摘要：針對濃縮膠對支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害影響，本文通過對瓜膠接枝性能的改性研究，開發(fā)新一代含有親油基團(tuán)的改性瓜膠壓裂用增稠劑，結(jié)果表明：壓裂用增稠劑在120℃以下耐溫性能良好，隨著壓裂用增稠劑濃度和溫度的增加，其殘渣含量也不斷增加，同濃度的壓裂用增稠劑耐溫性能要好于HGP，壓裂用增稠劑與交聯(lián)劑JK1005的交聯(lián)效果最好，并且其耐溫性也較高。

關(guān)鍵詞：壓裂液;瓜膠;凍膠;儲層改造

由于濃縮膠對支撐裂縫導(dǎo)流能力有傷害作用，所以人們主要從兩個方面降低其傷害能力。一方面，在現(xiàn)有的普通的壓裂液技術(shù)基礎(chǔ)上，加強(qiáng)破膠機(jī)理研究，研制性能更加高效的、可以均勻鋪展的破膠劑;另一方面，在現(xiàn)有的破膠技術(shù)基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對瓜膠接枝性能的改性研究，開發(fā)新一代的含有親油基團(tuán)的改性瓜膠（壓裂用增稠劑改性瓜膠），在新一代壓裂液凍膠中達(dá)到同樣的性能，壓裂用增稠劑改性瓜膠的使用濃度比以往普通的羥丙基瓜膠（HPG）和普通的改性瓜膠（CMHPG）的使用濃度低20%～50%。

1 室內(nèi)實驗

1.1 試驗儀器及材料

（1）實驗儀器：Brookfield粘度計，LDF型離心機(jī)，DT-02A 電子天平，LYH-SX烘干箱，Brookfield流變儀，SC-15A恒溫水域槽，ML-100無因混調(diào)儀，PH-23便挾式酸堿度儀。

（2）實驗材料：壓裂用增稠劑， HPG，JK1003，JK1004，JK1005，GMS，DM-1，BJ-1，石英砂，35-50目，PJ-101，去離子水。

1.2 實驗內(nèi)容：

（1）壓裂用增稠劑的粘溫性能評價

分別測量不同溫度下（50℃、90℃、120℃、150℃、170℃）、不同濃度的壓裂用增稠劑（0.15%、0.18%、0.30%、0.40%、0.60%）的粘度-溫度曲線，研究壓裂用增稠劑的粘溫性能。

（2）壓裂用增稠劑的溶解性能研究

測定增粘劑在不同溫度下在水中不溶物的含量，進(jìn)而表征壓裂用增稠劑的溶解性能。

（3）增稠劑壓裂用增稠劑在不同濃度下交聯(lián)性能研究

使用流變儀測試不同濃度下壓裂用增稠劑的流變性、剪切穩(wěn) 定性、耐溫性和殘渣含量。

（4）增稠劑壓裂用增稠劑凍膠性能研究

測試不同增稠劑的流變性、剪切穩(wěn)定性、耐溫性和殘渣含量。

（5）不同交聯(lián)劑與壓裂用增稠劑交聯(lián)性能研究

對等濃度壓裂用增稠劑與不同交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，測定交聯(lián)后凍膠的耐溫性和攜砂性。

2實驗結(jié)果與討論

2.1壓裂用增稠劑的粘溫性能評價

通過實驗考察不同溫度、不同濃度的壓裂用增稠劑的粘度-溫度曲線。當(dāng)溫度為50℃和90℃時，即溫度稍低時，粘度變化不明顯，分別保持在150mPa·s和300mPa·s，此時溫度對粘度影響不大;當(dāng)溫度超過120℃之后，溫度對粘度影響很大。隨著時間的增加，粘度從700mPas不斷下降，在120℃時下降到300 mPa·s左右，在150℃和170℃時粘度下降到200mPa·s左右。說明壓裂用增稠劑在120℃以下耐溫性能良好，此時粘度變化不大;溫度再升高，粘度會不斷下降。實驗表明它的耐溫范圍是可以滿足現(xiàn)場的需求的，能夠找到壓裂用增稠劑的作為主體增稠劑。

2.2壓裂用增稠劑的溶解性能評價

常規(guī)瓜膠HPG和改性瓜膠壓裂用增稠劑的含水率、表觀粘度、水不溶物測量結(jié)果表明，壓裂用增稠劑的水不溶物的含量的是HPG的1/3，要比常規(guī)的瓜膠低五個百分點(diǎn)，產(chǎn)生這種效果的因為是這兩種增粘劑結(jié)構(gòu)上的差異，羥丙基瓜膠的取代基團(tuán)是羥丙基，而壓裂用增稠劑的取代基團(tuán)為羥丙基和鈉羧甲基。由于壓裂用增稠劑的兩個不同的基團(tuán)，使其的極性增強(qiáng)，水溶性增大，水不溶物降低后，它的破膠摻雜就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)的增稠劑。通過對水不溶物的對比，壓裂用增稠劑的水溶液要比HPG的水溶液的殘渣含量低30%～50%，從而達(dá)到降低對地層的二次傷害。

2.3增稠劑壓裂用增稠劑在不同濃度下交聯(lián)性能研究

隨著壓裂用增稠劑濃度和溫度的增加，其殘渣含量也不斷增加。隨著溫度的增加，粘度下降的梯度越來越大，粘度下降趨勢逐漸增加。但剪切速率在170 s-1時的凍膠持續(xù)時間仍可以滿足現(xiàn)場要求。所以在現(xiàn)場中應(yīng)用時為了，減少殘渣對底層的傷害，應(yīng)該選擇合適的濃度。

2.4增稠劑壓裂用增稠劑凍膠性能研究

從實驗結(jié)果可以看出，在同種交聯(lián)劑的作用下，同濃度的壓裂用增稠劑耐溫性能要好于HGP。當(dāng)壓裂用增稠劑濃度變化時，耐溫性能隨著濃度的增加而增加。從挑掛實驗圖可以看出，壓裂用增稠劑凍膠在90℃時比較粘稠，仍有很好的粘度，證明其有良好的耐溫性能。

2.5不同交聯(lián)劑與壓裂用增稠劑交聯(lián)性能研究

不同交聯(lián)劑的交聯(lián)情況結(jié)果表明，壓裂用增稠劑與交聯(lián)劑JK1005的交聯(lián)效果最好，并且其耐溫性也較高。經(jīng)分析得知，JK1005中含有抗高溫的有機(jī)鈦等添加劑。

三乙醇胺異丙基鈦酸酯在堿性溶液中水解，生成的六羥基合鈦酸根陰離子與壓裂用增稠劑的鄰位順式羥基絡(luò)合形成三乙醇絡(luò)合物凍膠。

它的三乙醇胺具有豐富的羥基，一方面提供了鈦酸酯進(jìn)行堿性水解生成鈦酸根陰離子所需的堿性環(huán)境，另一方面三乙醇胺上的羥基干擾聚糖上的羥基與鈦絡(luò)合而使交聯(lián)作用延緩。

3 結(jié)論

（1）壓裂用增稠劑在120℃以下耐溫性能良好;

（2）壓裂用增稠劑的水不溶物的含量的是HPG的1/3，要比常規(guī)的瓜膠低五個百分點(diǎn);

（3）隨著壓裂用增稠劑濃度和溫度的增加，其殘渣含量也不斷增加。剪切速率在170 s-1時的凍膠持續(xù)時間仍可以滿足現(xiàn)場要求。

（4）在同種交聯(lián)劑的作用下，同濃度的壓裂用增稠劑耐溫性能要好于HGP。

（5）壓裂用增稠劑與交聯(lián)劑JK1005的交聯(lián)效果最好，并且其耐溫性也較高。

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作者簡介：曾雙紅，女，1983年6月出生，湖南省婁底市，漢族，工程師，2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)于遼河油田鉆采工藝研究院從事酸化壓裂工作。

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