滑溜水压裂液中减阻剂的制备及特性研究

滑溜水压裂液中减阻剂的制备及特性研究

刘通义;向静;赵众从;林波;戴秀兰;黄趾海;张立丰

【摘要】采用反相微乳液法制备了一种用于滑溜水压裂液中的水溶性减阻剂,对减阻剂的粒径大小分布、重均分子量、降阻率和悬砂能力进行了测试.结果表明,减阻剂粒径小,分布窄,分子量高[Mw=(2.08±0.65)×107 g/mol],具备高分子减阻的特性；向清水中加入0.05％的减阻率,减阻率可达55％,并且具有一定的携砂能力.因此,该减阻剂的应用能很好的降低压裂施工摩阻、减小泵功、适当提高砂比,有助于非常规低渗储层的开采.%A water soluble DRA is prepared by inverse micro-emulsion polymerization, which can be applied to slick-water fracturing. The particle size distribution of DRA, weight average molecular

weight,drag reduction efficiency and suspension property were tested. The results showed that the DRA has small size and narrow size distribution,higher molecular weight[Mw = (2.08 ±0.65) × 107 g/mol] ,it has drag reduction characteristics of polymer; the resistance-reducing is about 55% when addition of 0. 05% DRA to clean water can reduce friction and it also has the prop-carrying capacity. Therefore, the DRA can applied to slick-water fracturing quite well, thus it can reduce fracturing friction, decrease pump power, properly increasing sand ratio,this performance helpful to the development of low permeable formation.

【期刊名称】《应用化工》

【年(卷),期】2013(042)003

【总页数】4页(P484-487)

【关键词】减阻剂;滑溜水压裂液;降阻率;悬砂能力

【作者】刘通义;向静;赵众从;林波;戴秀兰;黄趾海;张立丰

【作者单位】西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;成都佰椿石油科技有

限公司,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;成都佰椿石油科技有限公司,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500

【正文语种】中文

【中图分类】TQ047.1

随着非常规油气资源开采热潮的掀起，实用于开采低渗、低孔非常规储层的滑溜水压裂技术(在清水中加入少量减阻剂和一些添加剂等作为工作液，施工时并加入少

量支撑剂的压裂作业［1］)日益得到了推广，因此，滑溜水压裂液中添加剂的使用，特别是减阻剂的应用与需求也越来越多。

滑溜水压裂液中的减阻剂必须具有较好降摩阻性能和一定的悬浮能力，才能更好的降低施工摩阻，提高液体的携带能力，适当提高砂比，从而更有利于网络裂缝的形成，降低施工难度。但目前国内拥有自主权的减阻剂不多，油田上主要是以线性胶和国外的减阻剂为主，从而提高了成本。

本文根据高分子聚合物减阻原理，采用反相微乳液法，研发了一种能用于滑溜水压裂液中的水溶性减阻剂，通过傅里叶红外光谱(FTIR)和静态与动态光散射等测试手段，对减阻剂进行了一系列的表征，并使用自主研制的管道环路摩阻测试系统和模拟裂缝悬砂系统，分别对减阻剂的减阻效果和携砂能力进行了评价，为减阻剂在滑

溜水压裂液中的应用提供可靠依据。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

AAS、环己烷、Span 80、Tween 60、AIBI、V-65、K2S2O8、NaHSO3均为分析纯;AM，工业品;DMAEMA，98%;高纯氮气，99.999%。

WQF-520傅里叶变换红外光谱仪;BI-200SM激光散射仪(配515色谱仪，BI-MWA，BI-DNDC，模拟温控等);管道环路摩阻测试系统、模拟裂缝悬砂系统均为自制。

1.2 减阻剂的制备［2-4］

将一定HLB值的Span 80与Tween 60、环己烷加入到四口烧瓶中，形成分散介质，其中乳化剂占油相的20%。将不同质量比的AM与AAS溶于5%的NaCl水溶液中，形成分散相，并慢慢滴入分散介质中搅拌均匀，即得到透明、稳定的反相微乳液体系。在水浴中恒温并通氮气，在1 500 r/min条件下充分乳化30 min，再加入引发剂反应2.5 h，即得到乳胶状的减阻剂。用无水乙醇洗涤2～3次，提纯，在40℃真空干燥24 h，得到白色固体颗粒，粉碎后过100目筛，备用。1.3 测试评价方法

1.3.1 静态与动态光散射将固体试样从30～100 mg/L每10 mg/L为一个浓度梯度，配制8个浓度梯度溶液，采用激光散射仪静态法和动态法分别测定重均分子量和粒径大小与分布。

1.3.2 降阻性能采用流动回路摩阻测试系统对减阻剂进行降阻测试(原理见图1)，与清水做对比，向清水中加入一定浓度的减阻剂。选用6 mm的管路进行测试，记录流体通过管路后的摩阻压降来计算减阻率，根据减阻率的大小评价减阻剂的降阻效果［5］。

图1 流动回路摩阻测试系统示意图Fig.1 Schematic diagram of flow apparatus