Page 213 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 黄飞飞，等: 改性羟丙基瓜尔胶/表面活性剂复合压裂液 ·2359·

层水/模拟原油基质渗透率，按照式（2）计算压裂 HPG 疏水改性前后 FTIR 谱如图 3 所示。对比
液滤液的基质渗透率损害率。 HPG 和 HMHPG 红外光谱可见，HMHPG 相比于
–1
Q  L HPG 在 1017~1150、2914 cm 附近吸收峰均有明显
K  （1） –1
A P 加强。其中，1017~1150 cm 对应醚键 C—O—C 的
–1
2
3
式中：K—渗透率，μm ；Q—流体流量，cm /s； 伸缩振动吸收峰；2914 cm 附近为烷基内 C—H 的
μ—流体黏度，mPa·s；ΔP—岩心夹持器入口与出口 伸缩振动吸收峰。可见，HPG 通过醚化反应成功接
5
2
的压差，10 Pa；A—岩心横截面积，cm ；L—岩心 入了较长的疏水烷基支链。
长度，cm。
K  K
 /%= 1 2  100 （2）
K 1
式中：η—渗透率损害率，%；K 1 —油相/水相初始基
2
质渗透率，μm ；K 2 —损害后油相/水相基质渗透率，
2
μm 。
利用劈缝人造岩心〔将购买的岩心直接用切割
机沿轴向切成两半，在切面上固定铜丝，再用树脂

密封柱面和端面（铜丝支撑缝隙部分不涂胶，即留
2
缝）〕（孔隙度 22%，渗透率 1 μm ，较高的孔隙度 a—HPG；b—HMHPG
图 2 HPG 疏水改性前后照片
和渗透率有利于破胶液滤失和滤饼的形成）测试破 Fig. 2 Photos of HPG before and after hydrophobic modification
胶液对裂缝导流能力的损害率。裂缝面粘贴直径为
0.5 mm 的铜丝，模拟支撑剂。测试前用树脂密封岩
心柱面和端面，以保证破胶液只能沿裂缝壁面滤失，
并在裂缝壁面形成滤饼。由于上下两片岩心均固定
有铜丝，因此模拟裂缝的支撑宽度（w f ）为 2 根铜
丝的直径，即 1 mm；此时裂缝流动通道的横截面为
岩心直径与裂缝宽度所形成的矩形区域，其面积（A）
2
为 0.25 cm ；由此即可通过式（3）计算得到裂缝导
流能力（K f w f ）。
Q   L
Kw  w  （3）
f f f A P 图 3 HPG 疏水改性前后红外光谱
2
式中：K f w f 为裂缝导流能力（μm ·mm）；w f 为裂缝 Fig. 3 FTIR spectra of HPG before and after hydrophobic
modification
开度（宽度），mm；ΔP、Q、μ、L 和 A 与式（1）
中含义相同。 HPG 疏水改性前后热重分析曲线如图 4 所示。
以 5 mL/min 的排量向夹持器内注入去离子水， 测试温度范围 30~600 ℃，升温速率 10 ℃/min，氮
稳定后得到裂缝初始导流能力；将夹持器在 60 ℃ 气氛围。
下烘 8 h；对夹持器内岩心抽真空 2 h；以 5 mL/min
的排量向夹持器内注入破胶液 100 mL，出口加
2 MPa 回压；破胶液注入完成后关闭夹持器 2 h，模
拟滤失过程；再次以 5 mL/min 的排量向夹持器内注
入去离子水 20 min，稳定后得到伤害后裂缝导流能
力，参照式（2）基质渗透率损害率的计算方法，计
算得到裂缝导流能力损害率。

2 结果与讨论

2.1 HMHPG 的表征
图 4 HPG 疏水改性前后热重分析曲线
HPG 疏水改性前后外观形态如图 2 所示。相比
Fig. 4 TG curves of HPG before and after hydrophobic
于 HPG，HMHPG 色泽较淡，分散性更好。 modification