滑溜水压裂技术是页岩气开发的核心工艺,其核心是通过高压泵将低黏度流体注入地层形成裂缝。然而,流体与管壁间的摩擦阻力会显著减少施工效率,增加能耗。降阻剂的应用成为解
决这一问题的关键,其中聚丙烯酰胺(PAM)因其优异的流变调控能力备受关注。
高分子聚合物的降阻xiao果与其分子量呈正相关。3500万分子量的PAM在溶液中可形成长链网络结构,通过干扰流体湍流涡旋,显著减少流动阻力。实验表明,此类高分子量PAM在
1%质量浓度下,zui大降阻率可达74.5%-78%。其作用机理包括:
空间位阻效应:长链分子在流体中伸展,增加局部黏弹性,分散剪切应力;
湍流抑制:通过吸附于管壁和颗粒表面,减少流体微团碰撞能量损失;
黏弹性恢复:剪切后分子链快速回弹,维持低阻力状态。
在滑溜水压裂液中,3500万分子量PAM常与无机盐(如NaCl)复配使用。尽管高盐环境会导致PAM分子部分脱水收缩,但实验数据显示,在10,000 mg/L NaCl溶液中,该分子量PAM
仍能保持72.9%的降阻率。这种耐盐性源于其紧密的分子构型及疏水基团的屏蔽作用。此外,PAM的絮凝特性可辅助携带支撑剂,进一步提高压裂效率。
相比传统胍胶类降阻剂,3500万分子量PAM具有显著优势:
抗剪切性:分子链缠结结构使其在高速泵注(>45 L/min)下仍能维持稳定降阻性能;
经济性:溶解速度快,无需额外分散剂,现场混配效率高。
但需注意,超高分子量PAM存在溶解时间较长的问题,需优化分散工艺以避免“鱼眼”现象。
随着页岩气开发向深层复杂地层拓展,对降阻剂的耐温抗盐性能要求不断提高。3500万分子量PAM通过分子结构改性,可进一步提高其在高温高盐环境中的适用性。河南博源未来研究
方向包括开发复合型降阻剂,结合PAM的流变调控与纳mi材料的界面改性作用,实现更gao效的压裂液体系。
综上,3500万分子量聚丙烯酰胺凭借其zhuo越的降阻性能和环保特性,已成为滑溜水压裂技术的重要发展方向,其规模化应用将有力推动油气资源的gao效开发。
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