随着我国页岩气等油气资源的开发向深层推进,高矿化度储层压裂面临严峻挑战。传统聚丙烯酰胺(PAM)减阻剂在盐水中易因聚电解质效应导致分子链蜷缩,粘度骤降,减阻性能大
幅衰减。耐盐聚丙烯酰胺减阻剂通过分子结构创新,成为解决这一问题的关键技术。
耐盐聚丙烯酰胺减阻剂的核心在于通过化学改性增强分子链的稳定性与抗盐能力。例如,引入磺酸基团(—SO₃⁻)可显著提高聚合物的亲水性与水动力学体积。磺酸根基团在极性溶剂中
溶解度大,能携带更多负电荷,使分子链保持伸展状态,减少盐离子引起的蜷缩效应。此外,疏水基团(如长碳链或萘基)的引入可形成疏水缔合结构,在高盐环境下通过分子间缔合形
成网状超分子结构,进一步增强减阻性能。
材料方面,部分研究采用丙烯酰胺与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,利用AMPS的强耐盐性提高整体性能。例如,通过分散聚合制备的耐盐减阻剂,在pH 7.5、硫酸铵浓度
36%的条件下仍能保持稳定,显著优于传统PAM。
页岩气压裂作业中,管柱内流体剪切速率极高,普通减阻剂易因分子链断裂导致性能下降。新型减阻剂通过引入刚性基团(如季铵盐)或交联结构增强分子链刚性,减少剪切变形。
溶解性方面,助溶剂(如尿素、硫脲)和渗透剂(如聚氧乙烯醚)的应用可加速聚合物在盐水中的分散。尿素能破坏氢键网络,硫脲的双硫键在升温时分解进一步促进溶解,而乙二醇则
通过极性相互作用提高疏水基团的溶解效率。实验表明,优化后的减阻剂在70℃下反应24小时,溶解时间缩短到30秒内,且无团聚现象。
耐盐减阻剂已在多个高矿化度储层项目中验证其效能。某页岩气田采用磺酸基改性PAM减阻剂,配合返排液配制滑溜水,减阻率稳定在70%以上,较传统减阻剂提高约20%。另一案例
中,两性离子聚丙烯酰胺乳液减阻剂在矿化度超50,000 mg/L的地层水中仍保持低粘度(<10 mPa·s),配伍性优异,与阳离子粘土稳定剂混合后无沉淀生成。 此外,耐盐减阻剂的可
降解性减少了环境风险。通过引入易水解基团(如酯键),部分产品在储层中可逐步降解,减少对致密页岩的持久伤害,符合绿色开采趋势。
河南博源耐盐聚丙烯酰胺减阻剂通过分子结构创新与工艺优化,显著提高了高矿化度储层压裂的效率与经济性。未来,随着河南博源新开发的纳mi复合技术的发展,进一步融合抗高温、
抗滤失等功能将成为研发zhong点,为深层油气开发提供更强支撑。
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