基于水基压裂液高压流变特征的非氧化破胶方法研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:luke_2013
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压裂液在水力压裂工作中起着至关重要的作用,其性能好坏将直接影响压裂施工成败和增产效果。目前国内对压裂液流变性研究主要集中在温度、剪切速率等参数对其黏弹性的影响,未考虑压裂条件下高压对压裂液流变性的影响。因此,研究压裂液的高压流变性,有助于全面认识压裂液在压裂施工过程中的实际动态特性,为压裂方案设计提供技术支持,提高压裂施工的成功率与效率。使用高温高压流变仪测试不同类型水基压裂液的高压流变特性,重点考察了硼交联胍胶压裂液的高压流变性能,尤其是温度、剪切对硼交联胍胶高压流变性能的影响。实验探究了活性炭、金属氧化镁、氢氧化铝、多羟基胺MHN-1和多羟基树脂IRA等材料在高压条件下的的非氧化破胶性能,优选具有非氧化破胶能力的破胶剂。最后,以多羟基树脂IRA的破胶液为例,过滤除去破胶液中的树脂颗粒,将破胶液、破胶液与基液按1:1、2:1、1:2的混合液进行交联,观察溶液挑挂性,测试破胶液及混合液流变性,探索非氧化破胶液再利用的可行性。研究结果表明,硼交联的胍胶压裂液和硼交联的聚乙烯醇压裂液黏度受到压力的影响,在高压作用下具有可逆的“压力变稀”的流变特性。冻胶内部交联点处的B-O-C键受到高压作用断裂,表现为压裂液黏度降低;当压力逐渐恢复,B-O-C键重新生成,表现为压裂液黏度恢复;基于硼交联胍胶压裂液特有的可逆“压力变稀”流变特性,通过加入一种硼强亲和力物质改变“压力变稀”流变特性的可逆性,实现压裂液的非氧化破胶。实验表明,多羟基胺MHN-1、多羟基树脂IRA等含有多羟基功能基团的物质作为非氧化破胶剂破胶性能良好,如破胶液黏度可降至基液黏度14 m Pa·s,为胍胶组分在利用提供了基础。破胶液、破胶液与基液混合液能够再次交联,具有良好的挑挂性能,170 s-1条件下表观黏度稳定在170 mPa·s。
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