Page 218 - 《精细化工》2022年第1期

·208· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

纤维结构，黏度急剧增加，说明随着稠化剂 UC 22-OH
质量分数的增加，溶液中聚集体的形态由分散的米
粒状生长成相互缠绕的丝状纤维空间结构，引起体
系表观黏度的增加，提高了压裂液的抗温能力。由
图 3c 可知，加入 UC 22 -OH 稠化剂，压裂液形成了
致密的空间网络结构，这是由于分子结构中存在的
羟基通过分子间的氢键作用力增强了胶束聚集体的
结构 [19] 。对比图 3c、d 可知，UC 22 -OH 清洁压裂液
在高温、高剪切力的作用下，相互缠绕的空间网络
结构被破坏，表观黏度下降，这是由于在高温下分
子的热运动和溶解度增加，减弱了分子间的作用
力，导致自组装形成的胶束聚集体发生解聚，宏观
表现为表观黏度下降，这一规律与表 2 的实验结果
相吻合。
2.3.2 携砂性能
常规水基压裂液在交联剂作用下通过化学交联
增强空间网络结构，主要依靠黏度达到稳定携砂的
目的；而清洁压裂液主要依靠其本身的黏弹性来满

足悬浮和运输支撑剂的要求。在动态流变实验中，
图 2 两种清洁压裂液的黏温曲线
Fig. 2 Viscosity-temperature curves of two clean fracturing 对 UC 22 -OH、UC 22 AMPM 清洁压裂液的黏弹性进行
fluids 了测试，结果见图 4。

为探究 UC 22 -OH 清洁压裂液耐高温的原因，对
其微观结构进行观察，结果见图 3。

图 4 两种清洁压裂液在 80 ℃下的黏弹性
Fig. 4 Viscoelasticity of two clean fracturing fluids at
80 ℃

由图 4 可知，在 0.1~10 Hz 扫描范围内，UC 22 -OH
清洁压裂液的黏弹性模量始终高于 UC 22 AMPM 清

图 3 质量分数为 1%（a）和 4%（b）UC 22 -OH 水溶液的 洁压裂液，前者展现出以弹性模量为主的弹性流体
荧光显微镜照片；UC 22 -OH 清洁压裂液在高温流变 特征，后者体现出典型的黏弹性流体特征。对比两
实验测试前（c）及测试后（d）的 SEM 图 种清洁压裂液，UC 22 -OH 清洁压裂液具有更优异的
Fig. 3 Fluorescence microscope images of UC 22 -OH aqueous 黏弹性，提升了 UC 22 -OH 清洁压裂液的弹性携砂性
solutions with mass fraction of 1% (a) and 4% (b);
SEM images of UC 22 -OH clean fracturing fluid 能。同时，UC 22 -OH 清洁压裂液的弹性模量 G' > 4.2
before testing (c) and after testing (d) in high Pa，黏性模量 G'' > 1.7 Pa，完全满足 SY/T 6376—
temperature rheological experiment
2008 中对清洁压裂液黏弹性的要求。
由图 3a、b 可知，UC 22 -OH 质量分数为 1%时， 在压裂液静态携砂测试中，通过单颗陶粒沉降
溶液中聚集体以米粒状的颗粒形式存在，此时黏度 的实验方法，考察了两种清洁压裂液的静态携砂能
较小；当其质量分数增加到 4%时，溶液中出现丝状 力，结果见表 3。