黄原胶压裂液研发及过程流变学研究

发布时间：2025-02-08 20:37

　　为提高黄原胶的基本性能并拓宽其应用范围,本文在碱性条件下采用溶媒法对黄原胶(XG)进行改性,研制了低交联度黄原胶(CXG)和疏水改性黄原胶(HBXG),对黄原胶和改性黄原胶溶液的流变行为(剪切变稀性、黏弹性、触变性)和携砂性能进行了考察,深入研究了 XG和CXG溶液的耐温耐剪切性能和破胶性能,形成了耐温耐剪切性能达180℃的XG压裂液体系。此外,采用有机锆交联剂ZW35对XG溶液进行交联,研究了XG凝胶体系的流变性质及其交联过程、破胶过程流变性变化,建立了小振幅振荡剪切交联、破胶流变动力学方程,主要得到以下结论:1)为提高黄原胶的黏弹性能和携砂性能,向XG引入了环氧氯丙烷对其进行交联,采用溶媒法合成了低交联度黄原胶CXG,明确了相关工艺条件的影响,获得合适的制备工艺;采用正丁基缩水甘油醚对XG进行疏水改性,获得了制备疏水改性黄原胶HBXG的合适工艺条件。XG、CXG体系的流动曲线均表现出剪切变稀的特性,可采用非线性共转Jeffreys模型模拟流动曲线;对比XG溶液,CXG溶液具有更高的粘弹性能、更强的网络结构和携砂性能。2)明确了 XG溶液体系耐温耐剪切性能的影响因素(包括黄原胶改性、除...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３．４?ＸＧ和ＣＸＧ溶液的姑弹性：（ａ）０．２＂／〇；?（ｂ）０．４％；?（ｃ）０．６％??Ｆｉｇ．?３．４?ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｈｙ?ｏｆ?化ｅ?ａｑｕｅｏｕｓ?ＸＧ?ａｎｄ?ＣＸＧ?ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ：?（ａ）０?

第２４页?华东理王大学硕±学位论文??此外，由图３．３可知，对于不同浓度的ＸＧ和ＣＸＧ溶液，其在线性粘弹性区域的弹??性模量Ｇ’均大于粘性模量Ｇ’’，说明改性前后黄原胶均在此范围内表现出凝胶特性，并??且由外ｙｊ引起的形变能够得到完全恢复。当施加的应变超过一定范围后，样品的结构受....

图３．５?ＸＧ巧ＣＸＧ溶液的复粘度随角频率的变化（ａ）０．２％；?（ｂ）０．４％；?（ｃ）０．６％??Ｆｉｇ．?３．５?Ｃｏｍｐｌｅｘ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ?ｌｒｉ＊｜?ｏｆ?ＸＧ?ａｎｄ?ＣＸＧ?ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｇｕｌａｒ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：?（ａ）０．２％；??（ｂ）０．４％；?（ｃ）０．６〇／〇??粘弹性流体同时具有流动特性（消耗能量）和弹性（储存能?

能（Ｇ’和Ｇ＂）均远大于ＸＧ溶液，说明经环氧氯丙焼交联改性后，黄原胶溶液的网络??结构得到湿著增强，具有更好的携砂性能。??为了进一步比较改性前后黄原胶的粘弹性能，接下来对其复粘度进行比较，如图３．５??所示。??１０１??７０?Ｉ?１??—０．２％?ＸＧ?＾?０．４％?ＸＧ??....

图３．６?ＸＧ和ＣＸＧ溶液的剪切触变性：（ａ佩４？／ｎ；（ｂ）０．６％??Ｆｉｇ．?３．６?Ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ?ｏｆ?化ｅ?ａｑｕｅｏｕｓ?ＸＧ?ａｎｄ?ＣＸＧ?ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ：?（ａ）０．４％；似０．６〇／〇??

在３０°Ｃ、变剪切模式下测试ＸＧ和ＣＸＧ溶液的剪切触变性，剪切速率先由０升至??１７０Ｓ－１，时间为３０ｓ；再由１７０Ｓ－１降至０，时间为３化，得到改性前后黄原胶的滞后环，如??图３．６所示。??３５???３５????‘?一＊—?０．４％?ＸＣ?上行线?一??３０；?＿＾〇．４〇....

图３．７?ＸＧ和ＣＸＧ溶液的剪切触变也（ａ）０．４％?Ｇ’；?（ｂ）?０．４％?Ｇ＂；?（ｃ）０．６％?Ｇ’；?（ｄ）?０．６％?Ｇ＂??Ｆｉｇ．?３．７?Ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ?ｏｆ?比ｅ?ａｑｕｅｏｕｓ?ＸＧ?ａｎｄ?ＣＸＧ?ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ：?（ａ）０．４〇／〇?Ｇ’；（ｂ）０．４％?Ｇ＂；?（ｃ）?

测试未经破坏的样品的性质；第２段测试在剪切模式下，对样品施加短时间的??高剪切作用；第３段测试在小振幅振荡模式下，测试样品的结构恢复能力。在３０’Ｃ下，??改性前后黄原胶的触变性（振荡－剪切－振荡）如

本文编号：4031953