羧甲基羟丙基胍胶酸性压裂液体系的制备及性能

冻胶，压裂液的起始粘度高，泵送摩阻大，粘度损失也较
大。 • 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联 特征，有利于压裂液粘度时效性控制，获得较高的裂缝粘 度，提高压裂处理效果。
• 热稳定性与剪切稳定性：
•
•
由于不同类的交联剂的交联反应速度不同，而反映出
的压裂液体系的抗温和抗剪切能力不同。 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交联
1、水力压裂的作用
• （1）压裂能改造低渗透储层的物理结构，变径向流 动为线性流动，降低流动阻力，增大渗滤面积，达 到油气井增产、水井增注的目的； • （2）减缓层间矛盾，改善中低渗透层的开采状况； • （3）解除近井地带的堵塞； • （4）对储层物性差，自然产能低，不具备工业开采 价值的探井和评价井进行压裂改造，扩大渗油面积 或对油气井作出实际评价。
• 破胶剂使用浓度的影响： • 一般而言，破胶剂使用的浓度越高，破胶越彻底，破 胶时间越短，对地层损害越小。但同时也会造成压裂液粘
度的提前损失，影响压裂液的造缝能力。如果不采取任何
措施，过分的增加破胶剂浓度，不然会引起压裂液粘度的 大幅下降，甚至提前脱砂，导致施工失败。
3、4压裂液对导流能力的影响
、锆等金属螯合物交联压裂液对支撑裂缝导流能力有严重
的伤害，清洁返排能力远低于硼交联压裂液。 • 交联剂用于压裂液时不应仅考察交联和耐温程度，注 重保护油藏、按温度和油藏条件选用适应的交联剂成为必 须遵守的原则。
3、破胶剂 把高粘度压裂液留在裂缝中将降低支撑剂充填层 对油和气的渗透性，从而影响了压裂作业的效果。因 此压裂施工结束后，为了让施工液体能尽快的从井下
特征，使得体系初始粘度不高，而经过高温和连续剪切后
，平衡粘度明显高于无机硼（硼砂体系）。 • 一般而言，硼砂交联羟丙基瓜胶体系可用于80℃以 下的地层，而有机硼、有机钛及有机锆交联的羟丙基瓜胶 体系可抗160℃。

—耐温在120℃以内
（三）低分子瓜胶压裂液
1、基本原理
应用“分子设计”与缔合作用机 理，近年开发的全新理论的新型压 裂液体系，具有“低粘高弹、无需 破胶和回收再利用”等特点。

2001年Halliburton公司Weaver 等人提出：新型粘弹性压裂液技术

2002年Weaver等人提出：无需 破胶剂的新型压裂液技术
145
140
温度（℃）
高温压裂液的耐温耐剪切性能
0.6%HPG+0.75%ZB-2高温交联剂+0.5%DO-3温度稳定剂+
η (mPa.s)
600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 200 180 160
η T
140 120 100 80 60 40 20 0
双自由基·O—O·是聚 合物降解的引发剂
提高压裂液的耐温性能的措施
3、除氧剂
硫代硫酸钠：还原剂，是目前高分子聚合物使用最广泛的稳定剂。 但也有文献证明，硫代硫酸根离子在室温下不是一种有效的除氧剂。 亚硫酸钠：比硫代硫酸钠更有效的硫酸盐与氧分子相互作用产生的产物或中间基团可能造成液体粘度 有一定的损失。
粘弹性表面活性剂结构
清洁压裂液的基本原理
（二）清洁压裂液
2、水基压裂液与清洁压裂液造缝特性对比
聚合物压裂
清洁压裂液压裂
页岩
砂 体
页岩
（二）清洁压裂液
3、实例
NTX2100 清洁压裂液的粘温曲线
（二）清洁压裂液
4、优点
—低伤害 —低滤失
—易返排
—缝高易控制
5、缺点 —成本普遍比植物胶压裂液成本高一倍以上

阳离子羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备及其助留助滤性能研究刘传杰;申冉;李楠;陈威【摘要】以1-烯丙基-3-甲基咪唑乙酸鎓盐([AMIM]Ac)为反应介质,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)、氯乙酸钠、环氧丙烷为改性剂,创新性的一步制备了阳离子羧甲基羟丙基瓜尔胶(CCMHPG).研究了3种改性剂用量、碱用量、反应温度、反应时间对产物取代度和粘度的影响,确定了最佳制备条件.经测定,反应产物的阳离子取代度为0.24,羧甲基取代度为0.41,羟丙基取代度为0.36,产物水溶性较好,1％水溶液粘度达1072 mPa·MHPG的红外谱图和1 H NMR谱表明季铵基团、羧甲基和羟丙基均已成功接枝到瓜尔胶分子上,电镜照片显示颗粒表面出现了褶皱及鳞片状裂纹.将CCMHPG/PAC二元微粒体系用于脱墨废纸浆,PAC添加量为0.8％、CCMHPG添加量为0.04％时的留着率为94.3％,打浆度为43°SR.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)003【总页数】6页(P3159-3164)【关键词】阳离子羧甲基羟丙基瓜尔胶;制备与表征;助留助滤【作者】刘传杰;申冉;李楠;陈威【作者单位】曲阜师范大学工学院,山东日照 276800;曲阜师范大学工学院,山东日照 276800;曲阜师范大学工学院,山东日照 276800;曲阜师范大学工学院,山东日照 276800;齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术教育部/山东省重点实验室,济南250353【正文语种】中文【中图分类】TB340 引言由半乳甘露聚糖构成的瓜尔胶是自然界中含量丰富的可再生生物质材料，它无毒、可生物降解，在食品、洗化品、造纸业等领域中均得到广泛的应用。

瓜尔胶在特定条件下可通过发生某些衍生化反应引入官能团，从而具备相应的理化特征，进而扩大应用范围[1-2]。

瓜尔胶的结构中引入阳离子基团后，在造纸湿部中可以用作助留助滤剂。

目前阳离子瓜尔胶的湿法制备一般采用有机溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇等)法，这种方法制备的阳离子瓜尔胶不仅阳离子取代度低、粘度损失大，而且后处理时有机溶剂回收困难，导致资源浪费和环境污染问题[3]。

好 的耐 温和流 变性 能 。该压 裂液体 系残 渣 残胶含 量 大 大 降低 ， 降低 了对储 层 的 伤 害程 度 。截 至到
２ ０ １ １ 年底， 该 压 裂 液 已成 功 应 用 于 苏 里 格 气 田 ４ ２ 口直 井 、 ３口 水 平 井 ， 取 得 了较 好 的 改 造 效 果 。
．
ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｍａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｙ ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｇ ｕ ａ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｂ ｙ ４ ０ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｓ ｖ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎｔ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｕ ｐｅ ｒ — ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈｙ ｄｒ ｏ ｘ ｙ ｐｒ ｏ ｐｙ ｌ ｇ ｕ ａ ｒ ｇ ｅ ｌ ｌ ｅ ｄ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎｇ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｕ ｌ ｉ ｇ ｅ ｇ ａ ｓ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ
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石 油 与 天 然 气 化 工
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ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＯＦ ＯＩ Ｉ ＆ ＧＡＳ
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