一种物理凝胶压裂液的耐温耐剪切评价与机理分析

来源：钻井液与完井液杂志2020年第4期北京时间：

作者：蒋其辉,杨向同,王永红,李会丽,宁坤

单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司井下作业研究所, 北京 102206；

摘要：研究了一种物理凝胶压裂液的耐温耐剪切机理，主要分为以下3个方面：使用透射电镜分析了溶液微观结构，解释了线性型高聚物（HPAM）和聚合物稠化剂（SMPT）在高剪切速率下的降解现象；通过测试耐温耐剪切实验前后样品的黏弹模量，对比分析了HPAM和SMPT耐温耐剪切降解的影响因素；通过测试物理凝胶0.6% HPAM+0.5% PHCA与0.6% SMPT+0.5% PHCA耐温耐剪切实验前后样品的黏弹模量与微观形貌，分析了物理凝胶耐温耐剪切降解的影响因素。实验结果显示，经过120℃，170 s-1的耐温耐剪切实验，物理凝胶0.6% HPAM+0.5% PHCA转变为黏性流体；相反，经过150℃的耐温耐剪切实验，物理凝胶0.6% SMPT+0.5% PHCA的弹性因子保持率为78.9%，说明该物理凝胶压裂液经受高温剪切可保持强弹性流体特征。阿伦尼乌斯方程η=A e（－Ea/RT）活化能计算结果表明，PHCA可以降低SMPT溶液的活化能获得高稳定性流体，表明PHCA增强了SMPT溶液的结构稳定性。

关键词：高速率剪切, 耐温耐剪切, 降解机理, 物理凝胶压裂液

基金资助：

中国石油集团工程技术研究院有限公司院所青年基金课题“中高温低伤害减摩压裂液的研制”（CPETQ201929）部分研究成果