Page 185 - 精细化工2020年第2期

第 2 期 魏 俊，等: 超分子聚合物类清洁压裂液用浓缩稠化剂的制备及性能 ·387·

5 g KCl、0.5 g L64，在加完全部添加剂后继续搅拌 质量比为 1∶1）中的分散效果，其中分散剂的质量
5 min，形成均匀的溶液即可。 分数为 2%。
压裂液：取上述基液 100 mL，按比例加入稠化
表 2 不同分散剂分散性能比较
增效剂 0.25 g B-55，搅拌均匀即为压裂液。
Table 2 Comparison of dispersion properties of different
2~4 号压裂液配方按照上述方法配制。5 号 HPG dispersants
压裂液基液按照上述方法配制，需要配制冻胶压裂 分散助剂

液时加入有机硼交联剂即可。 TW60 SP80 TX-10 OP-10 SDS
1.4.2 耐温耐剪切性能测试 效果 均匀，不分层 均匀，分层 不均匀 不均匀 不均匀

取 70 mL 压裂液倒入高温流变仪的旋转圆筒测 由表 2 可知，TW60、SP80 具有较好的分散性，
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试系统，采用 PZ38 的转子，在 170 s 剪切速率及
因为它们同时具有亲油亲水基团，具有较好的两亲
对应温度下，对压裂液进行耐温耐剪切性能测试。
性；而其他几种分散助剂在液体石蜡中的溶解性较
1.4.3 悬砂性能测试方法
差，不能充分发挥乳化分散作用。但由于 SP80 与体
1.4.3.1 单颗粒沉降法
系的配伍较差，放置后乳化液会出现分层的情况，
采用落球黏度计测试单颗粒的沉降速率，将待
因此，最终选用 TW60 作为分散剂。
测液体加入内筒中，打开已升温至 95 ℃的循环水
2.1.2 内相的优选
浴进行循环。将直径为 3.5 mm 的陶粒由上端内筒口
超分子聚合物的亲水性极强，因此选用膨胀系
放入，当颗粒沉降至上方的刻度线时开始计时，到
数较小的醇类作为内相，本文测试了几种醇与液体
达下方的刻度线则计时结束，计算颗粒沉降速率，
石蜡配制的乳化液性能，对醇进行优选，实验结果
重复 5 次取平均值。
见表 3。乳化液中各组分的质量分数分别为：乳化
1.4.3.2 量筒法
剂 B 占 2%，分散剂 TW60 为 1%，液体石蜡为 77%，
取配制好的压裂液 200 mL 倒入吴茵混调器中，
醇为 20%。
调节吴茵混调器转速至低速挡，取 50 mL 20~40 目的

陶粒，将其均匀缓慢地加入到搅拌杯中，搅拌均匀 表 3 不同种类的醇配制乳化液的性状
后，立即转移至量筒中，将量筒放入 95 ℃恒温烘箱 Table 3 Character test of emulsions prepared by different
中恒温并开始计时，记录陶粒全部沉底所用的时间。 kinds of alcohols
1.4.4 破胶性能测试方法 醇种类
甲醇 乙醇 丁醇 乙二醇
取配制好的压裂液 400 mL 分成两份并编号，
稳定、均 稳定、均 稳定、黏度
分别按照 0.2、0.3 g/L 的加量加入破胶剂过硫酸铵， 性能 不稳定
质、流动性好 质、流动性好 大、流动性差
搅拌均匀后置于水浴锅中恒温（1 号配方压裂液破
胶温度 60 ℃，2 号、3 号配方压裂液使用温度已超 从表 3 可以看出，甲醇、乙醇与液体石蜡具有
过 100 ℃，因此，破胶温度选用 95 ℃），测试压裂 更好的相亲性，因此，将其作为内相配制的乳化液
液黏度随时间的变化情况。 都较为稳定、均匀且具有良好的流动性。从经济成
1.4.5 破胶液性能测试方法 本方面考虑，本文选用甲醇作为内相物质。
向 500 mL 压裂液中加入 0.5 g/L 的破胶剂 APS， 2.1.3 乳化液最佳配方确定
搅拌均匀后置于 95 ℃水浴锅中恒温，待其完全破 通过优选实验，确定了分散剂和内相，以乳化液
胶（破胶液黏度≤6 mPa·s）后，采用孔径为 0.020 mm 的稳定性作为选择标准，对各项物质的用量进行正
的微孔滤膜将破胶液进行抽滤，抽滤后将滤膜置于 交实验。具体参数设计见表 4，优选配方结果见表 5。
105 ℃的烘箱中干燥 2 h，滤膜抽滤前后的质量差即
为残渣质量。作两组平行实验，残渣含量取两组测 表 4 正交实验设计表
Table 4 Orthogonal experimental design table
试的平均值。
水平
BCG-1H、HBCG 和 HPG 配制的压裂液破胶液 因素
1 2 3
性能均按上述方法测试。 液体石蜡/g 35.0 45.0 55.0
甲醇/g 62.5 51.0 39.5
2 结果与讨论 乳化剂 B/g 2.0 3.0 4.0
分散剂 TW60/g 0.5 1.0 1.5
2.1 浓缩稠化剂配方优选
2.1.1 分散助剂的筛选 由表 4 和表 5 可以看出，当液体石蜡用量较大
表 2 列出了几种分散剂在液体石蜡-甲醇（两者 时，形成的乳化液黏度大、稳定性好，随着外相液