滑溜水压裂液是页岩气等油气资源开发中的关键技术之一,其核心功能是携带支撑剂进入地层裂缝,形成高导流能力的裂缝网络。聚丙烯酰胺(PAM)作为滑溜水压裂液的关键添加剂
,其分子量的数量直接影响压裂液的携砂能力和流变性能。
滑溜水压裂液的分子量决定了其分子链的长度和分子间作用力。高分子量PAM(河南博源可达7000万)具有更长的分子链,能够形成更强的网状结构,从而显著提高压裂液的黏度和剪
切恢复能力。实验表明,在高矿化度条件下(如Na⁺浓度>100×10⁴ mg/L),高分子量PAM仍能保持较高的黏度稳定性,而低分子量PAM的黏度易受矿化度影响,会导致携砂数量减少。
此外,高分子量PAM在剪切作用下表现出更好的黏弹性恢复特性。滑溜水压裂液在高压泵送过程中需经历高剪切速率(如>100 s⁻¹),高分子量PAM能在剪切后快速恢复黏度,确保支
撑剂均匀悬浮,避免沉降或堵塞裂缝。
携砂能力是滑溜水压裂液的核心指标,直接影响裂缝支撑xiao果。高分子量PAM通过以下机制提高携砂能力:
增黏效应:高分子量PAM形成的高黏度体系可显著减少支撑剂沉降速度。实验数据显示,在相同浓度下,高分子量PAM压裂液的支撑剂悬浮时间比低分子量PAM延长30%~50%。
减阻性能:高分子量PAM与减阻剂协同作用,可减少压裂液流动阻力,提高泵送效率。赵伟等人开发的EDR-1滑溜水压裂液采用高分子量PAM体系,在160℃高温下仍能保持>70%的减
阻率,确保支撑剂顺利输送到深层地层。
抗剪切性:高分子量PAM在高压泵送中的剪切稳定性更强,可减少黏度损失。研究表明,高矿化度条件下,高分子量PAM溶液的摩擦阻力系数更低,有利于维持携砂稳定性。
实际应用中需综合考虑分子量与地层条件的匹配性:
高渗透率储层(渗透率>1 D):可选用中低分子量PAM(300×10⁴~400×10⁴),平衡携砂能力与返排效率。
低渗透率储层(渗透率<0.1 D):需采用高分子量PAM(500×10⁴以上)以增强携砂能力,但需配合交联技术控制残渣含量,避免储层伤害。
滑溜水压裂液分子量是滑溜水压裂液性能的核心参数。高分子量PAM通过增黏、减阻和抗剪切等机制显著提高携砂能力,特别适合用于高温高矿化度地层。河南博源正在研究可进一步
优化分子量分布,结合纳mi材料改性,开发更gao效、环保的压裂液体系。
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