四元聚合物溶液及其压裂液流变性能

为丰富凝胶压裂液体系,以新型四元聚合物[甲基丙烯酸(MAA)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)/对苯乙烯磺酸钠(SSS)]为稠化剂,与有机锆交联剂交联,研究了不同浓度四元聚合物溶液和交联过程中的流变性,考察了剪切速率和温度对交联过程中黏度-时间关系的影响;并研究了交联凝胶破胶过程中的流变性,考察了破胶剂加量和温度对破胶过程中复模量-时间关系的影响。结果表明,170 s^(-1)下,聚合物溶液黏度随聚合物质量分数的增加而增大,0.6%聚合物溶液的稳态黏度为107.7 mPa·s,流动曲线符合Cross本构方程。交联体系黏度随剪切速率增加和温度升高而降低,黏度随时间变化的曲线可用4-参数交联过程流变动力学模型描述。在实验范围内,破胶剂用量越多、温度越高,凝胶破胶效果越好。4-参数破胶过程流变动力学模型可用于描述破胶过程中复模量随时间的变化曲线。图9表4参24。

三乙醇胺改性羟丙基瓜胶溶液流变性能

以三乙醇胺改性羟丙基瓜胶为稠化剂,三异丙醇胺/乳酸/丙三醇有机锆为交联剂,获得了交联凝胶。研究了交联凝胶流变性能及改性羟丙基瓜胶溶液交联过程流变性能,获得了黏度和黏弹性模量随时间的变化关系,考察了温度对交联过程的影响;并首次应用核磁共振成像分析仪研究了静态交联过程溶液性能,获得了弛豫时间随时间的变化关系。结果表明,交联凝胶具有明显的黏弹性和触变性,携砂性能良好;三乙醇胺改性羟丙基瓜胶溶液交联过程中黏度及黏弹性模量随时间的变化曲线可用4-参数交联过程流变动力学模型描述;4-参数静态交联过程动力学方程能较好地描述静态交联过程中弛豫时间随时间的变化关系,模型参数具有明确的物理意义。

P(MAA/AMPS/DMAM/NVCL)稠化剂的制备及其交联过程流变性能分析

为获得性能优良的压裂液体系,以α-甲基丙烯酸(MAA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)为主要原料,通过溶液聚合法制备了新型四元聚合物稠化剂,并研究了该聚合物溶液的流变性能;以有机锆为交联剂制备交联凝胶,考察不同因素(交联比、剪切速率、温度)对交联过程流变动力学的影响。研究结果表明:在温度25℃、剪切速率170 s^-1下,质量分数0.6%的聚合物溶液的表观黏度为100 mPa·s,增黏效果好,具有明显的剪切变稀性,其流动曲线可用Cross模型进行表征;质量分数0.6%的聚合物溶液与交联剂在交联比100∶0.6下的交联效果良好,凝胶黏弹性较高;聚合物溶液交联过程可用四参数交联流变动力学方程进行表征,为该四元聚合物压裂液的应用提供了流变学研究基础。