文档介绍：第7章压裂液化学和支撑剂
引言
压裂液主要功能--造缝、输送支撑剂。
还得有要求的粘度、能迅速返排,能较好控制液体滤失、泵送摩阻低,同时还要经济可行。
本章论述常用压裂液和添加剂的化学性质。
水基液
水基液特点—价廉、性良、易于控制。
水溶聚合物粘度受温度的影响较大。用交联剂取而代之即可显著增加聚合物的有效相对分子质量,还可增加溶液的粘度。(见下图)
图1 温度和不同交联剂类型对胍胶溶液的影响
胍胶—是最初用于稠化压裂液的聚合物之一。它是一种有甘露糖和半乳糖组成的长链高分子聚合物。其分子结构如下图所示:
图2 胍胶的结构
在生产胍胶粉的过程中,利用丙烯氧化物可得到胍胶的衍生物,即羟丙基胍胶(HPG)。如下图:
羟丙基的取代作用使HPG在高温下比胍胶更稳定,故HPG更适用于高温井(大于150ºC)
图3 羟丙基胍胶重复单元结构
羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG)也是一种胍胶衍生物。这种“双重衍生”的胍胶既含有HPG的羟丙基官能团,也含有羧酸取代基。
纤维素衍生物也用于压裂液中。如羟乙基纤维素(HEC)(见下图)或羟丙基纤维素(HPC)。
图4 羟乙基纤维素重复单元结构
黄胞胶是一种生物高聚物,它具有幂律流体特征。而HPG溶液则具有牛顿流体的特征。其结构见下图:
图5 黄胞胶重复单元结构
不完全水解丙烯酰胺聚合物可用作降阻剂。
这些聚合物可在低浓度下使用---小于10lbm/1000gal。
用粘弹性表面活性剂(VES)(如下图)与之配制可改善聚合物在高温环境的功能。