus, D. Weitz // Physics Today. - 2005. - V. 58(7) - P. 65-66.

2. Лорье Л. Шрамм Поверхностно-активные вещества в нефтегазовой отрасли. Состав, свойства, применение: пер. с англ. яз. под ред. М.С. Подзоровой, В.Р. Магадова. - СПб.: ЦОП «Профессия», 2018. - 592 с.

3. Ланге, К.Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение; под. науч. ред. Л.П. Зайченко / К.Р. Ланге. - СПб.: Профессия, 2004. - 240 с.

4. Русанов, А.И. Мицеллообразование в растворах поверхностно-активных веществ / А.И. Русанов. - СПб.: Химия, 1992. - 280 с.

5. Смирнова, H.A. Фазовое поведение и формы самоорганизации растворов смесей поверхностно-активных веществ / H.A. Смирнова // Успехи химии. -2005. - Т. 74(2). - C. 138-154.

6. Yang, X. Reutilization of thickener from fracturing flowback fluid based on Gemini cationic surfactant / X. Yang, J. Mao, H. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao // Fuel. - 2019. - Р. 670-676.

7. Hull, K.L, Sayed M. Recent Advances in Viscoelastic Surfactants for Improved Production From Hydrocarbon Reservoirs / K.L Hull, M. Sayed // SPE 173776, 2016.

8. Hamley, I.W. Introduction to Soft Matter: Synthetic and Biological Self-Assembling Materials. Hoboken / I.W. Hamley. - New Jersey: John Wiley & Sons, 2007. - 344 р.

9. Миттел, К. Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии / К. Миттел; пер. с англ. - М.: Мир, 1980. - 597 с.

10. Feng, Y. Smart Wormlike Micelles: Design, Characteristics and Applications / Y. Feng, Z. Chu, C.A. Dreiss. - Springer, 2015. - 91 p.

11. Cates, M.E. Dynamics of living polymers and flexible surfactant micelles: scaling laws for dilution / M.E. Cates // J. Phys. France - 1988. - V. 49. - Р. 1593-1600.

12. Zanten, R. Stabilizing Viscoelastic Surfactants in High Density Brines / R. Zanten // SPE-141447, 2011.

13. Квятковский, А.Л. Полимероподобные червеобразные мицеллы ионогенных поверхностно-активных веществ: структура и реологические свойства / А.Л. Квятковский, В.С. Молчанов, О.Е. Филиппова // Высокомолекулярные соединения. Серия А. - 2019. - Т. 61. - № 2. - С. 180-192.

14. Khatory, A. Entangled versus Multiconnected Network of Wormlike Micelles / A. Khatory, F. Kern, F. Lequeux, J. Appell, G. Porte, N. Morie, A. Ott, W. Urbach // Langmuir. - 1993. - V.9. - № 4 - P. 933-939.

15. Куряшов, Д.А. Самоорганизация в смешанных мицеллярных растворах цвиттер-ионного и анионного поверхностно-активных веществ / Д.А. Куряшов, А.В. Лужецкий, С.В. Захаров, Р.Р. Кашапов, Е.И. Яцкевич, Б.Р. Вагапов // Вестник казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16. - №1. - С. 32-36.

16. Холмберг, К. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах / К. Холмберг, Б. Йёнссон, Б. Кронберг, Б. Линдман; пер. с англ. - 4-е изд., электрон. - М.: Лаборатория знаний, 2020. - 531 с.

17. Силин, М.А. Разработка вязкоупругой композиции на основе поверхностно-активных веществ для гидравлического разрыва пласта / М.А. Силин, Л.А. Магадова, Д.Н. Малкин, П.К. Крисанова, В.А. Крашевникова // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. -2020. - № 1(298). - С. 142-154.

18. Davies, T.S. Self-assembly of surfactant vesicles that transform into viscoelastic wormlike micelles upon heating / T.S. Davies, A.M. Ketner, S.R. Raghavan // Journal of the American Chemical Society. - 2006. - V. 128. - P. 6669-6675.

19. Hassan, P.A. Vesicle to Micelle Transition: Rheological Investigations / P.A. Hassan, B.S. Valaulikar, C. Manohar, F. Kern, L. Bourdieu, S.J. Candau // Langmuir. -1996. - V. 12. - P. 4350-4357.

20. Raghavan, S.R. Highly Viscoelastic Wormlike Micellar Solutions Formed by Cationic Surfactants with Long Unsaturated Tails // Raghavan S.R., Kaler E.W. // Langmuir - 2001. - V.17 - P. 300-306.

21. Chu, Z. Wormlike micelles and solution properties of a C22 tailed amidosulfobetaine surfactant / Z. Chu, Y. Feng, X. Su, Y. Han // Langmuir - 2010. -V.26(11) - P. 7783-7791.

22. Agrawal, N.R. The Unusual Rheology of Wormlike Micelles in Glycerol: Comparable Timescales for Chain Reptation and Segmental Relaxation / N.R. Agrawal, Xiu Yue, S.R. Raghavan // Langmuir - 2020. - V.36(23) - P. 6370-6377.

23. Идрисов, А.Р. Влияние низкомолекулярной соли на структуру мицеллярных растворов ПАВ / А.Р. Идрисов, Д.А. Куряшов, Н.Ю. Башкирцева, И.Ф. Исмагилов, А.М. Найсырова // Вестник технологического университета. - 2013. -Т. 16. - №18. - С. 40-43.

24. Расулов, А.А.М. Вязкоупругие водные растворы цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ для увеличения нефтеотдачи пластов / А.А.М. Расулов, А.А. Альмунтасер, Р.Р. Мингазов, Н.Ю. Башкирцева, Л.Ш. Сибгатуллина // Вестник технологического университета. - 2015. - Т. 18. - №9. - С. 85-88.

25. Плетнева, В.А. Влияние полимера на реологическое поведение раствора цилиндрических мицелл олеата калия при нагревании / В.А. Плетнева, В.С. Молчанов, О.Е. Филиппова // Коллоидный журнал. - 2010. - Т. 72. - №5. - C. 707713.

26. Shashkina, J.A. Rheology of viscoelastic solutions of cationic surfactant. Effect of added associating polymer / J.A. Shashkina, O.E. Philippova, Yu.D. Zaroslov, A.R. Khokhlov, T.A. Pryakhina, I.V. Blagodatskikh // Langmuir - 2005. - V.21 (4) - P. 1524-1530.

27. Пат. 2554651 РФ, МПК C09K 8/74. Кислотная композиция для обработки призабойной зоны карбонатного коллектора / Н.Ю. Башкирцева, Д.А. Куряшов, Р.Р. Рахматуллин, Р.Р. Мингазов, А.А. Башкирцев. - № 2014118069/03; заявл. 05.05.2014. опубл. 27.06.2015; Бюл. № 18.

28. Pat. 109312225 CN, C09K 8/68. High temperature viscoelastic surfactant (VES) fluids comprising nanoparticle viscosity modifiers / L. Li Leiming; O. Sehmus, A. Al-Muntasheri Ghaithan, F. Liang. 05.02.2019.

29. Исмагилов, И.Ф. Супрамолекулярная система на основе цилиндрических мицелл анионного ПАВ и наночастиц оксида кремния. автореф. дис. канд. хим. наук: 02.00.11 / Исмагилов Ильнур Фанзатович. - Казань, 2016. - 23 с.

30. Куряшов, Д.А. Структурные и вязкоупругие свойства смешанных мицеллярных растворов олеиламидопропилбетаина и анионного ПАВ / Д.А. Куряшов, Н.Ю. Башкирцева, И.Н. Дияров // Вестник Казанского технологического университета. - 2009. - №6. - C. 385-390.

31. Christov, N.C. Synergistic Sphere-to-Rod Micelle Transition in Mixed Solutions of Sodium Dodecyl Sulfate and Cocoamidopropyl Betaine / N.C. Christov, N.D. Denkov, P. Kralchevsky, K.P.Ananthapadmanabhan, A. Lips // Langmuir - 2004. - T. 20 - №3 -P. 565-571.

32. Осипова, Ю.А. Изучение самоорганизации в смешанных растворах на основе цвиттерионного ПАВ / Ю.А. Осипова, Б.Р. Вагапов, А.Р. Идрисов, А.Р. Ризатдинова, Д.А. Куряшов, Н.Ю. Башкирцева // Вестник технологического университета. - 2017. - Т. 20. - №10. - С. 38-40.

33. Шипилов, А.И. Исследование свойств технологической жидкости для гидроразрыва пласта на основе вязкоупругих ПАВ / А.И. Шипилов, Н.В. Бабкина, И.А. Меньшиков // Нефтяное хозяйство. - 2018. - №3. - С. 30-33.

34. Филиппова, О.Е. Свойства жидкости для гидроразрыва пласта на основе вязкоупругого поверхностно-активного вещества и полисахарида / О.Е. Филиппова, Д.Ю. Митюк, А.В. Шибаев, Д.А. Муравлев // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2017. - №6. - С. 73-79.

35. Samuel, M. Polymer-Free Fluid for Hydraulic Fracturing / M. Samuel, J.C. Roger, E.B. Nelson, J.E. Brown, P.S. Vinod, H.L. Temple, Qi Qu, D.K. Fu // SPE 38622, 1997.

36. Rimmer, B. Fracture Geometry Optimization: Designs utilizing New Polymer-Free Fracturing Fluid and Log-Derived Stress Profile/Rock Properties / B. Rimmer, C. MacFarlane, C. Mitchell, H. Wolfs, M. Samuel // SPE 58761, 2000.

37. Куряшов, Д.А. Интенсификация добычи нефти из неоднородных карбонатных коллекторов / Д.А. Куряшов, И.Ф. Исмагилов, О.Ю. Сладовская // Вестник казанского технологического университета. - 2011. - №10. - С. 155-158.

38. Rawat, A. Case Evaluating Acid Stimulated Multilayered Well Performance in Offshore Carbonate Reservoir: Bombay High / A. Rawat, A. Tripathi, C. Gupta // OTC-25018-MS. - 2014.

39. Пат. 2546697 РФ, МПК ^9K 8/52, ^9K 8/74. Композиция для приготовления кислотного состава с изменяющейся вязкостью для обработки продуктивного пласта и кислотный состав с изменяющейся вязкостью для обработки продуктивного пласта / А.И. Шипилов, А.И. Миков, Е.В. Крутихин, Н.В. Бабкина. - № 2014100418/03; заявл. 09.01.2014; опубл. 10.04.2015; Бюл. №10.

40. Пат. 2669600 РФ, МПК C09K 8/74. Состав для интенсификации притока углеводородного флюида из поровотрещинного карбонатного коллектора / Д.С. Колосов, С.Ф. Смирнов, С.В. Фирсов. - № 2017130671; заявл. 29.08.2017; опубл. 12.10.2018; Бюл. № 29.

41. Пат. 2554651 РФ, МПК C09K 8/74. Кислотная композиция для обработки призабойной зоны карбонатного коллектора / Н.Ю. Башкирцева, Д.А. Куряшов, Р.Р. Рахматуллин, Р.Р. Мингазов, А.А. Башкирцев. - № 2014118069/03; заявл. 05.05.2014. опубл. 27.06.2015; Бюл. № 18.

42. Samuel, M.M. Polymer-Free Fluid for Fracturing Applications / M.M. Samuel, R.J. Card, E.B. Nelson, J.E. Brown, P.S. Vinod, H.L. Temple, Qu Q., Fu D.K. // SPE 59478, 1999.

43. Ranjbar, D. Effect of Ionic Surfactants on the Viscoelastic Properties of Chiral Nematic Cellulose Nanocrystal Suspensions / D. Ranjbar, S.G. Hatzikiriakos // Langmuir. - 2020. - V. 36. - P. 293-301.

44. Шибаев, А.В. Влияние низкомолекулярных и полимерных добавок на свойства практически значимых мицеллярных систем. автореф. дис. канд. физмат. наук: 02.00.06 / Шибаев Андрей Владимирович. - М., 2016. - 24 с.

45. Pat. 9249351 US, C05F11/00 Viscoelastic surfactant fluids and methods of use / M.S. Dahayanake, J. Yang, N.J. Derian, R. Li, D. Dino. 17.12.1986.

46. Afra, S. Characterization of Iron Interaction with Viscoelastic Surfactant VES-Based Stimulation Fluid / S. Afra, H. Samouei, Nasr-El-Din H. // SPE-194862, 2019.

47. Wu, X. A novel CO2 and pressure responsive viscoelastic surfactant fluid for fracturing / X. Wu, Y. Zhang, X. Sun, Yo. Huang // Fuel. - 2018. - V. 229. - Р. 79-87.

48. Wang, J. Synthesis and aqueous solution properties of polyoxyethylene surfactants with ultra-long unsaturated hydrophobic chains / J. Wang, J. Wang, B. Wang, S. Guo, Y. Feng // Journal of Dispersion Science and Technology. - 2013. - V. 34(4). - P. 504510.

49. Sharma, S.S. Viscoelastic Micellar Solutions in a Mixed Nonionic Fluorinated Surfactants System and the Effect of Oils / S.S. Sharma, D.P. Acharya, K. Aramaki // Langmuir. - 2007. - V. 23. - P. 5324-5330.

50. Dreiss, C.A. Wormlike micelles: where do we stand? Recent developments, linear rheology and scattering techniques / C.A. Dreiss // Soft Matter. - 2007. - V. 3(8). - P. 956-970.

51. Hoffmann, H.A. Influence of Ionic Surfactants on the Viscoelastic Properties of Zwitterionic Surfactant Solutions / H. Hoffmann, A. Rauschera, M. Gradzielski, S.F. Schulz. // Langmuir. - 1992. - V. 8(9). - P. 2140-2146.

52. Harrison, D. Solution Behavior of the Zwitterionic Surfactant Octadecyldimethylbetaine / D. Harrison, R. Szule, M.R. Fisch // J. Phys. Chem. - 1998. - V.102(34). - P. 6487-6492.

53. McCoy, T.M. Structural evolution of wormlike micellar fluids formed by erucyl amidopropyl betaine with oil, salts and surfactants / T.M. McCoy, A. Valiakhmetova, M.J. Pottage, C.J. Garvey, Liliana de Campo, C. Rehm, D.A. Kuryashov, R.F. Tabor // Langmuir 2016. - V. 32(47). - P. 12423-12433.

54. Kumar, R. Photogelling fluids based on lightactivated growth of zwitterionic wormlike micelles / R. Kumar, S.R. Raghavan // Soft Matter. - 2009. - V. 5(4). - P. 797-803.

55. Исмагилов, И.Ф. Влияние электролита на мицеллообразование и реологические свойства водных растворов олеилметилтаурата натрия / И.Ф. Исмагилов, Д.А. Куряшов, Б.Р. Вагапов, Н.Ю. Башкирцева // Вестник технологического университета. - 2014. - Т.17. - №18. - С. 46-50.

56. Schubert, B.A. The Microstructure and Rheology of Mixed Cationic/Anionic Wormlike Micelles / B.A. Schubert, E.W. Kaler, N.J. Wagner // Langmuir. - 2003. - V. 19(10). - P. 4079-4089.

57. Малкин, А.Я. Реология: концепции, методы, приложения / А.Я. Малкин, А.И. Исаев. - СПб: Профессия, 2007. - 558 с.

58. Sharma, S.C. Viscoelastic Wormlike Micelles in Mixed Nonionic Fluorocarbon Surfactants and Structural Transition Induced by Oils / S.C. Sharma, R.G. Shrestha, L.S. Kumar, K. Aramaki // J. Phys. Chem. B. - 2009. - V.113. - P. 1615-1622.

59. Anachkov, S.E. Viscosity Peak due to Shape Transition from Wormlike to Disklike Micelles: Effect of Dodecanoic Acid / S.E. Anachkov, S.G. Gergana, L. Abezgauz, D. Danino, P.A. Kralchevsky // Langmuir. - 2018. - V.34. - P. 4897-4907.

60. Магадова, Л.А. Нефтепромысловая химия. Технологические аспекты и материалы для гидроразрыва пласта: учеб. пособие для вузов / Л.А. Магадова, М.А. Силин, В.Н. Глущенко. - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. -423 с.

61. Кристеа, Н. Подземная гидравлика / Н. Кристеа: перевод с рум. инж. А.С. Владиславлева; под ред. В.А. Евдокимова. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - Т. 1. -343 с.

62. Грачев, С.И. Оценка прироста дренируемых запасов нефти по скважинам при гидроразрыве пласта / С.И. Грачев, А.Г. Копытов, К.В. Коровин // И.В. Нефть и газ. - 2005. - №2. - С. 41-46.

63. Усачев, П.М. Гидравлический разрыв пласта / П.М. Усачев. - М.: Недра, 1986. - 164 с.

64. Ebinger, C.D. New fluids help increase effectiveness of hydraulic fracturing / C.D. Ebinger, E. Hunt // OGJ. - 1989. - V. 87. - No.23. - Р. 52-55.

65. Силин, М.А. Промысловая химия: учебное пособие / М.А. Силин, Л.А. Магадова, Л.И. Толстых, Л.Ф. Давлетшина, В.А. Цыганков, Ю.А. Тополюк, Д.Н. Малкин, М.А. Черыгова. - М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2016. - 350 с.

66. Fink, J.K. Oil Field chemicals / J.K. Fink. - USA, Elsevier Science, 2003. - 495 p.

67. Рябоконь, С.А. Жидкости-песканосители для гидроразрыва пласта / С.А. Рябоконь, А.С. Нечаев, Е.В. Чагай. - М.: ВНИИОЭНГ, 1987. - Вып. 14(143). - 52 с.

68. Пат. 2701675 РФ, МПК С09Л 8/588. Поперечно-сшитый гель на основе акриламидного полимера или сополимера и композиции разжижителя, а также способы их применения / Ц. Ли, Р. Теллакула, С. Розенкранс. - №2016129201; заявл. 30.12.2014; опубл. 30.09.2019; Бюл. №28.

69. Sullivan, P.F. Optimization of a viscoelastic surfactant (VES) fracturing fluid for application in high-permeability formations / P.F. Sullivan, B. Gadiyar, R.H. Morales, R.A. Holicek, D.C. Sorrells, J. Lee, D.D. Fischer // SPE 98338, 2006.

70. Samuel, M. Viscoelastic Surfactant Fracturing Fluids» Applications in Low Permeability Reservoirs / M. Samuel, D. Polson, D. Graham, W. Kordziel, T. Waite, G. Waters, P.S. Vinod, Dan Fu, R. Downey // SPE 60322, 2000.

71. Миллер, M. Гидравлический разрыв и создание капсулированных разрушителей / М. Миллер, К. Дисмюк // Российский химический журнал. - 2003. - №4. - С. 78-91.

72. Арбузов, В.Н. Анализ эффективности и особенности технологии проведения гидроразрыва пласта на Барсуковском нефтяном месторождении (ЯНАО) / В.Н. Арбузов, И.В. Шарф, Н.В. Крепшина, О.С. Чернова. - Томск. - 2016. - 17 с.

73. Силин, М.А. Бесполимерная технологическая жидкость для гидроразрыва пласта на основе вязкоупругих поверхностно-активных веществ / М.А. Силин, Л.А. Магадова, Д.Н. Малкин, П.К. Крисанова, С.А. Бородин, Фан Ву Ань. // ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ. - 2017. - №5. - С. 36-44.

74. Boyer, C.M. Application of Fracturing in Appalachian Basin Reservoir / C.M. Boyer, S. Glenn, B. Claypool, S.D. Weida, C.D. Crain // SPE 9806, 2005.

75. Fontana, C. Successful Application of High Temperature Viscoelastic (VES) Fracturing Fluids Under Conditions in Patagonian Wells, San Jorge Basin / C. Fontana, E. Muruaga, D. Perez, G. Cavazzoli, A. Krenz // SPE 107277, 2007.

76. Mathis, S.P.VES Fluid Allows Minimized Pad Volumes and Viscosity to Optimize Frac-Pack Geometry: Completion Type Evolution in Barbara Field, Central Adriatic

Sea / S.P. Mathis, E. Pitoni, G. Ripa, G. Ferrara, A. Conte, M. Ruzic // SPE 78317, 2002.

77. Sullivan, P.F. Optimization of a Viscoelastic Surfactant (VES) Fracturing Fluid for Application in High-Permeability Formations / P.F. Sullivan, B. Gadiyar, R.H. Morales, R. Hollicek, J. Lee, D. Fischer // SPE 98338, 2006.

78. Schlumberger. [Электронный ресурс]. - URL: https://www.slb.com/search#q=QearFrac&t=slbcom (дата обращения: 14.01.2020).

79. Пат. 2591001 РФ, МПК C09K 8/68. Композиция для приготовления вязкоупругой технологической жидкости для гидроразрыва пласта. / А.И. Шипилов, А.И. Миков, Е.В. Крутихин, Н.В. Бабкина. - №2015119613/05; заявл. 26.05.2015; опубл. 10.07.2016; Бюл. №19.

80. Pat. 5964295 US, C09K 8/62. Methods and compositions for testing subterranean formations / J.E. Brown, R.J. Card, E.B. Nelson. 12.10.1999.

81. Pat. 5979555 US, C09K 8/62. Surfactants for hydraulic fractoring compositions / J.F. Gadberry, M.D. Hoey, N.R. Frankli, Del Carmen Vale Glenda, F. Mozayeni 09.11.1999.

82. Pat. 5551516 US, C09K 8/62. Hydraulic fracturing process and compositions / W.D. Norman, J.J. Raymond, E.B. Nelson. 03.09.1996.

83. Pat. 5979557 US, C09K 8/62. Methods for limiting the inflow of formation water and for stimulating subterranean formations / R.J. Card, J.E. Brown, P.S. Vinod, D.M. Willberg, M.M. Samuel, F.F. Chang. 09.11.1999.

84. Pat. 6239183 US, C09K 8/12. Method for controlling the rheology of an aqueous fluid and gelling agent therefor / R.F. Farmer, A.K. Doyle, Vale Glenda Del Carmen, J.F. Gadberry, M.D. Hoey, R.E. Dobson. 29.05.2001.

85. Молчанов, В.С. Растворы с контролируемыми вязкоупругими свойствами на основе олеата калия и модифицированного полиакриламида. автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: 02.00.06 / Молчанов Вячеслав Сергеевич. - М., 2008. - 23 с.

86. Pat. 2724080 CA, C09K 8/52. Internal breakers for viscoelastic surfactant fluids / L. Lijun, L. Li, A. Carlos 19.11.2009.

87. Pat. 2017223054 WO, C09K 8/584. Hydrophobized nanoparticles as breaker for viscoelastic surfactant gelled fluids / S.S. Shankar, Ya. Prahlad, H. Tianping, A. Gaurav, S. Pranjal. 28.12.2017.

88. Pat. 137687 MY, C09K 8/536. Methods for controlling the rheological properties of viscoelastic surfactants based fluids / J.C. Lee, E.B. Nelson, K. England, P. Sullivan 27.02.2009.

89. Силин, М.А. Кислотные обработки пластов и методики испытания кислотных составов: учеб. пособие для студентов вузов / М.А. Силин, Л.А. Магадова, В.А. Цыганков, М.М. Мухин, Л.Ф. Давлетшина. - М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2011. - 120 с.

90. Asiri, K.S. Stimulating naturally fractured carbonate reservoirs / K.S. Asiri, M.A. Atwi, O.J. Bueno, B. Lecerf // Oilfield Review. - 2013. - V. 25(3). - P. 4-17.

91. Сургучев, М.Л. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов: учебное пособие / М.Л. Сургучев, В.И. Колганов, А.В. Гавура. - М.: Недра, 1987. - 230 с.

92. Бурячок, С.А. Эффективная технология направленной кислотной обработки карбонатных коллекторов / С.А. Бурячок, А.В. Малыгин // Нефтегазовая вертикаль. - 2014. - № 20. - C. 31-35.

93. Taylor, D. Viscoelastic Surfactant based Self-diveriting Acid for Enhanced Stimulation in carbonate Reservoirs / D. Taylor, P.S. Kumar, Fu Diankui, M. Jemmali, H. Helou, F. Chang, S. Davies, Al-Mutawa Majdi // SPE 82263, 2003.

94. Al-Ghamdi, A. Impact of Acid Additives on the Rheological Properties of Viscoelastic Surfactants and Their Influence on Field Application / A. Al-Ghamdi, H.A. Nasr-El-Din, A. Al-Qahtani, M. Samuel // SPE 89418, 2004.

95. Lungwitz, B. Diversion and Cleanup Studies of Viscoelastic Surfactant-Based Self-Diverting Acid / B. Lungwitz, C. Fredd, M. Brady, M. Miller, Ali Syed, K. Hughes // SPE 86504, 2004.

96. Raghavan, S.R. Highly viscoelastic wormlike micellar solutions formed by cationic surfactants with long unsaturated tails / S.R. Raghavan, S. Kaler // Langmuir. - 2001. -V. 17(2). - P. 300-306.

97. Дияров, И.Н. Применение катионных поверхностно-активных веществ в составах для интенсификации добычи нефти / И.Н. Дияров, Н.Ю. Башкирцева, Д.А. Куряшов // Химия и химическая технология. - 2007. - Т.50. - №9. - С. 43-45.

98. Пат. 2311439 РФ, МПК С09К 8/24, С09К 8/52. Загущенные кислотные композиции и их применение. / Р. Добсон, Д. Мосс, Р. Премачандран -№2004134603/03; заявл. 18.04.2003; опубл. 27.11.2004; Бюл. №33.

99. Hanafy, A. New Viscoelastic Surfactant with Improved Diversion Characteristics for Carbonate Matrix Acidizing Treatments / A. Hanafy, H.A. Nasr-El-Din, A. Rabie, R. Ndong, Jian Zhou, Qi Qu. // SPE 180435, 2016.

100. Huang, T. Do Viscoelastic-Surfactant Diverting Fluids for Acid Treatments Need Internal Breakers? / T. Huang, J.B. Crews. // SPE 112484, 2008.

101. Pat. W0/2009/138910 US, C09K 8/60. Internal breakers for viscoelastic surfactant fluids / Lin Lijun, Li Leiming, Abad Carlos. 19.11.2009.

102. Pat. 2375121 GB, C09K 8/506. Consolidating substrates without loss of permeability using surfactants / C. Breen, F. Clegg, G.C. Maitland. 11.06.2002.

103. Pat. 6232274 US, C09K 8/506. Viscoelastic surfactant based gelling composition for wellbore service fluids / L.H. Trevor, J.T. Gareth, T. J. Gary. 15.05.2001.

104. Козин, В.Г. Подбор мицеллярных растворов на основе реагента КС-6 с использованием органических продуктов для повышения нефтеотдачи пластов / В.Г. Козин, Н.Ю. Башкирцева, О.А. Ковальчук // Вестник казанского технологического университета. - 2004. - №2. - C. 193-203.

105. Молчанов, В.С. Влияние концентрации полимера на свойства совместных сеток с цилиндрическими мицеллами поверхностно-активного вещества / В.С. Молчанов, Т.Н. Муругова, Т.С. Струкова, Ю.С. Ковалев, И.А. Макаров // Вестник казанского технологического университета. - 2013. - Т.16. - №3. - C. 126-128.

106. Pat. 2005107265 US, C09K 8/60. Methods For Controlling The Fluid Loss Properties Of Viscoelastic Surfactants Based Fluids / S. Philip, C. Yenny, C. Isabelle, D. Stephen, H. Trevor, W. Alexander. 19.05.2005.

107. Плетнева, В.А. Влияние полимерных цепей на реологические свойства растворов вязкоупругих поверхностно-активных веществ / В.А. Плетнева, В.С.

Молчанов, Д.Ю. Митюк, Ю.Ф. Гущина, О.Е. Филиппова // Башкирский химический журнал. - 2011. - Т.18. - №4. - С. 206-210.

108. Шашкина, Ю.А. Вязкоупругие свойства катионного поверхностно-активного вещества и его смеси с гидрофобно модифицированным полиакриламидом / Ю.А. Шашкина, О.Е. Филиппова, В.А. Смирнов, И.В. Благодатских, Н.А. Чурочкина, А.Р. Хохлов // Высокомолекулярные соединения. Серия А. - 2005. - Т.47. - №11.

- С. 2013-2021.

109. Молчанов, В.С. Исследование реологических свойств системы на основе полисахарида и анионного ПАВ для применения в качестве структурообразующего агента жидкости разрыва / В.С. Молчанов, Д.Г. Филенко, О.Е. Филиппова, Д.Ю. Митюк, Ю.Ф. Гущина // Башкирский химический журнал.

- 2010. - Т.17. - №3. - C. 141-145.

110. Pat. 2017342308 US, C09K 8/504. Fluid efficiency for viscoelastic surfactant based fluids with nanoparticles / Sangaru Shiv Shankar, Ya. Prahlad, H. Tianping, A. Gaurav, Al-Rabah Mohammed. 30.11.2017.

111. Gurluk, M.R The Effect of Different Brine Solutions on the Viscosity of VES Micelles / M.R. Gurluk, G.Wang, H.A. Nasr-El-Din, J.B. Crews // SPE 165164, 2013.

112. Ahmed Hanafy, Faisal Najem, Hisham A. Nasr-El-Din. Impact of Nanoparticles Shape on the VES Performance for High Temperature Applications // SPE 190099, 2018.

113. Afra, S. Characterization of Iron Interaction with Viscoelastic Surfactant VES-Based Stimulation Fluid / S. Afra, H. Samouei, H.A. Nasr-El-Din // SPE-194862, 2019.

114. Ozden, S. Nanomaterials-Enhanced High-Temperature Viscoelastic Surfactant VES Well Treatment Fluids / S. Ozden, L. Li, G.A. Al-Muntasheri, F. Liang // SPE-184551,2017.

115. Pat. 2016009982 US, C09K 8/145. Use of nano-sized phyllosilicate minerals in viscoelastic surfactant fluids / B. Crews James, Huang Tianping. 14.01.2016.

116. Mao, J. A novel gemini viscoelastic surfactant (VES) for fracturing fluids with good temperature stability / J. Mao, X. Yang, D. Wang, Y. Li, J. Zhao // The Royal Society of Chemistry. - 2016. - V. 6(91). - P. 26-32.

117. Zhang, Y. Preparation of a novel ultra-high temperature low-damage fracturing fluid system using dynamic crosslinking strategy / Y. Zhang, J. Mao, J. Zhao, X. Yang // Chemical Engineering Journal. - 2018. - V. 354. - P. 913-921.

118. Yang, C. Self-assembly properties of ultra-long-chain Gemini surfactant with high performance in a fracturing fluid application / C. Yang, Z. Hu, Z. Song, J. Bai, Y. Zhang, J. Luo et al. // Journal of Applied Polymer Science. - 2017. - V. 523. - P. 62-70.

119. Zhang, W. Development of a sulfonic gemini zwitterionic viscoelastic surfactant / W. Zhang, J. Mao, X. Yang, H. Zhang, J. Zhao, J. Tian, C. Lin, J. Mao // Chemical Engineering Science. - 2019. - V. 207. - P. 688-701.

120. Raghavan, S.R. Wormlike Micelles Formed by Synergistic Self-Assembly in Mixtures of Anionic and Cationic Surfactants / S.R. Raghavan, G. Fritz, E.W. Kaler // Langmuir. - 2002. - V. 18(10). - P. 3797-3803.

121. Куряшов, Д.А. Структура и вязкоупругие свойства смешанных мицеллярных растворов олеиламидопропилбетаина и анионного ПАВ: дис. канд. хим. наук: 02.00.11 / Кудряшов Дмитрий Александрович. - Казань, 2009. - 146 с.

122. Ghosh, S. Interaction between zwitterionic and anionic surfactants: Spontaneous formation of zwitanionic vesicles / S. Ghosh, D. Khatua, J. Dey // Langmuir. - 2011. -V. 27(9). - P. 5184-5192.

123. Идрисов, А.Р. Реологические свойства смешанных мицеллярных растворов цвиттерионного и катионного ПАВ / А.Р. Идрисов, Д.А. Куряшов, Н.Ю. Башкирцева, Р.Г. Тагашева, С.В. Бухаров, А.А. Мухаметзянова // Вестник технологического университета. - 2018. - №3. - С. 28-31.

124. Flood, C. Wormlike Micelles Mediated by Polyelectrolyte / C. Flood, C.A. Dreiss, V. Croce, T. Cosgrove, G. Karlsson // Langmuir. - 2005. - V. 21(17). - P. 7646-7652.

125. Oelschlaeger, C. Rheological Behavior of Locally Cylindrical Micelles in Relation to Their Overall Morphology / C. Oelschlaeger, G. Waton, S.J. Candau // Langmuir. -2003. - V. 19(25). - P. 10495-10500.

126. Raghavan, S.R. Highly Viscoelastic Wormlike Micellar Solutions Formed by Cationic Surfactants with Long Unsaturated Tails / S.R. Raghavan, E.W. Kaler // Langmuir - 2001. - V. 17(2) - Р. 300-306.

127. Молчанов, В.С. Влияние концентрации и температуры на вязкоупругие свойства водных растворов олеата калия / В.С. Молчанов, О.Е. Филиппова // Коллоидный журнал. - 2009. - Т.71. - №2. - С. 249-255.

128. Qiao, Y. Metal-Driven Viscoelastic Wormlike Micelle in Anionic/Zwitterionic Surfactant Systems and Template-Directed Synthesis of Dendritic Silver Nanostructures / Y. Qiao, Y. Lin, Y. Wang, Z. Li, J. Huang // Langmuir - 2011. - V. 27(5). - Р. 17181723.

129. Chu, Z. Wormlike micelles and solution properties of a C22 tailed amidosulfobetaine surfactant / Z. Chu, Y. Feng, X. Su, Y. Han // Langmuir. - 2010. -V. 26(11). - Р. 7783-7791.

130. Kumar, R. Wormlike micelles of a C22-tailed zwitterionic betaine surfactant: From viscoelastic solutions to elastic gels / R. Kumars, G.C. Kalur, L. Ziserman, D. Danino, S.R. Raghavan // Langmuir. - 2007. - V. 23(26). - P. 12849—12856.

131. Yang, J. Viscoelastic wormlike micelles and their applications / J. Yang // Current Opinion in Colloid & Interface Science. - 2002. - V. 7(5-6). - P. 276-281.

132. Afra, S. Characterization of Iron Interaction with Viscoelastic Surfactant VES-Based Stimulation Fluid / S. Afra, H. Samouei, H.A. Nasr-El-Din // SPE 194862, 2019.

133. Al-Nakhli, A.R. Interactions of Iron and Viscoelastic Surfactants: A New Formation-Damage Mechanism / A.R. Al-Nakhli, H.A. Nasr-El-Din, I.A. Al-Baiyat // SPE 0608, 2008.

134. Shu, Y. Interactions of Fe (III) and Viscoelastic-Surfactant-Based Acids / Y. Shu, G. Wang, H.A. Nasr-el-din, A. Texas, J. Zhou // SPE 165149, 2016.