第32卷第2期 辽 宁 石 油 化 工 大 学 学 报 V ol .32 N o .2
2012 年 6 月 JO U R N A L O F L IA O N IN G SH IH U A U N IV E R SIT Y Jun .2012
文章编号 :1672 - 6952(2012)02 - 0020 - 04
水 基 压 裂 液 增 稠 剂 性 能 研 究
张金生
1
,于卫昆
2
,李丽华
2
,王广英
2
(1 .辽宁石油化工大学化学与材料科学学院 ,辽宁抚顺 113001 ;2 .辽宁石油化工大学石油化工学院 ,辽宁抚顺 113001)
摘 要 : 以羧甲基淀粉(C M S)与丙烯酰胺(A M )为原料 ,在使用引发剂的条件下合成聚合物增稠剂 。 通过正
交实验设计确定了最佳合成工艺条件 ,利用傅里叶转换红外光谱(FT - IR )测定产物结构 ,采用旋转粘度计测定了接
枝聚合物在不同泥浆中的耐温耐盐性 、抗剪切性 、抗老化性 。 结果表明 :在反应温度 60 ℃ 、反应时间 7 h 、C M S 与
A M 质量比 1 ∶ 6 、引发剂质量分数为 0 .9% 的条件下 ,C M S - A M 接枝聚合物的粘度可达 280 m Pa · s 以上 ;C M S -
A M 接枝聚合物在不同泥浆中的耐温耐盐性 、抗剪切性 、抗老化性达到良好的结果 ,可以满足油田水基压裂液对增稠
剂的需求 。
关键词 : 接枝淀粉 ; 接枝聚合物 ; 增稠性 ; 压裂液
中图分类号 :T E39 文献标识码 :A doi:10 .3696/
j
.issn .1672 - 6952 .2012 .02 .006
Perform ance of T hickening A gent on W ater - B ase F racturing F luid
Z H A N G Jin - sheng
1
,Y U W ei- kun
2
,L I L i- hua
2
,W A N G G uang -
y
ing
2
(1 .School o
f
Chem istr
y
and M aterial Science ,L iaonin
g
Shihua Universit
y
,Fushun L iaonin
g
113001 , P .R .China ;
2 .School o
f
Petrochem ical En
g
ineering ,L iaonin
g
Shihua Universit
y
,Fushun L iaonin
g
113001 , P .R .China)
Received 9 Januar
y
2012 ; revised 26 Februar
y
2012 ;acce
p
ted 5 M arch 2012
Abstract : T he thickening agentof
g
raft copolym er w as synthesized by carboxym ethyl starch (C M S ) and acrylam ide (A M )
under the condition of initiator .T he optim um synthesis conditions w ere investigated by orthogonal experim ent design .T he
structure of the
p
roduct w hich w as obtained under the best reaction conditions w as characterized by FT - IR ,and the salt
sensitivity and tem perature stability ,shear stability and anti - ageing of the
g
raft copolym er solution in different slurry w ere
m easured by rotationalviscom eter .T he results show that the viscosity can reach 280 m Pa · s under the reaction conditions as
follow s :the reaction tem perature 60 ℃ ,the reaction tim e 7 h ,the m ass ratio of C M S to A M 1 ∶ 6 and the initiator addition
am ount0 .9% . T he C M S - A M
g
raft copolym er in different slurry show s excellent the salt sensitivity and tem perature
stability ,shear stability and anti- ageing ,w hich can satisfy the needs of oilfield fracturing fluid for thickening agent .
Key words : G raft starch ;G raft
p
olym ers ;T hickening
p
roperties ;Fracturing fluid
C orresponding author .T el.:+ 86 - 13898312696 ;e - m ail:
j
s6033@ 163 .com
随着石油钻探深度不断加深 ,地层温度及压力
不断增加 ,高温高压钻井越来越多
[1]
。 高温高压会
造成油井钻井液外加剂失效及耐温性能变差等不良
后果 。 国内现有的压裂液不能在耐温耐盐 、抗剪切
性等方面全面满足现固井的需要
[2]
,开发性能优良 、
价格低 、应用方便的耐温耐盐压裂液 ,具有一定的实
际意义和广阔的应用前景
[3 - 4]
。 压裂的目的是在地
层中形成具有一定尺寸和导流能力的裂缝 ,能否成
功与所使用的压裂液性能有很大关系 。 现在国内外
使用的压裂液有水基压裂液 、油基压裂液 、乳化压裂
收稿日期 :2012 - 01 - 09
作者简介 :张金生(1960 - ) ,男 ,辽宁沈阳市 ,教授 ,博士 。
液 、泡沫压裂液和醇基压裂液等
[5]
,其中水基压裂液
具有成本低 、安全性较高等优点 ,使用最广泛 。 增稠
剂是水基压裂液的最主要添加剂 ,其增粘能力及耐
温耐盐 、抗剪切性等应用性能一直是压裂液领域研
究的重点
[6]
。
压裂液增稠剂最初使用的是天然淀粉
[7]
,天然
淀粉在稳定性以及降解性方面均不能满足施工的要
求 ,并且天然淀粉不能与交联剂交联成冻胶压裂液 。
采用物理 、化学等技术得到的改性淀粉因其粘度低 、
粘度稳定性差以及抗剪切 、抗温性能差等缺陷
[8]
,使
之在油田领域中的应用受到限制 。 而淀粉接枝高分
子物是采用接枝共聚技术在改性淀粉链上引入某些
无机基团 ,使其具有较宽的分子链
[9]
,从而具有满足