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页岩油压裂用高效耐盐乳液型减阻剂的研制与性能评价

李建申 黄秋实 燕松兵 刘青 王茂功 董景锋 郑苗

李建申,黄秋实,燕松兵,等. 页岩油压裂用高效耐盐乳液型减阻剂的研制与性能评价[J]. 钻井液与完井液,2026,43(4):569-576 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.016
引用本文: 李建申,黄秋实,燕松兵,等. 页岩油压裂用高效耐盐乳液型减阻剂的研制与性能评价[J]. 钻井液与完井液,2026,43(4):569-576 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.016
Li Jianshen, Huang Qiushi, Yan Songbing, et al.Preparation and performance evaluation of a high performance salt resistant emulsion drag reducer for shale oil formation fracturing[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(4):569-576 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.016
Citation: Li Jianshen, Huang Qiushi, Yan Songbing, et al.Preparation and performance evaluation of a high performance salt resistant emulsion drag reducer for shale oil formation fracturing[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(4):569-576 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.016

页岩油压裂用高效耐盐乳液型减阻剂的研制与性能评价

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.016
基金项目: 中国石油科学技术专项“中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目《油田用化工新材料产品开发》”(2020E-28)资助。
详细信息
    作者简介:

    李建申,1986年生,博士,高级工程师,研究方向为功能流体在油气田开发中的应用。E-mail:jianshen.li@cnpcusa.com

  • 中图分类号: TE357.12

Preparation and Performance Evaluation of a High Performance Salt Resistant Emulsion Drag Reducer for Shale Oil Formation Fracturing

  • 摘要: 常规页岩压裂液以高矿化度的返排水配制,而目前常规聚丙烯酰胺乳液减阻剂因耐盐差难以满足现场需求。针对常规聚丙烯酰胺乳液减阻剂耐盐性差的问题,文章将含有嵌段结构的疏水功能单体P-400,与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为共聚单体进行反相乳液聚合。通过对固含量、油水比、疏水功能单体浓度、AM浓度、AMPS浓度等合成条件进行优化,得到高效的耐盐乳液型减阻剂RP-400。研究表明,当固相含量为35%,油水比为3∶7,疏水功能单体浓度为0.1%,AM的浓度为58.8%,AMPS浓度为15%时,合成的耐盐乳液型减阻剂性能最佳。该减阻剂浓度为0.05%时,在清水中降阻率达到78%,在10%NaCl盐水与标准盐水中,降租率分别保持在72%和70%。通过分子动力学模拟从微观尺度证实了嵌段功能单体的引入对减阻剂减阻性能与抗盐性能的增效效果与机理。另外,流变性测试表明该减阻剂是典型的假塑性流体,具备优异的黏弹性与耐剪切性,可作为页岩油压裂用的高效乳液型减阻剂,因此,该耐盐乳液型减阻剂在页岩油气的开采中具有潜在的价值。

     

  • 图  1  疏水单体合成工艺图(P-400)

    图  2  耐盐乳液减阻剂的合成工艺图

    图  3  PR-400型减阻剂的核磁氢谱

    图  4  固相含量和油水比对乳液稳定性的影响

    图  5  P-400浓度对减阻率的影响

    图  6  AM质量比对降阻剂率的影响

    图  7  AMPS质量比与降阻率的关系曲线

    图  8  减阻剂RP-400模型构建和优化的流程图

    图  9  三元聚合物减阻剂和四元聚合物减阻剂在不同介质中回转半径对比

    图  10  三元聚合物减阻剂和四元聚合物减阻剂在不同介质中均方位移对比

    图  11  三元聚合物减阻剂和四元聚合物减阻剂在不同介质中径向分布函数对比

    图  12  反相乳液聚合乳胶的TEM图像

    图  13  0.5%减阻剂在清水或盐水中黏度与时间的关系

    图  14  浓度为0.05%减阻剂在清水或盐水中的降阻率曲线

    图  15  不同浓度减阻剂的剪切稀释行为

    图  16  不同浓度减阻剂的剪切稳定性测试

    图  17  不同浓度减阻剂的黏弹性测试

    表  1  压裂液应用效果对比

    压裂液
    体系
    平均
    砂比/%
    平均液体
    用量/m3
    施工
    成功率/%
    压后产油/
    t·d−1
    传统压裂液(HPG) 12.4 587.4 60 2.8
    RP-400压裂液 20.8 552.1 100 7.8
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-01-13
  • 修回日期:  2026-03-09
  • 录用日期:  2026-03-15
  • 刊出日期:  2026-07-30

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