任务四 水基压裂液的交联 和破胶-主讲教师 杨红丽 专 业 类 油水井施工与改造 项目二油水井的化学改造-1753286483407

任务四：水基压裂液的交联和破胶主讲教师：杨红丽专业类：油水井施工与改造项目二：油水井的化学改造石油和化学工程系微课堂知识点01实训目的实训原理知识点02知识点03仪器和材料知识点04实训步骤数据记录和处理知识点05注意事项知识点06思考题知识点07实训目的01知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点1：实训目的1明确交联剂用量与交联时间的关系2明确破胶剂用量对破胶时间的影响3掌握交联时间与破胶时间的测定方法实训原理02知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点2：实训原理水稠化剂交联剂破胶剂水基冻胶压裂液组成提供可供交联的官能团交联特定官能团破坏冻胶结构冻胶形成影响因素稠化剂用量交联剂种类交联剂用量破胶剂用量知识点2：实训原理羟丙基瓜胶（HPG）性能淡黄色粉末，无嗅，无毒、易交联、温度稳定性好、耐生物降解、易溶于水。羟丙基瓜胶（HPG）交联条件碱性环境硼酸盐知识点2：实训原理第一步，四硼酸钠在水中离解成硼酸和氢氧化钠：Na2B4O7+7H2O4H3BO3+2NaOHH3BO3+2H2O+H3O+

第二步，硼酸进一步水解形成四羟基合硼酸根离子第三步，硼酸根离子与邻位顺式羟基结合++H3O+

+5H2O羟丙基瓜胶（HPG）交联反应知识点2：实训原理稠化剂—羟丙基瓜胶交联剂—有机硼破胶剂—过硫酸铵交联条件—碱性实训条件知识点2：实训原理成冻时间：是指从交联剂加入开始计时，直至稠化剂全部形成冻胶，即用玻璃棒可以将稠化剂溶液整体挑挂起来的时间。破胶时间：是指从加入破胶剂开始计时，直至其粘度小于10mPa·S时的时间。评价指标实训仪器和材料03知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点3：实训仪器和材料

实训仪器六速旋转粘度计

搅拌器一套、水浴锅（控温精度1摄氏度，控温60摄氏度）广泛pH试纸

秒表烧杯（1000mL的1个、500mL的2个、200mL的10个）量筒（100mL的1个、500mL的1个）吸量管（5mL的1个、10mL的1个）洗耳球

玻璃棒等

知识点3：实训仪器和材料

实训材料1、羟丙基瓜胶稠化剂溶液3000mL（其HPG用量为0.5%、8000r/min搅拌速度下，搅拌30分钟）2、有机硼交联剂溶液200mL（该溶液浓度要适宜，一般用量1mL时交联时间小于400秒，5mL时交联时间大于30秒）3、5%过硫酸铵破胶剂溶液200mL4、10%氢氧化钠pH调节剂溶液200mL实训步骤04知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点4：实训步骤一、交联时间的测定①量取500mLHPG稠化剂溶液于500mL烧杯中，用10%氢氧化钠溶液调节其pH值为10，记为溶液a。②用100mL量筒量取溶液a100mL5份，分别倒入5个烧杯中，标记为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5。③将1-1号杯放在搅拌器下，打开搅拌器，调整其转速为300r/min。用5mL移液管吸取交联剂溶液1mL加入烧杯，同时打开秒表计时。在搅拌过程中观察杯中液体并用玻璃棒挑挂，当杯中液体全部被挑挂时停止计时，记录数据。④按照同样的方法，分别向1-2、1-3、1-4、1-5号杯中加入交联剂溶液2mL、3mL、4mL、5mL，测定其交联时间，记录数据。知识点4：实训步骤二、破胶时间的测定①量取500mLHPG稠化剂溶液，用10%氢氧化钠溶液调节其pH值为10，记为溶液b。用500mL量筒量取溶液b300mL5份，分别倒入5个烧杯中，标记为2-1、2-2、2-3、2-4、2-5。②将2-1号杯放在搅拌器下，打开搅拌器，调整其转速为300r/min。用20mL移液管吸取交联剂溶液15mL加入烧杯，打开秒表计时，同时用10mL移液管吸取破胶剂溶液2mL加入烧杯。在搅拌过程中观察杯中液体并用玻璃棒挑挂，当杯中液体全部被挑挂时，记录交联时间，继续计时。知识点4：实训步骤二、破胶时间的测定③密封好烧杯，将其放入60摄氏度的水浴锅中，每隔20分钟打开烧杯，用玻璃棒搅拌，当冻胶在玻璃棒上勉强挑挂时，再恒温20min，用六速旋转粘度计测定其100r/min读数；当粘度小于50mPa·S时，隔5分钟测量其粘度，直至粘度小于10mPa·S，该时间即为破胶时间，记录数据。④按照同样的方法，重复步骤2、3，分别向2-2、2-3、2-4、2-5号杯加入5mL交联剂溶液4mL、6mL、8mL、10mL破胶剂溶液，测定其破胶时间，记录数据。实训数据和处理05知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点5：实训数据和处理一、数据记录样品号1-11-21-31-41-5交联剂加量mL

交联时间S

1、交联时间的测定知识点5：实训数据和处理一、数据记录2、破胶时间的测定样品号2-12-22-32-42-5交联时间S

破胶时间勉强挑挂时间S

粘度小于50mPa·S时间S

粘度小于10mPa·S时间S

知识点5：实训数据和处理二、数据处理①根据表1数据分析交联剂加量与交联时间关系。②根据表2数据分析破胶剂加量和破胶时间的关系。注意事项06知识点任务四：水基压裂液的交联和破胶知识点6：注意事项因实训中没有做平行样，因此加入交联剂和破胶剂时必须用移液管，尽量减小误差。1水浴锅温度可以根据地层温度调整。2测定破胶时间时，秒表中间不能停止。3有机硼交联剂溶液浓度要适宜，一般用量1mL时交联时间小于400秒，5mL时交联时间大于30秒。