Revue sur les fluides de fracturation à base de surfactants viscoélastiques résistants à haute température : État de l'art et perspectives

Un fluide de surfactant viscoélastique (VES) est une partie importante d'un fluide de fracturation à base d'eau. Alors que l'exploration pétrolière et gazière s'étend vers des réservoirs profonds, à haute température et à faible perméabilité, le fluide de fracturation VES conventionnel montre de grandes limitations. Les mécanismes de résistance à haute température des fluides de fracturation VES résistants à haute température dans la littérature accessible au public ont été analysés sous cinq aspects : système de surfactant à chaîne simple, système de surfactant oligomérique, effet d'ion contre, système de surfactant mélangé et système VES amélioré par nanoparticules. Les performances de réduction de friction, de transport de sable, de rupture de gel et de dommages aux noyaux de ces systèmes ont été résumées. Les résultats montrent que les surfactants oligomériques avec une chaîne longue hydrophobe monoin saturée (>C21) sont les plus susceptibles d'être utilisés pour des fluides de fracturation VES dans des réservoirs à haute température, mais la charge des surfactants reste relativement élevée (3–5 % en poids). En réduisant la répulsion entre les groupes polaires pour diminuer effectivement la surface des groupes polaires, ou/et en pénétrant dans les cœurs non polaires sur la base de l'interaction hydrophobe pour augmenter le volume hydrophobe moyen des queues hydrophobes, les ions contre affectent les performances des VES. Les sels d'ions contre aromatiques sont des choix préférés pour améliorer la résistance à la température, la réduction de friction et les performances de sable en suspension des fluides VES. Les systèmes de surfactant/matériau synthétique mélangés basés sur l'interaction non covalente améliorent la résistance à la température des fluides VES et réduisent la charge des surfactants dans une certaine mesure. Basé sur le « pseudo-reliement » des nanomatériaux et des micelles en forme de ver, une très petite quantité de nanomatériaux peut améliorer la résistance à la température des fluides VES et réduire la charge des surfactants. La méthode la plus essentielle et efficace pour améliorer la résistance à la température des fluides VES pour la fracturation est la conception de la structure moléculaire basée sur la théorie du paramètre d'emballage. Cependant, le processus de synthèse ou le parcours nécessite encore une certaine optimisation pour réduire les coûts de production. De plus, étant donné les performances excellentes des fluides VES améliorés par des nanomatériaux, d'autres recherches devraient être menées sur le mécanisme d'influence du type de nanomatériaux et des caractéristiques géométriques sur les performances des VES, ainsi que sur la potentielle nocivité des nanomatériaux, afin de promouvoir l'application à l'échelle du terrain des fluides VES améliorés par les nanomatériaux.