耐200℃高温、低伤害压裂液稠化剂

为提高压裂液稠化剂的耐高温、低伤害性能,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)作为共聚单体,采用水溶液自由基聚合法制得压裂液稠化剂(ADAN)。通过单因素变量法优选了制备条件,分析了ADAN的结构和稳定性,评价了含ADAN压裂液的耐温耐剪切性、降阻性、静态携砂性和破胶性。结果表明,最佳的共聚物配比及反应条件为:单体占总反应体系质量的20%、4种单体(AM、AMPS、DMC、NVP)的物质的量比为14∶2∶3∶1、引发剂(质量比为1∶1的K_(2)SO_(3)和NaHSO_(3))用量占体系总质量的0.4%、pH值为7、反应温度为45℃、反应时间8 h。在此条件下制得的ADAN热稳定性良好,在40~260℃下的质量损失约为10%。0.8%ADAN与有机锆交联剂、高温稳定剂亚硫酸钠、破胶剂过硫酸铵等配制的压裂液具备良好的耐温耐剪切性、降阻性、静态携砂性和破胶性。在200℃、剪切速率为170 s^(-1)下剪切140 min后的黏度仍高于90 mPa·s;在100~160 L/min的流量变化区间内,降阻率由48%上升至63%;陶粒在压裂液中静置12 h后的沉降距离为6.3 cm,沉降速度为0.875×10^(-2)cm/min;破胶后的残渣含量为86 mg/L。ADAN压裂液可耐200℃高温,并对储层的伤害较小,满足现场施工及地层需要。