任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠主講教師：楊紅麗專業(yè)類：油水井施工與改造項(xiàng)目二：油水井的化學(xué)改造石油和化學(xué)工程系微課堂知識點(diǎn)01實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)原理知識點(diǎn)02知識點(diǎn)03儀器和材料知識點(diǎn)04實(shí)訓(xùn)步驟數(shù)據(jù)記錄和處理知識點(diǎn)05注意事項(xiàng)知識點(diǎn)06思考題知識點(diǎn)07實(shí)訓(xùn)目的01知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)1：實(shí)訓(xùn)目的1明確交聯(lián)劑用量與交聯(lián)時(shí)間的關(guān)系2明確破膠劑用量對破膠時(shí)間的影響3掌握交聯(lián)時(shí)間與破膠時(shí)間的測定方法實(shí)訓(xùn)原理02知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)2：實(shí)訓(xùn)原理水稠化劑交聯(lián)劑破膠劑水基凍膠壓裂液組成提供可供交聯(lián)的官能團(tuán)交聯(lián)特定官能團(tuán)破壞凍膠結(jié)構(gòu)凍膠形成影響因素稠化劑用量交聯(lián)劑種類交聯(lián)劑用量破膠劑用量知識點(diǎn)2：實(shí)訓(xùn)原理羥丙基瓜膠（HPG）性能淡黃色粉末，無嗅，無毒、易交聯(lián)、溫度穩(wěn)定性好、耐生物降解、易溶于水。羥丙基瓜膠（HPG）交聯(lián)條件堿性環(huán)境硼酸鹽知識點(diǎn)2：實(shí)訓(xùn)原理第一步，四硼酸鈉在水中離解成硼酸和氫氧化鈉：Na2B4O7+7H2O4H3BO3+2NaOHH3BO3+2H2O+H3O+

第二步，硼酸進(jìn)一步水解形成四羥基合硼酸根離子第三步，硼酸根離子與鄰位順式羥基結(jié)合++H3O+

+5H2O羥丙基瓜膠（HPG）交聯(lián)反應(yīng)知識點(diǎn)2：實(shí)訓(xùn)原理稠化劑—羥丙基瓜膠交聯(lián)劑—有機(jī)硼破膠劑—過硫酸銨交聯(lián)條件—堿性實(shí)訓(xùn)條件知識點(diǎn)2：實(shí)訓(xùn)原理成凍時(shí)間：是指從交聯(lián)劑加入開始計(jì)時(shí)，直至稠化劑全部形成凍膠，即用玻璃棒可以將稠化劑溶液整體挑掛起來的時(shí)間。破膠時(shí)間：是指從加入破膠劑開始計(jì)時(shí)，直至其粘度小于10mPa·S時(shí)的時(shí)間。評價(jià)指標(biāo)實(shí)訓(xùn)儀器和材料03知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)3：實(shí)訓(xùn)儀器和材料

實(shí)訓(xùn)儀器六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

攪拌器一套、水浴鍋（控溫精度1攝氏度，控溫60攝氏度）廣泛pH試紙

秒表燒杯（1000mL的1個(gè)、500mL的2個(gè)、200mL的10個(gè)）量筒（100mL的1個(gè)、500mL的1個(gè)）吸量管（5mL的1個(gè)、10mL的1個(gè)）洗耳球

玻璃棒等

知識點(diǎn)3：實(shí)訓(xùn)儀器和材料

實(shí)訓(xùn)材料1、羥丙基瓜膠稠化劑溶液3000mL（其HPG用量為0.5%、8000r/min攪拌速度下，攪拌30分鐘）2、有機(jī)硼交聯(lián)劑溶液200mL（該溶液濃度要適宜，一般用量1mL時(shí)交聯(lián)時(shí)間小于400秒，5mL時(shí)交聯(lián)時(shí)間大于30秒）3、5%過硫酸銨破膠劑溶液200mL4、10%氫氧化鈉pH調(diào)節(jié)劑溶液200mL實(shí)訓(xùn)步驟04知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)4：實(shí)訓(xùn)步驟一、交聯(lián)時(shí)間的測定①量取500mLHPG稠化劑溶液于500mL燒杯中，用10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其pH值為10，記為溶液a。②用100mL量筒量取溶液a100mL5份，分別倒入5個(gè)燒杯中，標(biāo)記為1-1、1-2、1-3、1-4、1-5。③將1-1號杯放在攪拌器下，打開攪拌器，調(diào)整其轉(zhuǎn)速為300r/min。用5mL移液管吸取交聯(lián)劑溶液1mL加入燒杯，同時(shí)打開秒表計(jì)時(shí)。在攪拌過程中觀察杯中液體并用玻璃棒挑掛，當(dāng)杯中液體全部被挑掛時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄數(shù)據(jù)。④按照同樣的方法，分別向1-2、1-3、1-4、1-5號杯中加入交聯(lián)劑溶液2mL、3mL、4mL、5mL，測定其交聯(lián)時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)。知識點(diǎn)4：實(shí)訓(xùn)步驟二、破膠時(shí)間的測定①量取500mLHPG稠化劑溶液，用10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)其pH值為10，記為溶液b。用500mL量筒量取溶液b300mL5份，分別倒入5個(gè)燒杯中，標(biāo)記為2-1、2-2、2-3、2-4、2-5。②將2-1號杯放在攪拌器下，打開攪拌器，調(diào)整其轉(zhuǎn)速為300r/min。用20mL移液管吸取交聯(lián)劑溶液15mL加入燒杯，打開秒表計(jì)時(shí)，同時(shí)用10mL移液管吸取破膠劑溶液2mL加入燒杯。在攪拌過程中觀察杯中液體并用玻璃棒挑掛，當(dāng)杯中液體全部被挑掛時(shí)，記錄交聯(lián)時(shí)間，繼續(xù)計(jì)時(shí)。知識點(diǎn)4：實(shí)訓(xùn)步驟二、破膠時(shí)間的測定③密封好燒杯，將其放入60攝氏度的水浴鍋中，每隔20分鐘打開燒杯，用玻璃棒攪拌，當(dāng)凍膠在玻璃棒上勉強(qiáng)挑掛時(shí)，再恒溫20min，用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定其100r/min讀數(shù)；當(dāng)粘度小于50mPa·S時(shí)，隔5分鐘測量其粘度，直至粘度小于10mPa·S，該時(shí)間即為破膠時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)。④按照同樣的方法，重復(fù)步驟2、3，分別向2-2、2-3、2-4、2-5號杯加入5mL交聯(lián)劑溶液4mL、6mL、8mL、10mL破膠劑溶液，測定其破膠時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)。實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)和處理05知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)5：實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)和處理一、數(shù)據(jù)記錄樣品號1-11-21-31-41-5交聯(lián)劑加量mL

交聯(lián)時(shí)間S

1、交聯(lián)時(shí)間的測定知識點(diǎn)5：實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)和處理一、數(shù)據(jù)記錄2、破膠時(shí)間的測定樣品號2-12-22-32-42-5交聯(lián)時(shí)間S

破膠時(shí)間勉強(qiáng)挑掛時(shí)間S

粘度小于50mPa·S時(shí)間S

粘度小于10mPa·S時(shí)間S

知識點(diǎn)5：實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)和處理二、數(shù)據(jù)處理①根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析交聯(lián)劑加量與交聯(lián)時(shí)間關(guān)系。②根據(jù)表2數(shù)據(jù)分析破膠劑加量和破膠時(shí)間的關(guān)系。注意事項(xiàng)06知識點(diǎn)任務(wù)四：水基壓裂液的交聯(lián)和破膠知識點(diǎn)6：注意事項(xiàng)因?qū)嵱?xùn)中沒有做平行樣，因此加入交聯(lián)劑和破膠劑時(shí)必須用移液管，盡量減小誤差。1水浴鍋溫度可以根據(jù)地層溫度調(diào)整。2測定破膠時(shí)間時(shí)，秒表中間不能停止。3有機(jī)硼交聯(lián)劑溶液濃度要適宜，一般用量1mL時(shí)交聯(lián)時(shí)間小于400秒，5mL時(shí)交聯(lián)時(shí)間大于30秒。