黄原胶及其衍生物的耐温耐剪切性能

刘双， 张洪， 邱晓惠， 方波， 卢拥军， 翟文

（1.华东理工大学化学工程研究所，上海 200237；2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院， 河北廊坊 065007；3.中国石油勘探开发研究院油田化学研究所，北京100083）

压裂液的主要功能是造缝和携砂，黄原胶溶液由于是一种强弹性流体，弹性大于黏性，具有较强的支撑剂悬浮能力，因此其在石油开采领域具有较好的前景[1-9]。黄原胶溶液在低温下具有良好的压裂性能，但其在高温下受到剪切后，黏度损失严重，从而影响其携砂性能和压裂效果，甚至脱砂，导致压裂失败。因此，提升黄原胶压裂液的耐温耐剪切性能是十分必要的。目前常采用化学改性来提高黄原胶的应用性能，包括复配[10]、疏水改性[11-12]、接枝共聚[13]以及与过渡金属交联反应[14]等，但笔者发现仅仅依靠化学改性对于黄原胶耐温性能的提升很有限。针对黄原胶溶液在高温下的耐温耐剪切性能，分析了改性、构象等多种因素的影响，显著增强了黄原胶溶液在高温下的流变性能和耐温耐剪切性能，为黄原胶非交联压裂液（特别是海水基黄原胶非交联压裂液）的应用提供了优化意见。

1 实验部分

1.1 主要材料与仪器

黄原胶（XG）；乙醇、环氧氯丙烷，分析纯；氯化钾、氢氧化钾，分析纯。

Rheolab QC流变仪；RS6000高温高压流变仪；Mars Ⅱ高级旋转流变仪（转子型号为C35/1°TiL，直径为35.00 mm，锥角为1°）。

1.2 实验方法

1.2.1 改性黄原胶CXG的合成

将20 g黄原胶（XG）加入到100 g 80%乙醇水溶液中，在搅拌下缓慢加入2.5 g 20% NaOH溶液，碱化1 h；然后加入0.4 g环氧氯丙烷，滴加完毕后升温至60 ℃，保持温度继续反应3 h。……