Page 184 - 精细化工2020年第2期

·386· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

Key words: dry powder thickener; slurry thickener; dissolution time; temperature and shear resistance; low
residue; oil field chemicals

压裂液是油气井增产、水井增注的一项重要技 公司；甲醇、乙二醇、丁醇、丙二醇、过硫酸铵（APS）、
术措施 [1-5] 。由于环保和成本方面的原因，目前施工 KCl、Na 2 S 2 O 3 、Na 2 CO 3 ，分析纯，成都科隆化工有
现场水基压裂液的配液工艺大多为连续混配，使用 限公司。
干粉类稠化剂时存在劳动强度大、易形成粉尘、稠 DF-101S 恒温水浴锅，郑州长城科工贸有限公
化剂混合不均匀、溶解时间较长、易形成“鱼眼” 司；BSA223S-CW 电子天平，赛多利斯科学仪器（北
等缺陷，解决这些技术问题的关键在于改变稠化剂 京）有限公司；RS6000 高温流变仪（密闭圆筒系统、
的形态 [6-8] 。自 20 世纪 90 年代，油田工作者先后研 PZ38 转子），德国 HAAKE 公司；Fann35 六速旋转
发了无固相表面活性剂、有机酯复配体系悬浮剂以 黏度计，青岛海通达专用仪器有限公司；吴茵混调
及无固相聚合物悬浮剂，以柴油为携带液配制的羟 器，北京瑞亿斯科技有限公司。
丙基胍胶浓缩液和以聚丙烯酸酯高分子乳化剂制备 1.2 超分子聚合物浓缩稠化剂的制备
的胍胶类乳液态浓缩压裂液 [9-10] 。常规胍胶压裂液 将 26.9 g 液体石蜡、30.4 g 甲醇、2.4 g 乳化剂 B
存在水不溶物含量较高、对地层伤害较大等缺点； 和 0.3 g 分散剂 TW60 混合搅拌均匀，得到以液体石
而超分子聚合物稠化剂在水溶液中可形成较强的网 蜡为外相的乳化液；向乳化液中加入 40 g 超分子聚合
络结构，使其配制的压裂液具有良好的耐温耐剪切 物类粉剂稠化剂 BCG-1H，在常温 25 ℃、800 r/min
性能、悬砂性能，且能够彻底破胶，残渣含量极低， 的条件下搅拌 50 min 后得到浓缩稠化剂 HBCG。
但鲜有以粉状超分子聚合物为基础配制浓缩压裂液 1.3 溶解性能评价方法
稠化剂的相关报道 [11-12] 。将超分子聚合物粉剂配制 取 200 mL 自来水倒入吴茵混调器中，在
成浓缩液，有望提高稠化剂的溶解性能，满足压裂 300 r/min 下向水中加入 HBCG，配制 10 g/L 的
液连续混配的要求。 HBCG 溶液，HBCG 完全加入后开始计时，观察漩
基质的黏度是影响稠化剂浓缩液稳定性的因素 涡闭合时间，此时间即为 HBCG 的起黏时间，待漩
之一 [8-9] 。而基质黏度的大小与外相油类、内相的体 涡闭合后继续搅拌 10 min 后倒出，用六速旋转黏度
积分数、乳化剂种类等因素有关。其中，起决定性 计在 100 r/min 的条件下测试液体的表观黏度，并记
作用的是外相油类，外相油类的熔点高、黏度大、 录数据。
[7]
韧性高、硬度高，则乳化基质的黏度随之增加 。 按照上述方法配制 4 g/L 的 BCG-1H 溶液。
因此，本文在超分子聚合物 BCG-1H 的基础上，采 1.4 HBCG 配制压裂液性能评价方法
用黏度较大的液体石蜡作为外相，自制的聚丙烯酸 1.4.1 压裂液的制备
酯类表面活性剂作为乳化剂，膨胀系数小的醇类作 不同温度下压裂液的推荐配方见表 1。

为内相，制备出一种浓缩稠化剂，通过正交实验对
表 1 不同温度储层推荐压裂液配方
浓缩稠化剂各组分进行了优选、对用量进行了优化， Table 1 Fracturing fluid recommended formulations for
并对其配制的压裂液进行了耐温耐剪切、破胶等相 reservoirs of different temperatures
关性能的测试。 编号 使用 压裂液配方
温度/℃
1 实验部分 1 60 8 g/L HBCG+10 g/L KCl+1 g/L
破乳剂+2.5 g/L B-55
2 120 12 g/L HBCG+10 g/L KCl+1 g/L
1.1 试剂与仪器 破乳剂+3.5 g/L B-55
超分子聚合物 BCG-1H（带有疏水基团的丙烯 3 170 16 g/L HBCG+10 g/L KCl+1 g/L Na 2S 2O 3+1 g/L
酰胺类共聚物）、稠化增效剂 B-55（阴离子表面活 破乳剂+5.0 g/L B-55
性剂）、有机硼交联剂（硼酸盐络合物）、乳化剂 B 4 120 4.8 g/L BCG-1H+10 g/L KCl+3.5 g/L B-55
（聚丙烯酸酯类），工业品，成都佰椿石油科技有限 5 120 3.5 g/L HPG+10 g/L KCl+0.5 g/L Na 2CO 3+
5.0 g/L 有机硼交联剂
公司；羟丙基胍胶（HPG），工业品，昆山石油物资
有限公司；司班 80（SP80）、吐温 60（TW60）、烷 表 1 中 1 号为适用于 60 ℃以下储层的压裂液基
基酚聚氧乙烯醚（TX-10、OP-10）、十二烷基硫酸 液配制方法：量取 500 mL 自来水，倒入吴茵混调器
钠（SDS）、液体石蜡、破乳剂 L64（聚氧乙烯聚氧 中。调节搅拌器转速至液体形成的漩涡可以见到搅
丙烯嵌段共聚物），工业品，江苏海安石油化工有限 拌器浆叶中轴顶端为止。按照配方分别加入 4 g HBCG、