减阻剂研究概述

页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究页岩气是指储存在页岩中天然气，而页岩储层压裂技术是目前开采页岩气的主要方式之一。

由于页岩储层矿物质组成复杂，存储天然气密度高等特点，导致压裂难度较大，需要在压裂过程中添加一定的减阻剂以便提高压裂液的渗透性和流动性，最终实现提高天然气产量和经济效益。

减阻剂是压裂液中的一种特殊添加剂，充分利用其高分子多糖的高黏度优势，增加液体粘度，防止压裂液在压力作用下提前流入有裂缝分支的岩层孔隙中，从而减少其流失到非压裂目标层并维持压裂效应。

但减阻剂的具体机理仍未得到完全的解释，研究其机理将对优化压裂技术和提高天然气产出率起到重要作用。

减阻剂能够在压裂液中起到的主要作用有：液体黏度的增加、分散压裂液颗粒物和抑制垂直井壁滑脱现象。

其中，黏度增加是最重要的机理之一。

减阻剂中的高分子多糖和压裂液中的其他添加剂经由化学反应将其产生的微泡聚合，使液相粘度增大，从而减少粘性降低所带来的阻力，塑性剪切不平滑效应也随之发生减小。

减小的阻力和胶结性提高了压裂液的渗透性和流动性，有利于压裂液在井壁缝隙中弥散、扩散和渗透，增大液相分布范围，形成更多、更稳定的裂缝结构，最终提高天然气产量。

分散压裂液颗粒物也是减阻剂起到的重要作用。

压裂液中的水和颗粒物成分会在压力作用下向裂缝发展方向流动，会导致压裂片断或断裂。

减阻剂能够通过防止压裂液在深度方向上流动而减少悬挂的颗粒物，从而避免不同层位上物质的界面引起的剪切应力，减轻液流速度对裂缝的破坏作用，从而减少因颗粒物悬浮而形成的流体阻力，最终提高压裂液在岩石中渗透的动态性，增加页岩储层的效率。

抑制井壁滑脱现象是减阻剂起到的另一个机理。

压裂液在井壁接触处的落差和方向变化会产生切割作用和摩擦作用，导致井壁和裂缝的摩擦系数较高，从而影响压裂液渗透的效果，造成压裂效果不佳。

减阻剂通过增加液体粘度，降低入井速率，减少井壁上的切割作用和摩擦作用，从而防止井壁滑落，减小井壁与岩石之间的相对速度，最终减少在井壁和没有被加压的天然气层中的切割、摩擦和其他机械应力的效应。

浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用在原油和成品油管道中添加减阻剂，是输油系统降低管道能力消耗，提升特定地段管道流通能力的重要措施之一。

文章介绍了减阻剂的减阻机理，并通过国外输油管道应用实例阐述了减阻剂在输油管道中减阻和增输的用途，分析了在输油管道上应用减阻剂的优势。

标签：减阻剂；输油管道；减阻；增输引言流体在管道中流动与管壁产生摩擦阻力，导致系统能量消耗，降低管道输送量。

通过在输送的流体中添加高分子聚合物，在紊流状态下减小流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。

用于降低流体流动阻力的高聚物化合物称为减阻剂（drag reducing agent），简称DRA。

减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成，在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥着重要作用。

1 减阻剂的减阻机理减阻剂通过改变管道中流体的流动状态，具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用。

减阻作用只是单纯的物理作用，减阻剂不与油品物质发生化学反应，所以不影响油品的化学性质，只对其流动特性产生影响。

减阻剂进入流体中后，由于其具有粘弹性，分子链沿流体流向方向自然伸展，从而对流体分子的运动产生影响。

减阻剂分子受到流体分子径向作用力，发生扭曲变形的同时，因其分子间引力而对流体分子产生反作用力。

受到该反作用力的影响，流体分子作用力方向和大小发生改变，一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力，无用功的消耗降低，宏观上起到减少摩阻损失的作用。

2 输油管道应用减阻剂后的减阻与增输2.1 减阻剂减阻与增输的含义在管道输油过程中加入减阻剂，产生的影响有两个方面：（1）降低能量损耗。

在原定输量一定的情况下，流体摩擦阻力降低，减少管道沿程压力损失，输送泵能耗降低，不仅节约了能量，还可以改换成扬程较低的泵输油。

（2）增加输送量。

在原定压力一定的情况下，流体摩擦阻力降低，从而使得管道输送量得以增加。

一般情况下，在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。

高分子减阻剂减阻效果试验研究指导老师：毛根海实验成员：薛文洪一红班级: 土木工程0101结构班实验日期:2003年12月7日高分子减阻剂减阻效果试验研究流体流动存在阻力，产生流体能量损失。

在管流中有管道阻力，如长距离输水、石油、天然气等，都必须在流经一定距离之后设置升压泵，以补充损失的能量。

同样，在明渠输水、水面必须有水利坡降才能产生顺坡降方向的流动，在同坡降的情况，流动阻力越大，则流速越慢，过流能力越差。

若在水体中添加减阻剂，就能大大减少沿程阻力。

这是减小水流沿程阻力的另一种新途径。

减阻剂种类很多，不同减阻剂及添加量不同，其减阻效果也不一样。

由于客观条件的限制，我们此次通过“同一减阻剂在不同浓度下减阻效果”的比较，对减阻剂加入水体后的减阻效果进行定性、定量的了解。

本次实验采用的减阻剂是聚丙烯酰胺(又称PAM)，初配浓度为0.1%，室温（10o C左右）。

采用沿程阻力试验装置进行测定（实验装置如图）。

实验地点，土木系水利实验室。

聚丙烯酰胺，别名PAM ，是一种有机高分子聚合物，为玻璃状固体，溶于水，也溶于醋酸、乙二酸、甘油和胺 等有机溶剂。

聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物，而且兼具增稠性、絮凝性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。

一、试验数据及结果分析如下：清水实验时:加入100ml3加入700ml0.1%PAM溶液入水箱:各项常数：d=0.675cm L=85cm K=1.993从如上的数据可以看出，PAM要起到减阻效果是有一定浓度限制的。

浓度太小，减阻效果不明显；浓度太大，反而会增阻。

通过粘度计的测定，清水与各浓度溶液的粘度相差很小，（清水时平均粘度为0.012，加入375ml溶液时平均粘度为0.013）。

通过几组实验数据的对比可得，相同沿程损失的情况下，PAM减阻效果最大的浓度出现在向水箱中加入375ml 0.1%溶液左右，过流量增大，阻力粘制系数呈下降趋势。

（加入400ml该溶液时，过流量已开始减小）。

国内压裂用减阻剂的研究及应用进展I. 引言- 压裂技术的背景和意义- 减阻剂的作用和研究意义II. 国内压裂用减阻剂研究现状- 减阻剂分类及其特点- 国内压裂减阻剂研究现状概括III. 中国页岩气压裂用减阻剂研究进展- 页岩气压裂工艺特点及影响减阻剂选择的因素- 国内研究现状及进展情况IV. 减阻剂的应用案例- 减阻剂应用案例概括- 减阻剂在实际生产中的效果与问题V. 减阻剂未来发展方向- 未来减阻剂研究需求与趋势- 减阻剂在压裂工艺中的应用前景VI. 结论- 国内减阻剂研究与应用现状综述- 减阻剂在压裂工艺中的影响与前景展望第一章引言随着全球能源消费需求的不断增长，非常规天然气（包括页岩气、煤层气等）的开发越来越引起人们的重视，其中，页岩气是非常规气藏中开发最为活跃、储量最为丰富的一种。

页岩气勘探开发是一种复杂而多变的过程，在生产过程中需要使用许多技术手段来保障高效、经济的生产。

其中，压裂技术被广泛应用于页岩气的开发之中。

压裂技术是利用高压液体将岩石层破碎，从而增加天然气从岩石层中流出的渗透性。

在压裂过程中，需要将高压液体注入到岩石层中，大大增加了注入液体对管道、设备、井壁等系统的腐蚀和磨损。

为了解决这个问题，压裂技术中常常添加减阻剂来减少注入液体对系统的腐蚀和磨损。

本文将介绍国内减阻剂在压裂技术中的研究和应用进展。

本文将从国内压裂用减阻剂研究现状、中国页岩气压裂用减阻剂研究进展、减阻剂的应用案例、减阻剂未来发展方向等方面对其进行探讨。

在大规模应用中，减阻剂的使用既有利于生产效益，同时也提高了生产健康与安全。

因此，减阻剂研究及其应用具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

希望本文能够对减阻剂领域感兴趣的专业人员或学者们提供一定的参考价值。

第二章国内压裂用减阻剂研究现状2.1 减阻剂分类及其特点减阻剂是指添加在压裂液中，用来降低液体与管道或岩石壁面摩擦阻力的化学添加剂。

根据其来源和化学特性，减阻剂可以分为有机和无机两类。

入管道流体中后，呈连续相分散在流体中，依靠本身特有的粘弹性，分子长链沿流体流动方向自然拉伸，从而对流体微元的运动产生影响。

减阻剂分子间的引力与流体微元产生的反作用力相互影响，减少了无用功的消耗，宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果[3]。

另一种解释是：在输油管道中，由于受摩擦阻力的影响，流体流动表现为紊流状态，造成管道输量降低或能耗增加。

在管道内注入减阻剂后，靠近管壁的层流底层和缓冲区面积增加，管道直径截面上流体的紊流区域面积减少，如图2所示，从而降低整个管线中流体的摩擦阻力[4]。

图2 流体在管道中的流动结构变化示意图2 减阻剂的减阻作用减阻剂注入油品后，能限制油品分子径向运动，使其沿减阻剂长链分子方向运动(即沿管道方向运动)，有效减小油品的紊流程度。

根据流体力学原理，层流趋势越高，摩阻系数越小，减阻剂便是通过这种方式实现减阻、增输的目的。

管道流体流动阻力的降低，实际上是摩阻系数的降低，因此减阻率可以表示为式(1)：100%RRλλλ−=× (1)式中：λ0为未加减阻剂工况下的摩擦系数；λR为注入减阻剂后管道内油品流动的摩阻系数。

根据式(1)，通过计算注入减阻剂前后管道油品摩阻系数0 引言液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是层流，另一种是紊流，通常采用雷诺数(Re)来确定流动状态。

流体在管道中流动时受管道沿程阻力和局部阻力的影响，导致系统能量消耗，降低管道输送能力和输送效率。

减阻剂是一种长链、高分子量聚合物，可降低摩擦压力损失，提高烃类产品在管道中的流量，是油品管道输送系统中的重要组成部分，可降低输油管道运行的总能耗费用，提高管道输送效率。

1 减阻剂的组成及减阻机理减阻剂是高分子碳氧化合物聚合物，呈粘稠状，属于非牛顿流体。

其中，油溶性减阻剂的分子结构呈线性长链，具有较强的柔弹性，常将油溶性减阻剂用于油品管道。

减阻剂按类型可分为水溶性和油溶性两大类。

水溶性减阻剂包括聚氧化乙烯、皂角籽、聚丙烯酰胺等，而油溶性减阻剂包括聚异丁烯、甲基丙烯酸酯、聚长链α-烯烃等。

水溶性减阻剂性能研究与现场应用1. 引言1.1 研究背景在过去的研究中，水溶性减阻剂的性能测试方法和影响因素已经得到了一定程度的探讨，但是针对其与降阻效果的关系以及现场应用技术还存在一定的研究空白。

本文旨在全面系统地研究水溶性减阻剂的性能特点和影响因素，探讨其与降阻效果的关系，并总结现场应用技术和性能改进方向，旨在为今后的水溶性减阻剂研究和应用提供有益的参考和借鉴。

1.2 研究目的本研究的目的是通过对水溶性减阻剂性能进行深入研究，探索其在实际应用中的潜在价值和未来发展方向。

具体而言，我们旨在分析水溶性减阻剂的性能测试方法、影响因素以及与降阻效果的关系，进而总结出水溶性减阻剂在减少摩擦阻力和提高流体传输效率方面的作用机制，为相关领域的研究和应用提供科学依据和技术支持。

我们也希望通过本研究揭示水溶性减阻剂在实际工程领域中的应用技术和性能改进方向，为解决管道运输中的摩擦问题和提高能源利用效率做出贡献。

通过这些努力，我们期望能够为水溶性减阻剂的研究和应用开拓新的道路，促进相关领域的发展和进步。

1.3 研究意义水溶性减阻剂是一种在水处理和管道输送中常用的添加剂，能有效减少流体在管道内的摩擦阻力，提高输送效率。

通过对水溶性减阻剂性能的研究，可以更好地理解其在实际应用中的效果，为工程实践提供技术支撑和指导。

研究水溶性减阻剂的性能不仅可以为水处理行业提供更加有效的管道输送方案，还可以为减少能源消耗、降低生产成本等方面做出贡献。

深入研究水溶性减阻剂的性能具有重要的理论意义和实践价值。

水溶性减阻剂的研究也可以为相关领域的学术研究提供新的思路和方法，推动相关技术的发展和应用。

水溶性减阻剂性能研究的意义在于可以探索其在管道输送中的作用机制，为实际应用提供科学依据，推动相关技术的发展，提高工程效率，减少资源浪费，具有广泛的应用前景和重要的社会价值。

2. 正文2.1 水溶性减阻剂性能测试方法水溶性减阻剂性能测试方法是衡量水溶性减阻剂有效性的关键步骤。

梳型聚羧酸减阻剂的室内研究梳型聚羧酸减阻剂的室内研究摘要：本研究采用梳型聚羧酸减阻剂作为主要研究对象，通过室内实验，探究其对水泥的影响以及其减阻效果。

实验结果表明，梳型聚羧酸减阻剂对水泥的流动性和可延展性均有显著提升，可以显著降低水泥浆的黏度，减少搅拌强度，达到了较好的减阻效果。

关键词：梳型聚羧酸；减阻剂；水泥；黏度；流动性引言：在建筑施工中，水泥浆体的使用是十分常见的，但是由于其在混合过程中会产生阻力，影响施工的高效性。

因此研究减阻剂已经成为了施工领域中的一个热门研究课题。

梳型聚羧酸因为特别的分子结构和化学性质，被广泛应用于水泥浆的减阻剂中。

因此本研究将梳型聚羧酸作为主要研究对象，探究其对水泥的影响，以及对水泥浆黏度的改善以及减阻效果的提升。

实验方法：在本研究中，我们选取了普通水泥为主要材料，同时将梳型聚羧酸作为减阻剂添加至水泥浆体中，通过在室内环境下进行实验，测试梳型聚羧酸对水泥浆流动性和可延展性的影响。

在测量黏度的时候，我们使用了旋转型粘度计，同时在不同的搅拌强度下，测量不同浓度的梳型聚羧酸水泥浆的黏度，从而探究减阻效果的提升程度。

实验结果：通过对实验数据的分析，我们发现，梳型聚羧酸对水泥浆的流动性和可延展性均有显著提升。

同时，在不同添加量的条件下，梳型聚羧酸的减阻效果也随之增加。

当添加量为1.5%时，其减阻效果最好，能够显著降低水泥浆的黏度，减少搅拌强度。

此外，在较低的搅拌速度下，梳型聚羧酸的减阻效果更加显著。

因此，我们认为，梳型聚羧酸是一种十分有效的减阻剂。

结论：本研究采用梳型聚羧酸作为主要研究对象，探究其对水泥的影响以及对水泥浆黏度和减阻效果的提升。

实验结果表明，梳型聚羧酸减阻剂可以显著降低水泥浆的黏度，提高其流动性和可延展性，同时也可以减少搅拌强度，达到良好的减阻效果。

因此，梳型聚羧酸可以作为一种优良的水泥浆减阻剂，在实际施工中有很广泛的应用前景。

虽然梳型聚羧酸减阻剂在实验中表现出较好的减阻效果，但是在实际应用中，还需要针对具体情况进行调整和优化。