針對過(guò)硫酸鹽對壓裂液破膠性能的問(wèn)題，通過(guò)設計實(shí)驗探究K2S2O8對壓裂液破膠性能的影響?？疾爝^(guò)硫酸鉀濃度、破膠溫度等影響因素條件下，以破膠液表觀(guān)黏度為5.0mPa·s時(shí)所需的時(shí)間為破膠時(shí)間，研究過(guò)硫酸鹽的破膠性能。深入分析了水基壓裂常用的稠化劑羥丙基瓜膠的結構和過(guò)硫酸鹽破膠的原理，溫度影響K2S2O8的分解速度，K2S2O8的速率常數與半衰期的關(guān)系。并采用表觀(guān)粘度、表面張力及殘渣含量等表征實(shí)驗，探究過(guò)硫酸鹽破膠規律。實(shí)驗結果表明：溫度為60℃時(shí)，隨著(zhù)K2S2O8破膠劑濃度增加，破膠時(shí)間縮短，破膠液粘度和表面張力逐漸降低。通過(guò)對比溫度實(shí)驗，溫度為70℃時(shí)，壓裂液越易破膠，破膠時(shí)間越短，粘度和表面張力降低，殘渣含量相對降低越明顯。

壓裂是油氣井增產(chǎn)、水井增注的主要手段之一，而水基壓裂技術(shù)占壓裂施工的70%以上，壓裂液是改造油氣層過(guò)程水力壓裂的工作液，其具有形成地層裂縫、傳遞壓力、攜帶支撐劑進(jìn)入地層裂縫的作用。

壓裂液在完成基本造縫和攜砂作用后，是否可以迅速破膠、快速返排和殘渣含量低是決定其對地層傷害的關(guān)鍵。破膠劑是決定壓裂液破膠速度，改善裂液破膠效果，減少壓裂液對儲層的傷害的重要途徑。目前，破膠劑一般采用過(guò)氧化物，例如K2S2O8、Na2S2O8和（NH4）2S2O8等。

通過(guò)激光粒度儀、凝膠滲透色譜儀研究過(guò)氧化物對瓜爾膠破膠的分子尺寸、分子結構和分子量變化進(jìn)行分析。從分子結構的角度進(jìn)行分析瓜膠分解的過(guò)程，發(fā)現過(guò)氧化物破膠很難讓瓜爾膠完全分解，且使瓜膠的溶解性降低，產(chǎn)生大量殘渣損害地層。通過(guò)加入一種激活劑研究低溫過(guò)氧化物破膠的情況，由于溫度較低過(guò)硫酸鹽破膠速度過(guò)慢難以滿(mǎn)足壓裂需求，激活劑起著(zhù)催化劑的作用，加速過(guò)硫酸鹽分解速度，縮短破膠時(shí)間。加入不同助劑對瓜膠破膠的性能影響，通過(guò)破膠實(shí)驗對比，優(yōu)選針對瓜膠破膠效果好的破膠體系，得出三元符合體系可以很好的滿(mǎn)足低溫地層的條件和現場(chǎng)壓裂作業(yè)要求。研究破膠劑的性能對壓裂技術(shù)具有重大的意義。

1實(shí)驗部分

1.1藥品與儀器

羥丙基瓜膠，交聯(lián)劑，助排劑，氯化鉀，破乳劑，堿NaHCO3，現場(chǎng)壓裂液基液。

電子天平FA2104S（上海越平電子分析天平廠(chǎng)）；恒溫干燥箱JX-3（海安金鑫機械廠(chǎng)）；電動(dòng)攪拌器JJ-1A（江蘇金壇恒豐）；Haake流變儀RS6000，（德國HAAKE公司）；全自動(dòng)界面張力儀（芬蘭Kibron公司）。

1.2實(shí)驗方法

1.2.1壓裂液試樣的制備

本實(shí)驗參考石油行業(yè)標準《水基壓裂液性能評價(jià)方法》SY/T5107-2005、《壓裂液通用技術(shù)條件》SY/T6376-2008和現場(chǎng)用的壓裂液配方來(lái)制備壓裂液試樣。

1.2.2壓裂液破膠性能測定

在恒溫箱中放入壓裂液，調節溫度至實(shí)驗溫度（儲層溫度）。使壓裂液破膠實(shí)驗在恒溫條件下進(jìn)行。在相同的時(shí)間測定壓裂液的表觀(guān)粘度，以時(shí)間為橫坐標，其表觀(guān)粘度為縱坐標作圖，在圖中找出表觀(guān)黏度為5.0mPa·s時(shí)所需的時(shí)間，就是過(guò)硫酸鉀的破膠時(shí)間。

1.2.3表面張力的測定

（1）測定液體表面張力

將玻璃杯盛入破膠液，20～25mm的深度，儀器調零點(diǎn)后，控制儀器使鉑環(huán)進(jìn)入液體5～7mm，開(kāi)始繪制表面張力曲線(xiàn)。儀器窗口可以顯示出實(shí)測的最大表面張力值和實(shí)際的平均表面張力值。

（2）測定液體界面張力

將玻璃杯中盛入高密度液體，深度同表面張力的測定，儀器調零，控制儀器使鉑環(huán)深入液體5～7mm，暫停儀器，緩慢加入低密度液體為10mm，繪制界面張力曲線(xiàn)。曲線(xiàn)窗口顯示實(shí)測最大界面張力值和實(shí)際平均界面張力值。

1.2.4破膠后粘度的測定

破膠后表觀(guān)粘度的測定：參考石油行業(yè)標準SY/T 5764-2007《壓裂用植物膠通用技術(shù)要求》，測定破膠后放入表觀(guān)粘度。粘度的測定是利用Haake RS6000流變儀進(jìn)行測定，測定溫度選擇實(shí)驗溫度。

1.2.5殘渣含量的測定

在烘干的離心管中裝入破膠后的破膠液，離心30min在（3000±150）r·min-1的轉速下，然后將上層清液緩慢倒出，破膠容器再用50mL的水潤洗后裝入離心管，雙手搖晃洗滌殘渣樣品，繼續離心20min，緩慢傾倒上層清液，收集殘渣，烘干殘渣在（105±1）℃恒溫箱中至恒重，利用分析天平測量其質(zhì)量。