一步水热改性石英砂支撑剂及性能研究

作者：王迪东 曹晶    单位：延长油田股份有限公司

关键词：水力压裂；支撑剂；石英砂；亲油疏水；悬浮；分散稳定性

摘  要： 为提高石英砂在压裂液中的分散稳定性，采用十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）对传统石英砂表面进行改性。结果表明，CTAC 质 量分数为 0.6%，在 80 ℃中性条件下与石英砂反应 120 min，可以使石英砂的沉降速度降低 44.85%。改性前后石英砂与水的接触角由 28.233 °增至 87.853 °，表明石英砂表面的疏水性有大幅度改善，石英砂颗粒与水分子之间的排斥力增大。表面自由能由 83.342 mJ/m 降至 22.379 mJ/m ，表面自由能降低使系统更加稳定，从能量的角度解释了改性后石英砂沉降速度降低的原因。改性后石英砂的 zeta 电位是改性前的 2 倍，石英砂颗粒之间 的静电斥力明显增大，从而使颗粒之间不容易聚沉，体系更加稳定。