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超支化压裂液稠化剂体系 一、前言 用于水力压裂的压裂液类型及其性能与造出一定尺寸、有导流能力的裂缝有密切关系,是影响压裂成败的重要因素,因此对压裂液的性能如增粘性、流变性、滤失性、摩阻损失、稳定性、地层伤害等方面均有严格的要求。其中作为提高压裂液粘度的增稠剂是压裂液的主要成份,长期以来人们对增稠剂的研究作了大量工作。国内外常用的增稠剂有三种：①天然植物胶及其衍生物；②纤维素衍生物；③合成水溶性聚合物。 在实施压裂增产的过程中，选择合适的压裂液体系，减少压裂液对储层和裂缝的伤害程度是提高单井产量的关键技术之一。水力压裂技术经过五十多年的发展，无论在压裂工艺技术和压裂液方面的发展都取得了很多重要的成果。 目前，我国使用较多的仍为植物胶压裂液体系，这一体系中水不溶物较多，即使采用一级羟丙基胍尔胶，其水不溶物也在8%以上，同时残渣也较多，这对地层和裂缝的伤害较大；而且交联条件为弱碱性，不适合于酸性地层。鉴于这些原因，我们研制开发了超支化分子压裂液体系即携砂压裂双性聚酸胺盐。 二、超支化分子压裂液体系简介 超支化分子压裂液体系完全避免了植物胶压裂液高伤害、高摩阻和常规聚合物压裂液不耐剪切、破胶不彻底等问题。并且具有低残渣、易返排、对地层伤害小的特点。 超支化分子压裂液体系中采用的稠化剂，是经特殊工艺生产合成的。在稠化剂的合成过程中，我公司引入了磺酸抗盐单体，以适应各地区水质的不同，同时还引入大分子疏水单体，尤其是引入支链剂用以改变线性分子结构成为枝型分子结构，具有很强的抗温耐剪切性。 由于该稠化剂为人工合成，因此不像植物胶那样含有大量水不溶物，稠化剂在压裂液原液中完全溶解，水不溶物基本为零，不含有固相成分，所配出的压裂液原液晶莹透亮，破胶后残渣含量较植物胶压裂液体系大大降低，具有残渣含量少、使用粘度低、携砂性能好、成本低、易返排等特点，广泛适用于各类储层的增产改造。 超支化分子压裂液体系的交联剂不含铬，为无污染的环境友好型产品，自身为弱酸性交联产品。 三、超支化分子压裂液体系研发 针对油田压裂工艺应用的要求，通过立项、室内研发、工厂规模化生产及现场应用施工，开发了超支化分子压裂液体系的系列添加剂。 1、稠化剂 稠化剂产品实物照片 此稠化剂特点如下： （1）水溶性好，在300-400r/min搅拌器中，30min溶解彻底，无“鱼眼”，即可满足使用要求。 （2）增粘效果好，0.4%的稠化剂溶液的表观粘度大于50mPa.s。 （3）交联适应于PH为4-7的基液。 （4）体系交联形成的胶体可用氧化性破胶剂过硫酸铵彻底破胶，破胶后液体粘度小于5mPa.s。 （5）由于基液对矿化度有很好的容忍性，可抵抗各种细菌的侵蚀，不易腐败变质，所以在整个体系勿需加入杀菌剂。 （6）一般来讲，聚合物的抗盐性能是较差的，经过特殊工艺开发的本套体系可以适应3%以下的KCl防膨剂。 0.4%稠化剂的基液 1、超支化分子压裂液体系交联剂。 根据工艺要求，研发了可以在酸性条件下交联的交联剂。同时为了使超支化分子压裂液体系能够在深井超深井中更好推广应用，针对降低摩阻的问题，开发了一种交联延缓剂。该助剂的加入有利于离子的络合，并可将交联时间调整到30-180s之间，可以满足高温深井施工的要求。 2、超支化分子压裂液体系破胶剂 不论是植物胶体系，还是普通聚合物压裂液，低温破胶一直是一个比较难解决的问题。经过反复研究，开发了一种适用于低温（30-60℃）的胶囊破胶剂，使这一体系更加完善。 超支化分子压裂液体系主要技术指标 项目 产品指标 稠化剂 交联剂 外 观 白色或类白色粉末 无色液体 固含量 90% ≥10% 粒 度 ≤0.5mm ? 溶解性 完全溶解 ? 室内粘度，0.4% ≥20mPa.s ? 降阻性能 摩阻为清水摩阻的25-35% 四、超支化分子压裂液体系的性能 超支化分子压裂液体系的基本配方为： 0.4%稠化剂 +0.5%助排剂 +3%防膨剂+0.3%交联剂+0.05-0.1%破胶剂 1、超支化分子压裂液体系的交联性能： 压裂液经过交联后能大幅度提高其粘度和耐剪切性能，从而提高其携砂性，提高压裂液体系的工作效率，为压裂施工的成功提供保证。 配制0.4%稠化剂的基液，基液和交联剂的交联比为100:0.6，交联体系的pH值为5-6，可形成良好的冻胶，形成的冻胶为无色透明胶体，强度高。 2、超支化分子压裂液体系的流变性能 以下为流变数据粘温曲线图，第一幅图，没有加入防膨剂，175℉折算79℃,170s-1经过60分钟的剪切，粘度仍能保持在50mPa.s左右。第二幅图，加入3%的防膨剂，在90 ℃ 左右