超高矿化度AM/AMPS共聚物压裂液与交联过程流变学

对不同矿化度、不同盐溶液中AM/AMPS压裂液流变性能及其在超高矿化度时的交联凝胶状态与流变学性质以及交联过程进行了研究。结果表明,AM/AMPS压裂液KCl与CaCl_(2)溶液中黏度与弹性模量下降,且CaCl_(2)的影响更显著;而超高矿化度镁盐溶液对压裂液黏度与黏弹性有增强作用。在超高矿化度的不同盐溶液中,AM/AMPS均可以与有机锆交联剂形成能完全挑挂凝胶,应变扫描结果证明,交联后压裂液表现出典型的凝胶特征。AM/AMPS压裂液在高矿化度盐溶液以及水溶液中的30℃恒温小振幅振荡交联过程可用四参数交联流变动力学方程描述,金属盐离子可以提高凝胶强度,且二价盐的提高更为显著。AM/AMPS压裂液升温小振幅振荡交联过程存在缓速交联与快速交联两个阶段,适当升温有利于交联反应。AM/AMPS压裂液在自来水与一价盐溶液中升温大振幅振荡交联过程与升温小振幅振荡交联过程相似;在二价盐溶液中交联过程受剪切影响较大,适当提高剪切,有利于AM/AMPS压裂液在盐溶液中交联。研究获得了超高矿化度AM/AMPS压裂液新体系,有望为AM/AMPS压裂液工程应用提供指导。

流变学方法评价水包油乳液稳定性

在50℃下分别制备了稳定和不稳定的水包油(O/W)乳液体系,考察了2类乳化体系的稳态黏度曲线、流动曲线、线性黏弹性、黏弹性模量随温度变化曲线和大振幅振荡剪切(LAOS)流变性。通过三参数流变动力学新方程、Carreau-Yasuda修正方程,四参数流变动力学方程较好地拟合了相应的稳态黏度曲线、样品的流动曲线以及黏弹性模量曲线。通过主成分回归分析方法,建立了50℃下水包油乳液流变指标与稳定性的经验关系,获得了流变学评价水包油乳液稳定性的新方法,为应用流变学性质指导制备稳定乳液奠定良好基础。

非光滑管路中HPAM溶液减阻与流变性关系研究

通过研究不同分子量、不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的流变性能,并测试其在大型摩擦阻力测试装置中的压差,探究聚合物浓度、聚合物分子量等因素对HPAM溶液在非光滑管路中减阻性能的影响。结果表明,在实验条件范围内,聚合物分子量增大,溶液的减阻率先降低后升高;聚合物的浓度增大,溶液的减阻率降低。通过计算得到了HPAM溶液在内径为0.46 cm非光滑管路中流动时的摩擦阻力系数f和广义雷诺数Re并与HPAM溶液流型参数n相关联,建立了表征非光滑管路中聚合物溶液摩擦阻力系数新方程,同时建立了聚合物溶液摩擦阻力系数f与广义雷诺数Re、减阻率DR与广义雷诺数Re的经验关系,便于HPAM溶液的工程应用。

耐高矿化度超支化聚合物滑溜水压裂液减阻与流变性关系研究

滑溜水压裂液是页岩气等非常规油气藏开采的重要材料,为明确高矿化度下聚合物滑溜水压裂液流变性与减阻性能关系,研究了超支化聚合物在不同浓度和不同矿化度下的流变性能,同时在大型摩擦阻力测试装置中测试其压差数据和摩擦阻力性能,在20万矿化度下减阻率可以达到70%左右。分析了聚合物的浓度、高矿化度对超支化聚合物流变性与减阻率的影响。并将计算得到的超支化聚合物在管路中流动的摩擦阻力系数(f)、广义雷诺数(Re)与聚合物溶液流变学参数(n)相关联,建立了表征高矿化度条件下超支化聚合物溶液摩擦阻力系数新方程,并获得了高矿化度下滑溜水摩阻系数与Re的幂律关系式。