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      有機鈦交聯羥丙基瓜爾膠壓裂液

      發布日期:2015-01-20 11:04:55

      有機鈦交聯劑

      本文報道的有機鈦交聯劑羥丙基瓜爾膠壓裂液, 是一種適用于高溫油藏的凍膠體系。增粘劑之所以選用羥丙基瓜爾膠,是由于它增粘能力強,水不溶物 含量低,已在國內外獲得廣泛應用。本文報道 的鈦凍膠由于使用了我們研制的交聯劑PC-500,抗 熱剪切性能極好,在高溫(KXTC)、一般流經油管時 的剪切速率(170廠下至少在2小時內可以維持高 粘度,因此可以滿足攜砂、造縫等壓裂施工要求,且 破膠后殘渣量低,可望用于高溫低滲透油藏。

      pH值影響羥丙基瓜爾膠的水 合、溶解速率。初始pH值為9. 5時溶解極慢,經過 60分鐘后溶液粘度只達到2. 0 mPa*S,羥丙基瓜爾 膠基本上未溶解,靜置一段時間后即產生沉淀。初 始pH值為7. 0時(空白溶液),水合速率高,溶解快, 溶液粘度迅速上升,1分鐘后即達到75 mPa*S,5分 鐘時達到穩定值90 mIVs。初始PH值為5. 5時,水 合、溶解也很快,但粘度穩定值較低,為80 mPa*s。
      有機鈦交聯劑PC-500是由有機鈦陽離子與胺 基醇、乳酸合成的,可形成鈦的多核羥橋絡合物離子 而與羥丙基瓜爾膠交聯,交聯產物的交聯強度高,形 成的凍膠耐熱性好。
      延遲交聯是降低壓裂液管道摩阻,減小凍膠剪 切降解作用的重要化學途徑。羥丙基瓜爾膠/PC- 500 壓裂液體系的交聯速率取決于壓裂液濃度、 pH 值、交聯比及溫度。在溫度一定(施工井深一定)、輕 丙基瓜爾膠用量一定時,交聯劑PC-500用量越多、 pH值越低,則延遲交聯時間越短。
      此外,改變制備有機鈦交聯劑PC-500時原料組 分的配比,可以在一定程度上改變羥丙基瓜爾膠/ PC-500壓裂液的交聯時間。圖5是用原料配比不同 的PC-500配制的壓裂液交聯時間與PC-500用量之 間的關系曲線。
      由圖5可以看到,有機鈦交聯劑原料組分配比 對壓裂液交聯時間的影響,在交聯劑用量小時 (0.5%)很顯著,隨交聯劑用量的增加迅速減小,在 交聯劑用量很大時已變得很不明顯。0.5%是羥丙 基瓜爾膠/PC-500壓裂液最佳配方中有機鈦交聯劑 PC-500的用量,因此在某些情況下,改變PC-500原 料組分配比可以作為調整壓裂液交聯速率的手段之 一加以利用。
      改變PC-500原料組分配比將改變PC-500的化 學結構和化學性質,進而改變與羥丙基瓜爾膠生成 的凍膠結構和性能。在利用這一手段調整壓裂液交 聯時間時,要注意壓裂液性能的變化,使之處于符合 要求的范圍內。
      某些配方的羥丙基瓜爾膠 /P&500壓裂液在1CXTC、1701下連續剪切2小
      時,粘度均維持在900 mPa*S左右,說明該壓裂液抗 剪切性能良好,抗溫性能遠大于KXTC。此外,在基 本配方基礎上可以得到性能符合要求的更經濟合理 的實用壓裂液配方。
      將加入0. 05%破膠劑過硫酸銨和不加破膠劑 的羥丙基瓜爾膠/PC-500壓裂液放入密閉容器中, 在不同溫度下測定破膠時間、破膠液粘度及殘渣含量。
      該壓裂液在高溫下可以自動破 膠,加入破膠劑可以加快破膠速度,破膠后產生的殘 渣量低,可用于高溫低滲透油藏。
       
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