改性后的魔芋膠成員鏈上具有較多的羥基，因而能夠與第一全體所制得的 無機鈦交聯(lián)劑停止交聯(lián)，其交聯(lián)機理為：

　　第一步：無機鈦交聯(lián)劑發(fā)作水解，生成鈦離子

　　第二步：解離進去的鈦離子與改性魔芋膠成員鏈上的羥基停止絡(luò)合，構(gòu)成 存正在網(wǎng)狀構(gòu)造的凝膠，其構(gòu)造如圖圖4-1凝膠的構(gòu)造

　　因為無機鈦交聯(lián)劑引入了無機配位體，使得凝膠顆粒增大，壓裂系統(tǒng)存正在 定然的耐溫功能。正在水解進去的鈦離子與成員鏈上的羥基停止絡(luò)合的同聲，有 機配位體異樣會與鈦離子停止配位，沒有只會進步凝膠的穩(wěn)固性，異樣會延伸延 遲工夫，使其更為相符壓裂動土當(dāng)場的請求。

　　依據(jù)檢測壓裂液的通行規(guī)范-《水基壓裂液功能評估辦法》，對于壓裂液功能 停止以次內(nèi)定：

　　耐溫功能內(nèi)定；

　　耐剪切功能內(nèi)定；

　　靜態(tài)流變功能內(nèi)定；

　　殘渣含量內(nèi)定；

　　表、界面拉力的內(nèi)定；

　　巖心浸透威力的內(nèi)定；

　　懸砂功能內(nèi)定。

　　一般狀況下，隨著動物膠加量的增大，系統(tǒng)的深淺會逐步增大，當(dāng)深淺達 到定然值時，系統(tǒng)的粘度將沒有會失去顯然的降低。本全體將經(jīng)過內(nèi)定系統(tǒng)的表 觀粘度，來肯定改性始終魔芋膠的最佳深淺。

　　能夠看到，當(dāng)改性魔芋膠的深淺到達3%時，系統(tǒng)的粘度根本保 持顛簸，分析價錢要素，最終肯定改性魔芋膠的深淺為3%。

　　流變功能是調(diào)查壓裂液功能的主要檢測手腕，正常分成動態(tài)流變和靜態(tài)流 變。反應(yīng)壓裂液流變功能的正常囊括以次多少點量度。隨著量度的一直降低，交聯(lián)劑與魔芋膠成員鏈上羥基構(gòu)成的 配位鍵會折斷，招致系統(tǒng)的粘度升高；剪切。沒有同的剪切進度和剪切工夫，異樣會將配位鍵折斷，招致體 系粘度的升高；所選稠化劑的成員量。當(dāng)稠化劑成員量過低時，系統(tǒng)的粘度會呼應(yīng) 的升高，因而體現(xiàn)進去的流變功能會較差。

　　分之間的作使勁。原子團間的范德華力和離子間力均會反應(yīng)壓裂液的 流變功能。

　　本全體將經(jīng)過流變儀的內(nèi)定，來判別魔芋膠改性始終的耐溫耐剪切功能和 靜態(tài)流變功能能否失去好轉(zhuǎn)。

　　動態(tài)流變的測試

　　動態(tài)流變一般囊括耐溫功能和耐剪切功能正在壓裂動土當(dāng)場，壓裂液將 會被打入油層，因為油層的量度較高，因而，壓裂液應(yīng)存正在定然的耐溫威力；當(dāng)壓裂液隨著彈道被打入油層時，其會被彈道壁停止剪切，這時，壓裂液應(yīng)具 備定然的耐剪切功能，能力將支持劑帶入指名地位。

　　耐溫功能的測試，應(yīng)維持流變儀剪切速率維持恒定，一般為170s-1，而后 逐步降低量度，壓裂液的粘度沒有能隨著量度的降低而急劇降落，應(yīng)維持較為平 滑的趨向，當(dāng)系統(tǒng)的粘度升高到50mPa*s以次時，便沒有相符壓裂動土當(dāng)場的要 求；耐剪切功能測試，維持量度和剪切速率恒定，視察系統(tǒng)的粘度能否維持穩(wěn) 定，如急劇降落，便證實其耐剪切功能較差，正在動土當(dāng)場會形成砂卡，以致壓 裂失利。

　　對于配制好的凍膠正在流變儀中停止耐溫功能的測試，圖4-5為魔芋膠和改性 魔芋膠的耐溫功能測試圖。從圖中能夠看出，魔芋膠和改性魔芋膠的粘度均與 量度成正比，但改性魔芋膠粘度的降落趨向較緩，且改性魔芋膠的粘度顯然高 于魔芋膠的粘度，低溫時，改性魔芋膠的粘度為126mPa*s，而魔芋膠的粘度為 50mPa*s，因而改性魔芋膠的耐溫功能優(yōu)于改性事先。

　　當(dāng)固體停止活動時，會體現(xiàn)出定然的粘性生活，發(fā)生慣性變遷和形變，對于 于壓裂液來講，但是議論其慣性模量和粘性模量。壓裂液正在活動進程中，易受 到外界量度及內(nèi)部作使勁的反應(yīng)而發(fā)作慣性的變遷，正在外界量度沒有變的狀況 下，壓裂液的粘度也會隨著外界作使勁的變遷而升高。正在壓裂動土當(dāng)場中，壓 裂液會延續(xù)遭到外界作使勁的作用，因而將靜態(tài)流變作為檢測壓裂液功能的標 準之一。

　　正在內(nèi)定進程中，維持頻次沒有變，改性始終魔芋膠壓裂液的模量與 量度之間的聯(lián)系【“】。從圖中能夠看到化學(xué)當(dāng)量度逐步降低，兩種系統(tǒng)的慣性模量和 粘性模量均正在增多，改性魔芋膠的粘彈功能較改性事先失去進步。化學(xué)當(dāng)量度正在 75T以次時，改性魔芋膠的慣性模量和粘性模量均優(yōu)于魔芋膠，證實改性魔芋 膠的慣性和粘性正在頻次沒有變的環(huán)境下，均好于未改性。因為壓裂液的懸砂功能 與系統(tǒng)的粘慣性相關(guān)，因而改性后的魔芋膠的懸砂威力失去進步。

　　內(nèi)定進程中，維持量度沒有變，改性始終魔芋膠壓裂液的模量與頻 率的聯(lián)系直線。從圖中能夠看到，魔芋膠改性始終的慣性模量和粘性模量與頻次成反比。正在頻次較低時，改性魔芋膠的慣性模量大于粘性模量，證實正在靜態(tài) 模量中，系統(tǒng)次要體現(xiàn)為慣性流體，況且慣性模量沒有斷大于魔芋膠。正在高頻次 時，改性魔芋膠的慣性模量小于粘性模量，系統(tǒng)次要體現(xiàn)為粘性流體。正在廣播段 率以次，改性魔芋膠的粘性模量大于改性事先。因而，改性魔芋膠的慣性和粘 性均大于魔芋膠。

　　經(jīng)過流變的內(nèi)定，能夠證實改性后，魔芋膠壓裂液的耐柔和耐剪切功能均 失去顯然進步，適宜較低溫度下油層的壓裂動土，并且改性后，系統(tǒng)粘慣性均 失去進步，因而呼應(yīng)的懸砂威力失去進步。

　　過多的殘渣含量會對于地板發(fā)生較大的中傷，況且沒有易反排，因而，一種好 的稠化劑，應(yīng)存正在較少的殘渣含量。本試驗中采取過硫酸銨停止破膠，過硫酸 銨能夠毀壞魔芋膠中的配位鍵，使得系統(tǒng)的粘度升高，更為簡單反排回天空。

　　殘渣含量的丈量方法：

　　辨別取配制的改性魔芋膠壓裂液和魔芋膠壓裂液l〇〇g，退出0.08%的過 硫酸銨，并將其裝入廣口瓶中，塞緊瓶蓋，裝入候溫60°C的密閉水浴鍋中破膠， 以至壓裂液徹底破膠，記載工夫，即為改性魔芋膠壓裂液的破膠工夫。

　　破膠后辨別將其倒入烘千的離心管中，用醇化水重復(fù)洗濯，倒入離 心管中停止離心，轉(zhuǎn)速為3000r/min，離心工夫為半時辰；離心實現(xiàn)后，將離心失去的雜質(zhì)放入100°C烤箱中停止枯燥，4h后進 行稱量，即得破膠后的殘渣含量。

　　能夠看到，改性后的魔芋膠的破膠液的表界面拉力均低于改性之 前，標明改性后的魔芋膠壓裂液愈加無助于于反排，對于地板的中傷也大大升高。 4.2.8壓裂液浸透率的內(nèi)定水利壓裂對于油層的中傷次要具有三種方式：第一是因為壓裂液沒有徹底破 膠，招致殘留的破膠液中的化學(xué)精神，與地板里的礦精神發(fā)作化學(xué)變遷，對于地 層形成中傷，如與地板中的粘土礦精神發(fā)作化學(xué)變遷，使得粘土收縮，阻塞油 層，使得滲油屏障增大；第二是因為濾失適度惹起；其三是因為支持劑對于油層 的中傷，反應(yīng)油層里的地理條件發(fā)作變遷。此外還會發(fā)活力塞效應(yīng)，阻塞油層 的毛細通道，反應(yīng)油層的滲油威力。為了表征壓裂液破膠液對于地板的中傷率， 本全體將透過保守的驅(qū)替安裝對于改性始終的魔芋膠壓裂液對于巖心的浸透率進 行內(nèi)定。

　　驅(qū)替安裝^7”是由注入零碎、模仿零碎、計量零碎和模仿零碎組成，其主 要性能是用于對于反排液停止浸透率的內(nèi)定、對于地板中傷和采煤化學(xué)停止評估和 對于進步采收率停止鉆研。本全體將次要對于浸透率停止內(nèi)定，經(jīng)過內(nèi)定巖心正在進 入口的壓力的差值，模仿鉆研壓裂動土當(dāng)場破膠液中殘留精神對于油層的中傷。 試驗方法取舍規(guī)范的巖心：依據(jù)沒有同油層的巖心特色，選取適合的巖心，將 選擇進去的巖心制造成圓柱體，確保兩端平坦，參照規(guī)范將巖心顯影腌臜，并 烘干24時辰，稱重；配制礦化水：其用量辨別為：氯化鉀品質(zhì)分數(shù)（下同）為2%，氯化 鈉為5.5%，氯化鎂為0.45%，氯化鈣為0.55%，再用規(guī)范玻璃漏子對于配制的礦 化水停止過濾，正在真空環(huán)境下停止脫氣；解決火油：依據(jù)規(guī)范SY/T5336停止洗油，確保火油中的雜質(zhì)被解決腌臜；

　　內(nèi)定巖心偷空飽滿及孔隙容積：應(yīng)用固體飽滿法停止孔隙容積的計 算，將選擇進去的巖心正在固體中浸至飽滿，稱取品質(zhì)，減少烘干后的巖心品質(zhì)， 二者的差值除以用于浸泡巖心固體的密度，即無暇隙容積；制取破膠液：取10（TC環(huán)境下魔芋膠及改性魔芋膠壓裂液的破膠液。

　　巖心的裝置：將充足飽滿的巖心擱置夾持？器中，并用堵頭將巖心堵 緊；向儀表中通入火油（正），經(jīng)過量具內(nèi)定巖心原始浸透率正在失去L數(shù)值后，再向儀表中通入破膠液，以至巖心到達飽滿；能夠看到，魔芋膠壓裂液的中傷率為33.63%，高于改性后魔芋膠壓 裂液的24.39%，證實改性后的魔芋膠壓裂液對于地板的中傷較小，因而改性后的 魔芋膠壓裂液能夠用來當(dāng)場壓裂動土。

　　經(jīng)過對于表觀粘度的內(nèi)定，肯定了最佳的交聯(lián)比為0.3%。辨別配制改 性始終的魔芋膠壓裂液，辨別對于其單列功能檢測；耐溫功能測試中，化學(xué)當(dāng)量度到達80°C時，改性后魔芋膠壓裂液的粘度 為126mPa*s，而改性事先魔芋膠壓裂液的粘度僅為50mPa*S，因而改性后魔芋 膠壓裂液的耐溫功能失去顯然進步；耐剪切功能測試中，改性后的魔芋膠壓裂液正在80°C時，粘度沒有斷維 持正在120mPa*s，改性始終粘度變遷寬度均較小，而魔芋膠的粘度較低，因而可 以判定羧甲基改性后的魔芋膠耐溫功能失去進步，而耐剪切功能根本維持沒有 變：

　　靜態(tài)流變測試中，正在量度和頻次的反應(yīng)下，改性后魔芋膠壓裂液的 慣性和粘性均大于改性事先，且其粘慣性的變遷顯然較低，因而改性后魔芋膠 壓裂液的攜砂功能較好；破膠殘渣測試中，改性后的魔芋膠壓裂液破膠當(dāng)前的殘渣含量小于 改性事先，且徹底相符壓裂動土進程中對于殘渣含量的請求；名義拉力測試中，改性后的魔芋膠破膠液的表界面拉力均低于改性 事先；壓裂液巖心浸透威力的內(nèi)定中，改性后魔芋膠壓裂液的中傷率為24.39% 低于魔芋膠壓裂液的中傷率33.63%,二者的后果證實改性后的魔芋膠壓裂液具 有更好的反排威力，對于地板的中傷較?。粦疑肮δ軠y試中，改性后的魔芋膠壓裂液存正在較優(yōu)的懸砂功能。

　　經(jīng)過對于壓裂液懸砂功能、提早工夫和耐溫量度的評估，肯定分解有 機鈦交聯(lián)劑的最佳試藥用量和最佳分解工藝為：鈦酸丁酯的加量為30%，硝化甘油 與異甲醇的品質(zhì)比為2,三酒精胺的品質(zhì)分數(shù)為30%,反響量度為80°C，反響時 間為3時辰。

　　經(jīng)過從交聯(lián)比、交聯(lián)工夫和交聯(lián)景象三個范圍，對于魔芋膠品種停止 挑選，最終取舍武漢市清江魔芋制品無限公司的魔芋膠（02-TK）作為壓裂液 的稠化劑，為處理其耐溫耐剪切功能差的成績，應(yīng)用氯醋酸對于其停止羧甲基改 性。

　　對于改性后的魔芋膠停止表征：紅外譜圖標明魔芋膠成員鏈上發(fā)作了 雙成員親核取代反響，順利引入了羧甲基；經(jīng)過X射線衍射圖標明正在魔芋膠分 子鏈及成員間引入了離子鍵，使得成員構(gòu)造變得更為簡單，魔芋膠的無序構(gòu)造 縮小，結(jié)晶度升高；經(jīng)過熱重綜合譜圖標明，改性后的魔芋膠熱穩(wěn)固性失去提 高；經(jīng)過DSC譜圖標明，魔芋膠的成員間的作使勁隨之增大，因而魔芋膠改性 后的強度會增大。

　　經(jīng)過對于表觀粘度的內(nèi)定，肯定了最佳的交聯(lián)比為0.3%。辨別配制改 性始終的魔芋膠壓裂液，辨別對于其停止功能檢測；動態(tài)流變測試標明改性后魔芋膠壓裂液的耐溫功能失去進步，而耐 剪切功能根本維持沒有變；靜態(tài)流變測試中，正在量度和頻次的反應(yīng)下，改性后魔芋 膠壓裂液的慣性和粘性均大于改性事先，且其粘慣性的變遷顯然較低，因而改 性后魔芋膠壓裂液的攜砂功能較好；破膠殘渣測試中，改性后的魔芋膠壓裂液 破膠殘渣含量為274 mg/L，小于改性事先的419mg/L，徹底相符壓裂動土過 程中對于殘渣含量的請求；名義拉力測試中，改性后的魔芋膠破膠液的名義拉力 為24.17 mN/m，界面拉力為0.71 mN/m,均低于改性事先的35.62 mN/m和0.96 mN/m;壓裂液浸透率的內(nèi)定中，改性后魔芋膠壓裂液的浸透率為24.39%低于 魔芋膠壓裂液的浸透率33.63%,二者的后果證實改性后的魔芋膠壓裂液存正在 更好的反排威力，對于地板的中傷較??；懸砂功能測試中，改性后的魔芋膠壓裂 液的沉砂進度為0.15 mm/s，顯然優(yōu)于改性事先。

　　分解了存正在較好耐溫耐剪切功能的無機鈦交聯(lián)劑，并尋覓出一種新 的動物膠壓裂系統(tǒng)，相比于保守的動物膠壓裂系統(tǒng)，存正在較好的價錢劣勢；對于挑選進去的魔芋膠停止了羧甲基改性/使其占有較好的流變功能， 況且殘渣含量較低，易反排，對于地板的中傷較小。