石油——胍胶的交联与破胶原理

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胍胶压裂返排液重复利用新技术研究及应用

胍胶压裂返排液重复利用新技术研究及应用雷炜(中石化西南油气分公司石油工程技术研究院，四川德阳618000)[摘要]加砂压裂是目前油气田开发增储上产的重要技术手段，压裂后产生的大量压裂返排液为企业和油气田开发带来了巨大的环保和成本压力。

为有效解决压返液处理难题，形成了“去除有害物质而保留有益成分”的重复利用新思路。

研发了扩链处理剂、高鳌合度交联剂，解决了返排液中断链小分子胍胶的二次链接及重构难题；研发了辅助处理剂及撬装地面处理工艺，实现了深度去除影响新配液体性能的有害化学及固相物质，但同时保留了有益化学成分的目的，处理回收液配制的压裂液性能指标与清水配液性能指标相当。

通过216井次、150000 m 3液体的处理和重复利用，证实了该药剂配方及工艺技术的可行性，经济及环保效益明显，推广应用前景广阔。

[关键词]胍胶压裂液；压裂返排液；重复利用；扩链处理剂；交联剂[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)10-0332-04Study and Application of a New Technology for Reuse ofGUAR GUM Fracturing BackflowLei Wei(Petroleum Engineering Technology Research Institute, Sinopec Southwest Oil & Gas Company, Deyang 618000, China)Abstract: Sand fracturing is an important technical means to increase oil and gas reserves and production at present. A large amount of fracturing fluid produced after fracturing has brought great environmental protection and cost pressure to enterprises and oil and gas field development. In order to effectively solve the problem of pressure return liquid treatment, a new idea of reuse is formed, which is to remove harmful substances and retain beneficial components. A chain-extending agent and a high chelating cross-linking agent were developed, which solved the problem of the secondary link and reconstruction of the broken chain of the small molecule Guar Gum in the backflow, the purpose of removing the harmful chemical and solid substances which affect the performance of the newly prepared fluid is realized, but the beneficial chemical composition is kept at the same time. Through 216 wells and the treatment and reuse of 150000 m 3, the feasibility of the formulation and technology of the agent has been confirmed, and its economic and environmental benefits are obvious.Keywords: Guar gum fracturing fluid ；fracturing backflow fluid ；reuse ；chain extension agent ；crosslinker水力压裂是油气井增产的重要技术手段，压裂液完成携砂注入地层后，会随完井测试、生产而返出。

油田洗井废水处理后配制胍胶压裂液实验研究

油田洗井废水处理后配制胍胶压裂液实验研究*同霄1，2穆谦益1，2李照林1，2蒋继辉1，2赵庆31长庆油田分公司油气工艺研究院2低渗透油气田勘探开发国家工程实验室3中国石油集团渤海钻探工程有限公司第二钻井工程分公司摘要：长庆油田采用大井组、多井型、工厂化作业方式，为作业产生的洗井废水井场处理、井间回用提供了条件。

在洗井废水水质特征分析的基础上，明确洗井废水配制胍胶压裂液性能的主要影响因素为总铁和悬浮物，从而针对性地开发曝气和PAC/PAM联合作用的洗井废水高效处理工艺，并确定了工艺参数为：气水比1.5∶1，PAC加量100mg/L，PAM加量10mg/L，曝气时间5min，在四种不同加药量下原水的总铁质量浓度由108mg/L分别降低为1.10、0.82、0.68、0.43mg/L，悬浮物质量浓度为12mg/L，满足配制胍胶压裂液的水质要求。

同时对洗井废水处理后配制的压裂液进行评价，其基液黏度、胶联时间、挑挂性能和流变性能满足相关要求，可用于下一段的压裂作业中，实现洗井废水的回用。

关键词：洗井废水；胍胶压裂液；曝气氧化；PAC/PCM；总铁；悬浮物Experimental Study on Preparation of Guanidine Fracturing Fluid by Treated Oilfield Well Flushing WastewaterTONG Xiao1，2，MU Qianyi1，2，LI Zhaolin1，2，JIANG Jihui1，2，ZHAO Qing31Oil and Gas Technology Research Institute of Changqing Oilfield Company2National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-permeability Oil and Gas Field 3No.2Drilling Engineering Company of Bohai Drilling Co.，Ltd.，CNPCAbstract：Changqing Oilfield adopts the operation methods of large well group，multi well type，and industrialization，which provides the basis for in well site treatment and inter-well reuse of well flushing wastewater produced by the operation.Based on the analysis of water quality characteristics of well flushing wastewater，it is determined that the main characteristic pollutants affecting the preparation of guanidine fracturing fluid are total iron and suspended solids，so as to develop a targeted high-effi-ciency treatment process of well flushing wastewater with the combination of aeration and PAC/PAM.The process parameters are determined，namely the gas-water ratio is1.5:1，PAC dosage is100mg/L，PAM dosage is10mg/L，and aeration time is5minutes.The total iron mass concentration under four different dosage levels is reduced from108mg/L of raw water to1.10，0.82，0.68，and0.43mg/L，respectively，and the suspended solids mass concentration is12mg/L，which met the water quality re-quirements for the preparation of guanidine fracturing fluid.Meanwhile，the evaluation of the fracturing fluid prepared after the treatment of the well flushing wastewater shows that the base viscosity，bonding time，hanging performance，and rheological property can meet the relevant requirements，and can be used in the next stage of pressure cracking operation to achieve the reuse of the well flushing wastewater.Keywords：well flushing wastewater；guanidine gum fracturing fluid；aeration oxidation；PAC/PCM；total iron；suspended solidsDOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2021.01.001*基金论文：中国石油重大科技专项“低碳与清洁发展关键技术研究及应用”(1602-2-1)。

胍胶压裂液加重技术的研究应用

胍胶压裂液加重技术的研究应用X唐艳玲(中国石化中原石油勘探局井下特种作业处,河南濮阳　457001) 摘　要:在常规胍胶压裂液基础上,通过优选无机盐类加重剂,对胍胶压裂液进行了加重技术研究,加重密度在1.12- 1.22g /cm 3之间可调,从而增大了液柱压力,有效降低了施工井口压力,确保了压裂施工的顺利实施。

同时对加重后胍胶压裂液高温流变性、破胶性及粘土稳定性和对支撑辅砂层的伤害进行了评价,阐述了加重压裂液的选择应根据储层的压力系数和盐敏程度确定加重压裂液的密度。

该技术现场应用8井次,共用加重压裂液3210m 3,减少井口压力10-30%,施工成功率100%,压后增产效果良好。

关键词:压裂液;加重剂;交联;超深井中图分类号:T E357.1+3 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0101—02 近几年,随着国内各大油田深井和超深井的勘探开发,油气层钻深到7000m 以下,地层温度高达175℃以上,油气层压裂改造施工泵压超过130MPa,施工规模在不断扩大,利用目前的技术装备已无法实施压裂作业。

国内各大油田应用的压裂液体系90%是改性胍胶,针对这种情况,对胍胶压裂液体系进行了加重技术研究,采用盐类加重的方式,使其具有密度可调、压裂液延迟交联可控、摩阻低、耐温耐剪切,流变性能良好、破胶彻底、对支撑辅砂层伤害低的特点,可满足不同超深井的大型压裂施工[1]。

并在塔合油区现场应用8井次,共使用加重压裂液3210m 3,施工成功率100%,压后增产效果良好。

1　加重压裂液体系研究加重压裂液的应用要根据目的层的压力系数和储层的盐敏程度以确定加重压裂液的密度,根据加重剂的溶解性、溶解能力和市场广泛性选用加重剂。

腐抽油杆6井次,防砂泵专用丝堵6井次。

3.2　实施效果3.2.1　技术指标年累计减少腐蚀躺井16井次。

因腐蚀造成油管报废减少480根,抽油杆减少1200根。

试验后胡七南块平均总铁值为:25.5mg/L,平均总铁值下降了10.6mg /L 。

低温低伤害瓜胶压裂液破胶技术研究

第４８卷第４期２０１９年４月
应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．４Ａｐｒ．２０１９
低温低伤害瓜胶压裂液破胶技术研究
吴磊１，崔伟香２，晏军２，杨江１，李冉１
（１．西安石油大学石油工程学院，陕西西安７１００６５；２．中国石油勘探开发研究院，河北廊坊０６５００７）
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｌｏｗｄａｍａｇｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＷＵＬｅｉ１，ＣＵＩＷｅｉｘｉａｎｇ２，ＹＡＮＪｕｎ２，ＹＡＮＧＪｉａｎｇ１，ＬＩＲａｎ１
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；２．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｌａｎｇｆａｎｇ０６５００７，Ｃｈｉｎａ）
第４期
吴磊等：低温低伤害瓜胶压裂液破胶技术研究
１实验部分
１．１试剂与仪器羟丙基胍胶，工业品；低温交联剂ＬＦＣＬ，自制；
ＮＨ４Ｓ２Ｏ８（ＡＳＰ）、Ｎａ２ＣＯ３均为分析纯；壬基酚聚氧乙烯醚１０（ＮＰ１０）、烷基苯磺酸钠（ＬＡＳ）、油酸咪唑啉（ＩＭ）、十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ）、无机还原剂（ＲＡ）、铁离子盐Ｆｅ（ＩＩ）、活化剂（ＳＡＣ，ＤＴＡ，ＮＡＣＴ）、防膨剂ＢＦ１５、助排剂ＤＬ１２均为工业品。
（ＹＣＳ１８１１３０４０）作者简介：吴磊（１９９１－），男，安徽合肥人，油田化学。电话：
１８６９１８８０６４５，Ｅ－ｍａｉｌ：５８２２５８１６７＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯联系人：杨江，电话：０２９－８８３８２９３８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｙａｎｇ９８＠１２６．ｃｏｍ

速溶胍胶压裂液体系性能评价

（170s-1，1Hr）

Ș/mPa.s
T/ć

图ഴ2 1đ00с℃ু下㻸⏨压Ⲻ㋎裂ᓜ液ᰬ的䰪ᴨ粘㓵度δ-时V间曲+Uε线
（170s-1，1.5Hr）

Ș/mPa.s
T/ć

图3 120℃下压裂液的粘度-时间曲线（170s-1，2Hr）
Visicosity,mPa.s
配
方1压.5

裂
液
进

行了耐
t,min
3

120℃

0.5%BFC+0.1%NaOH+1%KCl+0.5t,%m硼in 交联剂
2

3 120ć
0.5%BFC + 0.1%NaOH + 1%KCl + 0.5%⺬Ӕ㚄ࡲ
2 ഴ đсু㻸⏨Ⲻ㋎ᓜᰬ䰪ᴨ㓵δV+Uε

fracturing fluid system. The experimental results show that the swelling speed of instant guaniding gum fracturing fluid system is fast，
this system has a low damage to formation and has broad application prospects in large-scalefracturing operations
Visicosity,mPa.s
工的要求，需要实现压裂液即配即用，速溶胍胶压裂液体

Visicosity,mPa.s

系应运而生。本文开展了速溶胍胶压裂液体系的评价研

石油——胍胶的交联与破胶原理

羟丙基瓜胶（HPG）为淡黄色粉末，无嗅，易吸潮，不溶于大多数有机溶剂，在水中分散溶解形成粘胶液，粘度225~298mPa·s。

在一定的pH值条件下，羟丙基瓜胶水溶液易与由两性金属或两性非金属组成的含氧酸阴离子盐，如硼酸盐交联成水冻胶。

羟丙基瓜胶与四硼酸钠交联反应：
（1）四硼酸钠在水中离解成硼酸和氢氧化钠：
Na2B4O7+7H2O4H3BO3+2NaOH
（2）硼酸进一步水解形成四羟基合硼酸根离子：
H3BO3+2H2O+ H3O+
（3）硼酸根离子与邻位顺式羟基结合：
++ H3O++5 H2O 上述反应都是可逆反应，向交联的羟丙基瓜胶加入破胶剂如过硫酸铵使反应向着反方向进行，从而达到破胶的目的。

若需要延缓交联，在交联过程中加入无机硼盐和多羟基化合物形成配位体，从而将硼酸根屏蔽，加入到压裂液后，由于pH值等的变化，产生水解平衡，又会缓慢释放，从而延缓了交联，另外由于多个硼酸根离子与一个多羟基化合物分子作用，因此交联与胍胶类的邻位顺式羟基化合物交联时交联点增多，从而提高凝胶的强度和韧性。

羟丙基瓜胶是瓜胶用环氧丙烷改性后的产物。

将—O—CH2—CHOH—CH3(HP基)置换于某些—OH位置上。

由于再加工及洗涤除去了聚合物中的植物纤维，因此HPG一般仅含约2%~4%的不溶性残渣，一般认为HPG对地层和支撑剂充填层的伤害较小。

由于HP基的取代，使羟丙基瓜胶具有好的温度稳定性和较强的耐生物降解性能。

羟丙基瓜胶水溶液用作压裂液具有无毒、易交联、价格便宜等优点。

胍胶降阻特性及机理研究

第４９卷第１期２０２０年１月应㊀用㊀化㊀工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ.４９Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０２０收稿日期:２０１９￣０３￣０５㊀㊀修改稿日期:２０１９￣０４￣１８基金项目:国家科技重大专项课题(２０１７ＺＸ０５０２３００３)作者简介:张春雨(１９９３－)ꎬ男ꎬ安徽亳州人ꎬ天津科技大学在读硕士ꎬ师从郭丽梅教授ꎬ主要从事油田化学方面的研究ꎮ电话:１３０７２２３０５６１ꎬＥ－ｍａｉｌ:８４２５７６５５０＠ｑｑ.ｃｏｍ通讯联系人:吴家全(１９７２－)ꎬ男ꎬ天津人ꎬ副研究员ꎮ电话:１３８２０５３８００２ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｗｕｊｉａｑｕａｎ＠ｔｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ胍胶降阻特性及机理研究张春雨ꎬ吴家全ꎬ王桂珠ꎬ郭丽梅(天津科技大学化工与材料学院ꎬ天津㊀３００４５７)摘㊀要:以胍胶为降阻剂ꎬ考察了使用浓度㊁流动状态㊁离子类型及粘度对降阻性能的影响ꎬ采用ＦＥＮＥ￣Ｐ模型模拟及中㊁低雷诺数实验分析降阻机理ꎮ结果表明ꎬ胍胶浓度为１０００~３０００ｍｇ/Ｌ时降阻效果最佳ꎬ溶液粘度是影响胍胶降阻性能的主要因素ꎻ一定浓度范围内符合Ｖｉｒｋ有效滑移假说ꎻ胍胶主要在层流湍流过渡区通过抑制涡流产生与发展过程实现降阻作用ꎻ近壁结构受静电吸附作用影响ꎬ阳离子型胍胶降阻效果优于其他离子类型胍胶ꎮ关键词:胍胶ꎻ降阻ꎻ压裂液ꎻ线性大分子中图分类号:ＴＱ０４１ꎻＴＥ３９㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:１６７１－３２０６(２０２０)０１－００６３－０４ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍＺＨＡＮＧＣｈｕｎ￣ｙｕꎬＷＵＪｉａ￣ｑｕａｎꎬＷＡＮＧＧｕｉ￣ｚｈｕꎬＧＵＯＬｉ￣ｍｅｉ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅꎬＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴｉａｎｊｉｎ３００４５７ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔａｋｉｎｇｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍａｓａｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒｅｄｕｃｉｎｇａｇｅｎｔꎬｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬｆｌｏｗｓｔａｔｅꎬｉｏｎｔｙｐｅａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｎｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.ＴｈｅＦＥＮＥ￣Ｐｍｏｄｅｌｓｉｍｕｌａ￣ｔｉｏｎａｎｄｍｅｄｉｕｍａｎｄｌｏｗＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｒａｇｒｅ￣ｄｕｃｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗａｓｔｈｅｂｅｓｔｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｇｕａｎｉ￣ｄｉｎｅｇｕｍｗａｓ１０００~３０００ｍｇ/Ｌ.Ｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｒｅｓｉｓｔ￣ａｎｃｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍꎻｔｈｅＶｉｒｋｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｌｉｐｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｗａｓｍａｔｃｈｗｉｔｈｉｎａｃｅｒｔａｉｎｃｏｎｃｅｎｔｒａ￣ｔｉｏｎｒａｎｇｅꎻｔｈｅｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｍａｉｎｌｙｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｌａｍｉｎａｒｔｕｒｂｕｌｅｎｔｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏｎｅｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｅｓｉｓｔ￣ａｎｃｅｂｙｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｓꎻｔｈｅｎｅａｒ￣ｗａｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｄｓｏｒｐｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｃａｔｉｏｎｉｃｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｓｗａｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｏｔｈｅｒｉｏｎ￣ｔｙｐｅｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍꎻｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎꎻｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄꎻｌｉｎｅａｒｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ㊀㊀页岩气以清洁㊁优质㊁高储量等优点被十三五重点关注[１]ꎬ具有致密㊁低渗特点ꎬ需通过体积改造实现增产目标[２￣３]ꎮ目前ꎬ国内外储层改造主要以聚合物类㊁表面活性剂类㊁生物基多糖类等水基压裂液为主[４]ꎬ加入降阻剂可大幅减小泵入阻力ꎬ提高压裂效率ꎮ胍胶具有良好的水溶性㊁增稠性ꎬ自然降解能力强且来源广泛ꎬ其降阻率可达６０％[５￣７]ꎬ广泛应用于压裂施工ꎬ但对其降阻效率及机理缺乏系统性研究ꎮ本文系统研究了胍胶降阻效率随浓度㊁流动状态㊁离子类型及分子排布形态的变化规律ꎬ分析其降阻机理ꎬ对胍胶类压裂液降阻剂的开发与应用具有一定指导意义ꎮ１㊀实验部分１.１㊀试剂与仪器胍胶原粉(ｇｕａｒ)ꎬ一级品ꎻ羟丙基胍胶(非离子型胍胶ꎬＮ￣ｇｕａｒ)㊁羧甲基羟丙基胍胶(阴离子型胍胶ꎬＡ￣ｇｕａｒ)㊁胍胶羟丙基三甲基氯化铵(阳离子型胍胶ꎬＣ￣ｇｕａｒ)ꎬ９９％ꎬ均由山东优索化工科技有限公司提供ꎻ有机硼交联剂ꎬ自制ꎮＷＹ￣２Ｂ型吴茵混调器ꎻＤＮＪ￣９ＳＮ型旋转粘度计ꎻ管道环路摩阻测试系统ꎬ自制ꎻ１８３５第６８号乌氏粘度计ꎮ１.２㊀降阻剂溶液配制称取一定量胍胶于吴茵混调器中ꎬ２０００ｒ/ｍｉｎ搅拌下迅速分散溶解ꎬ分别配制不同浓度胍胶水溶应用化工第４９卷液ꎬ搅拌２ｈ待用ꎮ以交联剂对胍胶溶液进行交联ꎬ搅拌均匀ꎮ１.３㊀表观粘度及分子量测定采用旋转粘度计测定表观粘度ꎮ采用乌氏粘度计测定粘度ꎬ粘度法计算粘均分子量ꎮ１.４㊀降阻率测定以清水为对照ꎬ采用流动回路摩阻测试系统测定胍胶降阻效果ꎮ测试管路为不锈钢光滑管ꎬ管径２０.５ｍｍꎬ管长２.０ｍꎮ测量胍胶溶液流经管路后的压力降ꎬ计算降阻率[８]:η＝(ΔＰ１－ΔＰ２)/ΔＰ１ˑ１００％式中㊀η 降阻率ꎬ％ꎻΔＰ１清水流经管路后的压力降ꎬＭＰａꎻΔＰ２同流量下胍胶溶液流经管路后的压力降ꎬＭＰａꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀分子量测定测得几种胍胶粘均分子量见表１ꎮ表１㊀胍胶粘均分子量Ｔａｂｌｅ１㊀Ｖｉｓｃｏｓｅａｖｅｒａｇｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍ名称粘均分子量ˑ１０６ｇｕａｒ２.０１Ｎ￣ｇｕａｒ２.１４Ａ￣ｇｕａｒ２.０３Ｃ￣ｇｕａｒ１.８８㊀㊀由表１可知ꎬ４种胍胶分子量相近ꎬ均为２ˑ１０６左右ꎮ２.２㊀浓度对降阻性能影响压裂液中胍胶一般使用浓度为３０００ｍｇ/Ｌ左右是通过现场施工效果得出的经验值ꎬ浓度选择仍缺乏理论支撑ꎬ因此需要研究胍胶浓度对降阻效果的影响ꎬ期望找出降阻机理ꎮ采用羟丙基胍胶(Ｎ￣ｇｕａｒ)ꎬ管路流量为３.０Ｌ/ｓꎬ降阻率随浓度变化规律见图１ꎮ㊀㊀由图１可知ꎬＮ￣ｇｕａｒ溶液流经测试管路压降显著小于清水ꎬ表明Ｎ￣ｇｕａｒ具有良好的降阻效果ꎮ随Ｎ￣ｇｕａｒ浓度增大降阻率逐渐增加ꎬ１０００ｍｇ/Ｌ达到最大值后缓慢下降ꎬ当浓度超过３０００ｍｇ/Ｌ时降阻率迅速下降ꎬ一定浓度范围内(<１０００ｍｇ/Ｌ)符合Ｖｉｒｋ有效滑移假说ꎮＶｉｒｋ[９]认为可将管内湍流流动的流体分为三个层次ꎬ从壁面向管轴依次为粘性底层㊁弹性层和湍流核心层ꎬ弹性层是导致流体阻力减小的主要因素ꎮ流动过程中弹性层厚度随Ｎ￣ｇｕａｒ浓度增大而增大ꎬ当弹性层扩展至管轴中心时ꎬ降阻效果达到极限值ꎮＮ￣ｇｕａｒ溶液表观粘度随浓度增大而增大ꎬ当浓度超过３０００ｍｇ/Ｌꎬ溶液粘度的增加成为流体流动阻力的主要来源ꎮ因此ꎬ浓度为１０００~３０００ｍｇ/Ｌ时降阻效果较佳ꎮ图１㊀压力(ａ)㊁降阻率和表观粘度(ｂ)随浓度变化曲线Ｆｉｇ.１㊀Ｐｒｅｓｓｕｒｅ(ａ)ꎬｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄａｐｐａｒｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙ(ｂ)ｖｅｒｓｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅ２.３㊀流动状态对降阻性能影响线性大分子分散于流体中将干扰管路近壁区湍流的形成与发展过程[１０￣１１]ꎮ线性大分子链段通过拉伸㊁转动及与准轴向涡流之间相互作用抑制了涡流的形成㊁发展及扰动过程ꎻ采用ＦＥＮＥ￣Ｐ模型模拟[１２]及中㊁低雷诺数实验ꎬ验证降阻剂分子通过与壁面发生碰撞回弹过程中从近壁区吸收能量而压缩涡流ꎬ湍流状态的形成被进一步抑制ꎬ降低流体流动阻力的机理ꎬ模拟结果见图２ꎮ图２㊀牛顿流体粒子图像测速向量图与瞬时可视化近壁涡结构(ａꎬｃ)及大分子水溶液对应的向量图与近壁涡结构(ｂꎬｄ)Ｆｉｇ.２㊀ＶｅｃｔｏｒｍａｐｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｏｆＮｅｗｔｏｎｉａｎｆｌｕｉｄａｎｄｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｖｉｓｕａｌｉｚｅｄｎｅａｒ￣ｗａｌｌｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ(ａꎬｃ)ａｎｄｖｅｃｔｏｒｍａｐｏｆｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｎｅａｒ￣ｗａｌｌｖｏｒｔｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ(ｂꎬｄ)㊀㊀由图２可知ꎬ平均速度剖面在流体中引入大分４６第１期张春雨等:胍胶降阻特性及机理研究子后发生变化ꎬ从而影响了边界层中剪切力的分布ꎬ改变了涡流的产生与生长过程ꎻ另一方面大分子在管壁上发生吸附过程ꎬ使得近壁区光滑度和柔韧性向低摩阻方向转变ꎬ两种效应通过影响湍流条纹编队共同实现降阻效果ꎮ采用１５００ｍｇ/ＬＮ￣ｇｕａｒ水溶液ꎬ测定降阻率㊁雷诺数随管路流量变化规律ꎬ与模拟结果对照ꎬ测定结果见图３ꎮ图３㊀降阻率㊁雷诺数随管路流量变化曲线Ｆｉｇ.３㊀ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄＲｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｃｕｒｖｅｗｉｔｈｆｌｕｉｄｆｌｏｗ㊀㊀由图３可知ꎬ雷诺数随管路流量增大而增大ꎬ当流量为１.８Ｌ/ｓ时雷诺数已超过２０００ꎬ流体流动进入由层流转变为湍流的过渡状态ꎮ雷诺数超过２０００后降阻率迅速增加ꎬ作为线性大分子ꎬ低浓度溶液中胍胶分子的伸缩变形运动可阻碍涡流的形成与发育ꎬ降低涡流猝发周期ꎬ实现湍流降阻效果ꎮ２.４㊀离子类型对降阻性能影响大分子通过在管壁吸附作用形成一定的近壁结构ꎬ近壁区大分子分布形态将影响降阻性能[１３]ꎮ近壁区是涡流发生和成长区域ꎬ速度梯度很高ꎬ强剪切作用使得流体在此阶段内拉伸变形非常强烈ꎮ近壁区大分子通过拉伸变形所产生的抗力能够降低涡流猝发频率ꎬ从而达到降阻作用ꎬ因此能在强剪切下保持相对稳定近壁结构的分子ꎬ能够更好地发挥降阻效果ꎮ测定不同离子类型胍胶降阻率随管路流量变化规律ꎬ浓度均为１５００ｍｇ/Ｌꎬ结果见图４ꎮ㊀㊀由图４可知ꎬ３种离子类型胍胶均有良好的降阻性能ꎬ在分子量相近时阳离子型胍胶降阻效果略优于其他离子类型胍胶ꎮ降阻性能的差异与降阻剂所带电荷种类有关ꎬ管壁带负电ꎬ降阻剂与之吸附主要为物理吸附(静电力)ꎬ阳离子型胍胶与管壁为正负电荷间的吸引力ꎻ非离子型胍胶(羟丙基胍胶)由于羟丙基的引入强化了分子内偶极电荷极端分布ꎬ产生仅次于阳离子型胍胶正负电荷吸引的范德华力ꎻ胍胶原粉也是非离子型分子ꎬ由于分子中电荷极化较弱ꎬ使得与管壁间吸附力也很微弱ꎻ阴离子型胍胶由于同种电荷排斥作用在管壁表面形成一层薄隔离层ꎬ使液体流过时在管壁表面出现类似彼此飘过的现象ꎮ由于摩擦力是因为两个物体表面高点之间微观电磁力变化引起的[１４]ꎬ阴离子降阻剂在管壁表面形成的隔离层在一定程度削弱了滑动摩擦力ꎬ但这种削弱非常微弱ꎬ因此阴离子型胍胶降阻性能优于胍胶原粉却弱于非离子型胍胶ꎮ综上所述ꎬ４种胍胶降阻性能依次为阳离子型胍胶>非离子型胍胶>阴离子型胍胶>胍胶原粉ꎬ与近壁区静电力作用规律相符合ꎮ图４㊀离子类型对降阻率的影响Ｆｉｇ.４㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｏｎｔｙｐｅｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ２.５㊀粘度对降阻性能影响随粘度升高流体更容易进入湍流状态ꎬ而流体在管道中流动阻力也随溶液粘度增大而增大ꎬ使溶液粘度成为影响降阻性能的因素之一[１５]ꎮ以有机硼为交联剂通过交联改变胍胶溶液粘度ꎮ管路流量为３.０Ｌ/ｓꎬ测定１５００ｍｇ/ＬＮ￣ｇｕａｒ降阻率及表观粘度随交联剂加量变化规律ꎬ结果见图５ꎮ图５㊀交联剂加量对表观粘度㊁降阻率的影响Ｆｉｇ.５㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｒａｄｄｉｔｉｏｎｏｎａｐｐａｒｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙａｎｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｅ㊀㊀由图５可知ꎬ交联剂加量较小时ꎬ流体粘弹性的增加有助于抵消因溶液粘稠度增加引起的流动阻力增加ꎮ当交联剂加量继续增大ꎬ溶液粘度迅速增加ꎬ由流动性较好的稀溶液转变为流动性较差的冻胶状ꎬ这种变化极大增加了流体流动阻力ꎮ３㊀结论(１)胍胶溶液浓度为１０００~３０００ｍｇ/Ｌ时具５６应用化工第４９卷有较好的降阻性能ꎮ一定浓度范围内降阻性能变化规律符合Ｖｉｒｋ有效滑移假说ꎬ当浓度超过极限值ꎬ流体流动弹性层厚度不再增加ꎬ溶液粘度的增加成为流动阻力主要来源之一ꎮ(２)由于大分子伸缩变形运动能降低溶液的涡流猝发周期ꎬ胍胶溶液主要在层流湍流过渡状态下发挥降阻作用ꎮ(３)近壁结构是影响胍胶降阻性能的重要因素之一ꎮ阳离子型胍胶能在强剪切力存在的近壁区保持稳定的近壁结构ꎬ因此其降阻性能优于其他离子类型胍胶ꎮ参考文献:[１]㊀杜金虎ꎬ杨涛ꎬ李欣.中国石油天然气股份有限公司十二五油气勘探发现与十三五展望[Ｊ].中国石油勘探ꎬ２０１６ꎬ２１(３):１￣１３.[２]陆丽ꎬ陈英ꎬ徐婷婷ꎬ等.页岩储层增产改造工作液的研究与应用[Ｊ].钻井液与完井液ꎬ２０１６ꎬ３３(２):１１１￣１１６.[３]彭瑀ꎬ赵金洲ꎬ林啸ꎬ等.页岩储层压裂工作液研究进展及启示[Ｊ].钻井液与完井液ꎬ２０１６ꎬ３３(４):８￣１３. [４]李永飞ꎬ王彦玲ꎬ曹勋臣ꎬ等.页岩储层压裂用减阻剂的研究及应用进展[Ｊ].精细化工ꎬ２０１８ꎬ３５(１):１￣９. [５]ＳｉｎｇｈＲＰ.Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ[Ｊ].Ｐｕｒｅ＆ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２００９ꎬ８１(３):５２５￣５４７.[６]ＨｏｎｇＣＨꎬＺｈａｎｇＫꎬＣｈｏｉＨＪꎬｅｔａｌ.Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｇｒａｄａ￣ｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｇｕａｒｇｕｍｕｎｄｅｒｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１０ꎬ１６(２):１７８￣１８０.[７]ＳｈａｒｍａＲꎬＫａｉｔｈＢＳꎬＫａｌｉａＳꎬｅｔａｌ.Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｌｓｂａｓｅｄｏｎｇｕａｒｇｕｍｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｆｏｒａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｎｄｄｙｅｒｅｍｏｖａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２０１５ꎬ１６２:３７￣４５. [８]国家能源局.ＳＹ/Ｔ６５７８２００９输油管道减阻剂减阻效果室内测试方法[Ｓ].北京:石油工业出版社ꎬ２０１０. [９]ＶｉｒｋＰＳ.Ｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ[Ｊ].ＡｉｃｈｅＪｏｕｒ￣ｎａｌꎬ１９７５ꎬ２１(４):６２５￣６５６.[１０]王新军ꎬ罗纪生.湍流近壁区非线性模型的应力相位研究[Ｊ].水动力学研究与进展Ａ辑ꎬ２０１０ꎬ２５(５):５７３￣５７８.[１１]管新蕾ꎬ王维ꎬ姜楠.高聚物减阻溶液对壁湍流输运过程的影响[Ｊ].物理学报ꎬ２０１５ꎬ６４(９):４０６￣４１４. [１２]ＷｈｉｔｅＣＭꎬＭｕｎｇａｌＭＧ.Ｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈｐｏｌｙｍｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｓ[Ｊ].ＡｎｎｒｅｖＦｌｕｉｄＭｅｃｈꎬ２００８ꎬ４０(１):２３５￣２５６.[１３]ＬｕｍｌｅｙＪＬ.Ｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｂｙａｄｄｉｔｉｖｅｓ[Ｊ].ＡｎｎｕａｌＲｅ￣ｖｉｅｗｏｆＦｌｕｉｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１３(１):３６７￣３８４. [１４]ＧｉａｍｂａｔｔｉｓｔａꎬＡｌａｎ.ＣｏｌｌｅｇｅＰｈｙｓｉｃｓ:ＷｉｔｈａｎＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＦｏｒｃｅｓａｎｄＫｉｎｅｍａｔｉｃｓ[Ｍ].４ｔｈｅｄ.Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｉｎａＭａｃｈｉｎｅＰｒｅｓｓꎬ２０１３.[１５]于丽.定常流场下波壁管内非牛顿流体的流变特性以及减阻性能[Ｄ].大连:大连理工大学ꎬ２０１６.(上接第６２页)参考文献:[１]㊀吴文静.工厂废机油回收的新方法[Ｊ].宁波大学学报ꎬ２００４ꎬ１７(２):２２３￣２２６.[２]李艳红ꎬ吴戒骄ꎬ将国权ꎬ等.废润滑油再生技术的研究进展[Ｊ].石油化工ꎬ２０１６ꎬ４５(２):２４４￣２５０. [３]郎庆成.废机油与废润滑油的再生利用[Ｊ].再生资源研究ꎬ２００３(４):４０￣４１.[４]王大宇ꎬ徐新华.工业废水专项污染物控制[Ｍ].北京:化工出版社ꎬ２００１.[５]何康华.交通运输业废机油再生现状与关键技术研究[Ｊ].化工设计通讯ꎬ２０１７ꎬ４３(１１):２３９￣２４０. [６]廖传东.废机油和特种废油回收再生处理方法[Ｊ].中国石油和化工ꎬ２０１３(６):４０￣４２.[７]冯树全.废机油的再生处理方法[Ｊ].河南农业ꎬ２００２(４):３０.[８]马云飞ꎬ刘大学ꎬ许玮珑ꎬ等.交通运输业废机油再生现状与关键技术研究[Ｊ].中国资源综合利用ꎬ２０１０ꎬ２８(１１):２５￣２８.[９]刘音ꎬ曹祖宾ꎬ石薇薇ꎬ等.废机油再生加工工艺研究[Ｊ].辽宁石油化工大学学报ꎬ２０１３ꎬ３３(４):２１￣２５.[１０]ＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐꎬＬａｍＰｈａｎꎬＡｎｄｒｅｗＣａｒｒｉｅｒꎬｅｔａｌ.Ａｓｏｌ￣ｖｅｎｔｈａｖｉｎｇｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ[Ｊ].ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓ￣ｔｒｙꎬ２０１０(１２):８０９￣８１１.[１１]ＪｅｒｅｍｙＤｕｒｅｌｌｅꎬＪｅｓｓｅＲＶａｎｄｅｒｖｅｅｎꎬＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐꎬｅｔａｌ.Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙｓｏｌ￣ｖｅｎｔｓ[Ｊ].ＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓꎬ２０１４ꎬ１６:５２７０￣５２７４.[１２]ＪｅｓｓｅＲＶａｎｄｅｒｖｅｅｎꎬＪｅｒｅｍｙＤｕｒｅｌｌｅꎬＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐꎬｅｔａｌ.Ｄｅｓｉｇｎｅｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ￣ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙｓｏｌ￣ｖｅｎｔｓ[Ｊ].ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１４ꎬ１６:１１８７￣１１９７. [１３]赵吉合ꎬ鲁红升ꎬ刘东芳ꎬ等.智能绿色ＣＯ２/Ｎ２开关亲水溶剂提取大豆油的性能研究[Ｊ].应用化工ꎬ２０１８ꎬ４７(１０):２０８２￣２０８６.[１４]ＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐꎬＬａｍＰｈａｎꎬＡｎｄｒｅｗＣａｒｒｉｅꎬｅｔａｌ.Ａｓｏｌ￣ｖｅｎｔｈａｖｉｎｇｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ[Ｊ].ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓ￣ｔｒｙꎬ２０１０ꎬ１２:８０９￣８１４.[１５]ＬａｍＰｈａｎꎬＨｅａｔｈｅｒＢｒｏｗｎꎬＪａｍｅｓＷｈｉｔｅꎬｅｔａｌ.Ｓｏｙｂｅａｎｏｉｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｏｒｅｘｐａｎｄｅｄｓｏｌｖｅｎｔｓ[Ｊ].ＧｒｅｅｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２００９ꎬ１１:５３￣５９. [１６]ＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐꎬＪｅｒｅｍｙＤｕｒｅｌｌｅꎬＪｅｓｓｅＲＶａｎｄｅｒｖｅｅｎꎬｅｔａｌ.Ｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｓｗｉｔｃｈａｂｌｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙｓｏｌ￣ｖｅｎｔｓ[Ｊ].ＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓꎬ２０１５ꎬ１７:５３０８￣５３１３.６６。

胍胶基压裂体系研究进展及其在长庆油田的应用

胍胶基压裂体系研究进展及其在长庆油田的应用谢璇;张强;陈刚;张洁【摘要】综述了近年来油气田开发压裂需要的胍胶系类产品及相应辅助产品的研究进展.详细介绍了长庆化工生产的胍胶制品及其在长庆油田中的应用,特别是新型胍胶压裂液体系的开发.展望了胍胶制品及其压裂液体系的发展方向.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2014(015)005【总页数】4页(P35-38)【关键词】胍胶;压裂液;长庆油田;研究进展【作者】谢璇;张强;陈刚;张洁【作者单位】中国石油长庆油田化工集团有限公司,西安710021;西安石油大学化学化工学院,西安710065;西安石油大学化学化工学院,西安710065;西安石油大学化学化工学院,西安710065【正文语种】中文植物胶是近年研发的一种天然杂聚糖类添加剂，广泛应用于钻井行业中[1]。

植物胶不溶解于乙醇、甘油、甲酰胺等任何有机溶剂，仅在水中形成一定黏度的胶液。

植物胶配成水溶液后胶粒发生溶胀，水溶胶液具有较高黏度，并随溶胶浓度增加而增加。

大部分植物胶水溶胶液属于非牛顿型流体，具有剪切稀释性。

由于植物胶分子中大多不含离子基团，其水溶胶液一般不受阴、阳离子的影响，具有一定的耐盐性[2-3]。

常见的是植物种实类杂多糖包括胍胶、田菁胶和香豆胶等。

1 压裂用杂聚糖的研究植物杂聚糖属天然高分子聚合物，可用于配制压裂液的杂聚糖主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖及纤维素衍生物等。

植物杂聚糖溶解后具有较高的黏度,是稠化水压裂液的理想原料，同传统合成聚合物相比，植物杂聚糖具有价格低廉、原料丰富、二次伤害小、环保等优点。

目前，胍胶及其衍生物广泛应用于油田压裂作业中。

胍胶是天然杂聚糖的一类，胍胶及其衍生物具有较好的水溶性，且在低质量分数下具有很高的黏度。

其分子链主要由半乳甘露聚糖组成，甘露糖与半乳糖物质的量比为2∶1。

分子主链中甘露糖单元通过β(1-4)苷键项链，半乳糖通过α(1-6)苷键与主链相连，形成侧链。

压裂用胍胶衍生物的研究进展

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｆｔｅｒｔｈｅｆｒａｃｔｕｉｎｇｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎｌａｇｕａｒｇｕｍｆｒａｃｔｕｉｎｒｇｌｕｆｉｄｓ，ｓｃｈｏｌａｒｓａｔ
ＳｉｃｈｕａｎＣｈｅｎｇｄｕ６１０５００；２ＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＹａｎｃｈａｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｒｏｕｐ，ＳｈａａｎｘｉＸｉ ’ ａｎ７１００７５；
摘要：随着对油气资源勘探、开发的深入，水力压裂逐渐成为一种改造油气藏的重要方法并得到广泛应用。压裂液在水
力压裂工作中起着重要的作用，压裂液的好坏是关系到压裂施工的成败和影响施工后增产效果的一个重要因素。针对目前常规胍胶压裂液存在缺点，国内外学者对胍胶衍生物进行了广泛研究，主要集中在低分子量、酸性条件下交联、耐高温及疏水缔合改性
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｉｒｎｇｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｒｅｓｅｒｖｏｉｒｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｆｒａｃｔｕｉｎｒｇｌｆｕｉｄｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｒａｃｔｕｉｎｒｇ，ａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｆｒａｃｔｕｉｒｎｇｆｌｕｉｄｗａｓａｎｉｍｐｏｔｒａｎｔｆａｃｔｏｒａｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅＳｕｃｃｅｓｓｏｒｆａｉｌｕｒｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｏｆｗｅｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

一种低用量胍胶交联剂的合成及性能研究

一种低用量胍胶交联剂的合成及性能研究沈燕宾;王佳;李俊华;冯虎强【摘要】本文介绍了一种低用量胍胶交联剂,能够降低胍胶用量30％以上.0.2％胍胶浓度,交联比100:0.3的条件下耐温可达到80℃,0.25％胍胶浓度,交联比为100:0.2的条件下,耐温可达到130℃.低用量胍胶交联剂压裂液体系破胶彻底,破胶后残渣含量低,仅为49 mg/L和78 mg/L.对地层伤害低,较常规压裂液体系降低50％以上.低用量胍胶交联剂的研制对于提升低渗透油藏的压裂效率,防止油层伤害,节能降耗有积极意义.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2017(036)005【总页数】4页(P34-37)【关键词】压裂液;低用量胍胶交联剂;抗温性能【作者】沈燕宾;王佳;李俊华;冯虎强【作者单位】陕西省石油化工研究设计院,陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;陕西省石油化工研究设计院,陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;陕西省石油化工研究设计院,陕西省石油精细化学品重点实验室,陕西西安710054;陕西延长石油(集团)有限公司油气勘探公司,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TE357.12目前世界上约有65%的压裂液都是水基压裂液，国内各大油田90%使用水基压裂液，其体系都是用胍胶及其衍生物交联的压裂液[1]。

基于上述原因广大科学家积极寻找解决胍胶水不溶物高、压裂液残渣含量高的办法，实现油气井压裂的高效生产，研发能够降低胍胶用量的交联剂成为一个重要的研究方向[2，3]。

在压裂施工中，交联剂起着举足轻重的作用，它通过交联稠化剂形成高黏度的冻胶[4]。

常用的交联剂有：硼盐-硼砂、有机硼；铝盐-氯化铝、硫酸铝钾；铬盐-三氯化铬、钛盐-有机钛、锆盐-有机锆，其中硼盐用量最广最多，硼砂交联剂延缓交联差、耐温差，但成本低；有机硼交联剂延缓性好，成本高，耐温好；钛、锆交联剂成本高、耐温好、残渣多，破胶差；目前常用的交联剂没能解决胍胶用量高及综合成本高的问题[5，6]。

破胶实验报告及实验方法

压裂破胶实验报告一、实验目的在20℃-45℃下，寻找能在30min-1h之间彻底破胶的破胶剂以及最佳使用浓度。

二、实验内容：1、实验中所用压裂体系：（1）基液：0.4%胍胶交联剂：0.4%硼砂交联比：100:10破胶剂：SUN-Y100生物酶破胶剂实验条件：20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃恒温水浴2、实验方法：（1）配制0.4%瓜胶溶液用电子天平称取4g瓜胶，配制质量分数为0.4%的瓜胶溶液。

配制过程中，瓜胶需要缓慢的加入正在搅拌的清水中，以防止鱼眼的出现。

（2）配制交联剂取0.4g硼砂，配制成0.4%质量浓度的硼砂溶液。

（3）配制破胶剂取1g SUN-Y100生物酶破胶剂/APS，配成质量分数为1%的溶液。

（4）冻胶的制备取一烧杯，加入100g配好的瓜胶溶液，按交联比为100：10加入10g硼砂溶液。

然后加入配好的破胶剂。

比如加200ppm破胶剂，则需要添加2g质量分数为1%的破胶剂溶液，加250ppm，则需要添加2.5g质量分数为1%的破胶剂溶液。

药剂加入完毕后，用玻璃棒搅拌，直至成能挑挂的冻胶。

将配好的冻胶放入要求温度的恒温水浴中，观察破胶情况。

三、实验结果20℃下破胶情况25℃下破胶情况30℃下破胶情况35℃下破胶情况40℃下破胶情况45℃下破胶情况（以上所说破胶是指破胶后的基液粘度在10 mPa.s以下）四、实验结论及建议从上述实验可以看出：1、室内按照压裂体系0.4%瓜胶，0.4 %硼砂，交联比100：10，综合实验可见在地层温度20-45 ℃条件下使用200-250ppmSUN-Y100生物酶破胶剂可以实现30min-1h内破胶彻底。

2、在20-45℃下，APS不能实现破胶。

低浓度胍胶压裂液体系的研究与应用

低浓度胍胶压裂液体系的研究与应用压裂是实现低渗油气藏开发的有效技术手段，是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施。

随着油气田各类储层的开发，致密低渗、特低渗储层的增产和求产技术对压裂工艺技术提出越来越高的要求，其性质优劣决定压裂施工的成功与否和效果好坏，压裂液作为压裂的血液，其性能对压裂过程至关重要，因此，基于降低储层伤害，提高油气产量，耐高温、低伤害、低成本压裂液体系成为研究的重要方向。

标签：低浓度;胍胶压裂液体系;应用羟丙基胍胶作为水基压裂液的增稠剂，由于具有增稠能力强、抗剪切性好、热稳定性好、控制滤失能力强等特点而被广泛用于油气井压裂。

但该体系存在破胶后残渣残留在储层中，产生孔喉堵塞，也可能残留在裂缝中，降低裂缝导流能力，对储层造成伤害。

如果压裂液体系不当，残渣过高将对储层造成损害，严重时导致油气井减产。

因此，在降低成本、保护储层、提升产油气率的大背景下，低浓度羟丙基胍胶体系具有重大研究意义。

1压裂助剂研究1.1山西组岩石矿物组成及分布储层岩石组成的分析对于开发合适体系压裂液降低储层伤害至关重要，因此采用了X衍射对山西组储层岩石进行测试，其组成及分布。

经研究发现以石英和黏土矿物为主，其中石英最大含量达到99%，黏土含量最大42.5%。

研究区黏土矿物类型多样，伊蒙混层矿物山西组平均达到了31.2%，23.4%样品内伊蒙混层矿物相对含量超过20%，是造成研究区储层水敏性的主要矿物类型，因此压裂液体系需要添加黏土稳定剂类物质进行预防水敏性造成的储层伤害。

1.2储层孔隙度、渗透率研究孔隙度、渗透率对于油气开采效果具有重要的影响，针对山西组储层孔隙度及渗透率进行统计研究，实验数据。

孔隙度主要分布在4.0%——10.0%，这一区段的样品数可占76.59%，平均孔隙度 6.4%，样品孔隙度大于10%分布频率为7.54%;渗透率主要分布在0.01×10-3μm2——0.5×10-3μm2，该分布区段的样品数占89.26%，平均为0.2×10-3μm2，大于0.5×10-3μm2的样品分布频率占到6.64%，属低孔、低渗致密型储集层，因此对于压裂液体系需要注意低孔、低渗储层的预防保护及压裂结束后返排效果的提升，一方面可以降低压裂液体系的残渣减轻对孔隙度的伤害，另一方面需要通过助剂添加降低表界面张力降低水锁效应，降低储层中黏土类物质的敏感性减小储层伤害。

219444006_胍胶压裂返排液特性及处理技术

基金项目：中国石油绿色油气田污染防治及生态保护研究项目“含聚含油废液强制破胶与回用工程技术研究”（２０２１ＤＪ６６０４）。

第一作者：何柳婧，中国石油大学（北京）化学工程与环境学院２０２０级在读硕士，研究方向：水处理及资源化。

通信地址：北京市昌平区府学路１８号，１０２２９９。

Ｅｍａｉｌ：ｈｅｌｉｕｊｉｎｇ２０２２＠１６３．ｃｏｍ。

通讯作者：张华，２００８年毕业于中国科学院生态环境研究中心环境工程专业，博士，高级工程师，现在中国石油集团安全环保技术研究院有限公司从事污水处理与回用技术研究工作。

通信地址：北京市昌平区黄河北街１号院１号楼，１０２２０６。

Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｈｕａ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。

胍胶压裂返排液特性及处理技术何柳婧１，２，３　张华１，２　谢加才１，２　王毅霖１，２（１．石油石化污染物控制与处理国家重点实验室；２．中国石油集团安全环保技术研究院有限公司；３．中国石油大学（北京））摘　要　基于胍胶压裂返排液水量大、组成复杂、黏度高等水质特性，常规处理工艺很难实现其氧化破胶和离子去除，因此亟需优化升级现有处理工艺。

文章总结了胍胶压裂液体系的构成及作用，研究了国内外压裂返排液的处理方式，通过探究返排液回注与回配处理技术的发展趋势，明确了破胶降黏对返排液处理的关键作用，建议应结合氧化破胶和离子去除，研发利用高价金属离子的类芬顿氧化剂，实现返排液的高效降黏脱稳，协同控制高价金属离子的影响，为胍胶压裂返排液高效低成本的资源化处理提供支撑。

关键词　胍胶压裂液；返排液；回注；回配；破胶降黏ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５３１５８．２０２３．０３．００４文章编号：１００５３１５８（２０２３）０３００２００７犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊犪狀犱犜狉犲犪狋犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊狅犳犌狌犪狉犌狌犿犉狉犪犮狋狌狉犻狀犵犉犾狅狑犫犪犮犽犉犾狌犻犱ＨｅＬｉｕｊｉｎｇ１，２，３　ＺｈａｎｇＨｕａ１，２　ＸｉｅＪｉａｃａｉ１，２　ＷａｎｇＹｉｌｉｎ１，２（１．犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿犘狅犾犾狌狋犻狅狀犆狅狀狋狉狅犾；２．犆犖犘犆犚犲狊犲犪狉犮犺犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犪犳犲狋狔牔犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔；３．犆犺犻狀犪犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犘犲狋狉狅犾犲狌犿，犅犲犻犼犻狀犵）犃犅犛犜犚犃犆犜　Ｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｗａｔｅｒｖｏｌｕｍｅ，ｃｏｍｐｌｅｘｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｈｉｇｈｖｉｓｃｏｓｉｔｙｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｏｘｉｄｉｚｅａｎｄｉｏｎｓｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅａｎｄｕｐｇｒａｄｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ，ａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎａｎｄｂｌｅｎｄｉｎｇ，ｄｅｆｉｎｅｄｔｈｅｋｅｙｒｏｌｅｏｆｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｉｎｇｉｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｂａｃｋｆｌｏｗｆｌｕｉｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｖｅｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｉｏｎｒｅｍｏｖａｌｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐＦｅｎｔｏｎｌｉｋｅｏｘｉｄａｎｔｓｔｈａｔｕｔｉｌｉｚｅｈｉｇｈｖａｌｅｎｃｅｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ａｃｈｉｅｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ，ａｎｄｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｈｉｇｈｖａｌｅｎｃｅｍｅｔａｌｉｏｎｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｇｕａｎｉｄｉｎｅｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ．犓犈犢犠犗犚犇犛　ｇｕａｒｇｕｍｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｏｗｂａｃｋｆｌｕｉｄ；ｒｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｆｏｒｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇａｎｄｖｉｓｃｏｓｉｔｙｒｅｄｕｃｔｉｏｎ０　引　言压裂是油气田增产的重要措施与关键技术［１２］。

含交联胍胶废水与油田采出水掺混处理模拟试验

含交联胍胶废水与油田采出水掺混处理模拟试验王学才【摘要】以交联胍胶为主的施工作业产生的废液按不同比例加入到水驱含油污水深度处理站污水中,模拟不同程度联合站污水水质波动情况,在室内研究考察废液含量对采出污水处理的影响规律.随污水中废液含量增加,污水的透光率和过滤性能接近线性降低.分析了废液中交联胍胶影响污水处理效果的机理.废液含量对絮凝处理的影响规律为:对CPAM絮凝影响较大,含1%废液污水最佳絮凝效果CPAM加剂量为10 mg/L,其余水样最佳絮凝效果加剂量均为20 mg/L;对PAC絮凝影响较小,加剂量100 mg/L以后,絮凝效果增加幅度减小;对CPAM与PAC复配絮凝影响基本符合废液含量增大絮凝效果降低的规律,PAC 加量超过50 mg/L后,絮凝效果增加不明显.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(034)012【总页数】3页(P22-24)【关键词】污水处理;水质波动;废液含量;透光率;过滤性能;絮凝【作者】王学才【作者单位】大庆油田采油九厂【正文语种】中文油田生产后期采出液含水率逐渐增高，破乳后产生大量污水，污水成分极其复杂，含油、悬浮物、矿化度盐类高，处理难度很大；因此，近些年针对油田污水的处理展开了大量的研究工作。

针对不同的采油区块，为了尽可能提高采收率，采取了各种增效作业措施。

这些增效作业的实施过程中，向地层注入了交联胍胶、交联聚丙烯酰胺、各种酸液等，施工作业结束后，尽管已采取措施将注入药剂返出地面，但仍有大部分药剂滞留地层，逐渐随采出液进入联合站处理系统，对联合站的正常运行造成冲击，甚至对污水处理、破乳造成严重影响。

以往的污水处理研究多是针对化学驱各种驱油剂的影响展开的[1-6]，对上述增效作业造成的地面污水处理问题研究很少[7]，迫切需要对这些作业药剂影响地面处理系统的规律充分认识。

本文将以交联胍胶为主的施工作业产生的废水按不同比例加入到联合站污水中，模拟联合站污水水质不同程度波动情况，室内研究考察其对采出污水处理的影响规律。

胍胶压裂液高效破胶降解剂体系研究

第50卷第5期2021年5月应用化工Applied Chemiccl IndustreVoe.50No.5May2021月瓜胶压裂液高效破胶降解剂体系研究黄飞飞S蒲春生S陆雷超2,刘静S吴飞鹏1(1.中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266580；2.中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒841000)摘要:脈胶压裂液是低渗透油藏水力压裂应用最广泛的压裂液体系,针对其破胶不彻底，残渣、残胶易造成压后储层伤害的问题，通过耐温耐剪切性、破胶液黏度、破胶液残渣含量测试实验，从10种破胶剂、9种降解剂中筛选、优化了脈胶压裂液复合破胶降解剂。

并利用凝胶渗透色谱仪和激光粒度仪对脈胶压裂液破胶液中聚合物分子量和残渣粒径进行了测试'结果表明，0.06%(质量浓度)破胶剂P4(过硫酸钱：亚硫酸钠=9：1,质量比)+0.009%降解剂M2(BATO)为最佳复合破胶降解剂体系，其对应脈胶压裂液耐温耐剪切性测试稳定黏度、破胶液黏度、破胶液中残渣含量分别为103mPa-s，1.5mPa-s和202mg/T o相对于现用过硫酸钱破胶剂，优化的破胶降解剂体系可降低破胶液中聚合物平均分子量16.0%;减小破胶液中残渣粒径中值21.5%。

关键词:脈胶压裂液;破胶剂；降解剂;黏度;残渣含量;破胶液分子量;残渣粒径中图分类号:TQ319；TE39文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)05-1168-05Complex agent system used for the effectively breaking anddegrading of the guar gum fractrring UuinHUANG Fei-pei1，PU Chun-sheng1，LU Lei-chao2，LIU Jing1，WU Fei-peng1(1.School of Petroleum Engineering，China University of Petroleum(East China)，Qingdao266580,China;2.PetroChina Tarim Oilfieie Company，Korle841000，China)Abstraci:G uss based fractuong fluid is mosi popular in aie operations of hydraulic fractuong.To redud theaematin damagecaused bytheins9eubeeeesidueand theunbe9ben geeaateeaeactueing，thec9mpeea agentsystem used asthegeebeeabeewasstudied.Thec9mpeeaagentsystem was9ptimieed fem10types 9fgeebeeabeeand9types9fguaedegeadatin agentstheugh themeasueements9fheatTsheaeeesistance，theeisc9sity9fthebeben feactueingfeuid，and thec9ntent9ftheins9eubeeeesiduein thebeben feactu-eingfeuid.Besides，them9eecueaeweight9fthep9eymeeand thesiee9ftheeesiduein thebeben feactueing OuiO were tested with the gC permeation chromatography(GPC)and laseo paOide sizer ospectiely.The esuetsshowed that the fo mu ea of0.06%geeb6eabe6P4(a mi atu6e of ammonium pesuefateand sodium sulfite in the mas s ratio of9-1)+0.009%deeradation M2(BAT-2)satisfy the requets best.The$0X( visccsity after the mesuoment of hd shear resistancc，the viscosity of the broken fracturing luid，and the content of the insoluble residue in the broken fractuong luid are103mPa*s，1.5mPa*s and 202mg/L pared with the fracturing broken by the cuiTenhy used gC breaker ammonium persulfate，the average polymer moleculai weight tn be decressed by16.0%，and the median grain di-ametei tn be deemed by21.5%in the fracturing fuid broken by the optimized agent.Key words:gua6gum fattu ing f euid;geeb eake6;poeyme6degadation agent;eistosity;tontentofthe esidue;poeyme6moeetuea6;diamete6ofthe6esidue致密油藏(1O)基质渗流能力差［4-3］，需水力压裂改造才能得到经济产量［6-3］'压裂液的性质对效果至关重要(9O1)，以弧胶为代表的聚合物水基压裂液由于其材料来源广、携砂效果好，应用最为广泛(1203)。