Page 204 - 《精细化工》2020年第4期

·838· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

存在粗主干和细分支，既能发挥支撑作用，又可以
吸附和包裹大量水分子，产生较大的形变阻力，宏
观上表现出良好的增黏特性；与基液相比，加入 PEI
形成的交联酸具有较为明显的立体网状结构。这主
要是聚合物分子链内或链间通过物理缠绕或化学交
联作用形成超分子聚集体，这些聚集体又相互碰撞
形成更大范围和更致密的网络结构，导致吸附和包
裹水分子能力明显增强，从而较好地保证了体系的
耐高温性能和抗剪切性能 [28] 。因此，对于分布在交
联酸立体网状空间中的复合酸 EA-1，除了 EA-1 有
机复合酸液中氢离子本身电离较慢之外，交联体系
形成的致密网络结构也能有效降低氢离子向地层岩
石表面迁移速度，从而降低交联酸的溶蚀速率，有
利于提高酸液使用效率及有效作用距离。

a—基液; b—交联酸 EAC-1

图 6 基液与交联酸 EAC-1 扫描电镜图
Fig. 6 SEM images of base solution and
crosslinked acid EAC-1

2.4 破胶性能
向交联酸样品中（未添加破胶剂）加入过量的
碳酸钙粉末置于 90 ℃的水浴锅中反应 24 h，与新鲜
交联酸液相比，反应后的残酸（pH>3）黏度由
288 mPa·s 下降至 37 mPa·s，说明该交联酸液在与碳
酸钙粉末反应的过程中，酸液黏度产生了较大的损
失。然后，将质量分数为 0.02%破胶剂过硫酸铵加
入到另一份交联酸样品中，在 90 ℃水浴锅中放置 4 h，
观察交联酸破胶情况。结果表明，交联酸体系破胶
均匀，无残渣，黏度由 291 mPa·s 降至 4.2 mPa·s。
因此制得的交联酸 EAC-1 具有较好的破胶效果，易
返排，有助于降低地层污染。
2.5 交联酸反应动力学实验结果分析
在压力 7.0 MPa、岩盘转速 300 r/min 和 90 ℃下

进行了酸岩反应动力学实验。表 1 为不同浓度的复
a—无 PEI; b—w(PEI) = 0.08%; c—w(PEI) = 0.10%; d—w(PEI) = 合酸 EA-1、交联酸 EAC-1、交联酸 HC-1 与碳酸盐
0.12%
图 5 交联剂 PEI 质量分数对交联酸黏弹性的影响 岩的反应动力学实验数据。
Fig. 5 Effect of PEI mass fraction on viscoelasticity of 根据质量作用定律，当温度、压力恒定时，酸
crosslinked acid
岩 反应速 率与 酸液浓 度适 当次方 成正 比， 即
图 6 为交联酸基液及交联酸的冷场扫描电镜 J=KC m[29-30] ，两边取对数得 lgJ=lgK+mlgC，作出 lgJ
图。对比分析交联酸基液（图 6a）和交联酸（图 6b） 与 lgC 的关系曲线并进行线性拟合，即可根据斜率
的微观结构可以看出，未加 PEI 的交联酸基液微观 及截距分别求得反应级数 m 与反应速率常数 K，结
形态呈现为稀疏的似“鱼刺状”聚集体。每一聚集体 果见表 2。