2.2耐鈣鎂能力

模擬蘇里格氣田水中Ca2+、Mg2+含量，配制鈣鎂總量在500～6000 mg/L的二價(jià)鹽水溶液，分別評(píng)價(jià)ASCM和兩種市售耐鹽稠化劑的耐鈣鎂離子的能力，結(jié)果如圖2所示。ASCM耐鈣鎂離子的能力明顯優(yōu)于另外兩種耐鹽稠化劑，當(dāng)鈣鎂總量達(dá)到3000 mg/L時(shí)黏度保持率在90%左右，鈣鎂總量達(dá)到6000 mg/L時(shí)黏度保持率在70%以上，耐鈣鎂能力達(dá)到6000 mg/L。這是由于A(yíng)SCM結(jié)構(gòu)中的雙尾疏水單體在微疏水作用下賦予聚合物分子鏈良好的延展性和柔韌性，促使聚合物在高鹽水中快速舒展溶脹，同時(shí)含有的季銨鹽陽(yáng)離子、磺酸基團(tuán)能夠有效減弱高濃度Ca2+、Mg2+對(duì)聚合物的屏蔽作用，有利于形成更多的氫鍵結(jié)構(gòu)，在分子鏈間提供更多的物理“交聯(lián)位點(diǎn)”，保持較大的流體力學(xué)體積，提高在鹽水中的增黏效果。

圖2三種耐鹽稠化劑在不同濃度的Ca2+、Mg2+水溶液中的黏度保持率

2.3降阻性能

使用CDMZ-IV型管路摩阻儀模擬14 m3/min的施工排量分別測(cè)試0.1%ASCM在清水、標(biāo)準(zhǔn)鹽水中的降阻性能，。

在清水中，20 s左右降阻率達(dá)到峰值，在標(biāo)準(zhǔn)鹽水中，30 s左右降阻率達(dá)到峰值，ASCM溶解快；清水配制的黏滑溜水的降阻率為78%～73%，在高流速循環(huán)剪切5 min后降阻率在73%以上；在標(biāo)準(zhǔn)鹽水配制的滑溜水的降阻率為75%～70%，在高流速剪切5 min后降阻率在70%以上；ASCM具有良好的降阻能力，在高流速連續(xù)剪切下具有良好的穩(wěn)定性。

2.4黏彈性能

黏彈性是評(píng)價(jià)壓裂液流體性能、懸砂能力的重要指標(biāo)之一，一般儲(chǔ)能模量（G'）大于其耗能模量（G''）屬于低黏高彈流體，為彈性懸砂機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)低黏度、低摩阻、高強(qiáng)度加砂需求。在室溫下利用MARS40流變儀對(duì)1.0%的ASCM溶液進(jìn)行了頻率掃描。結(jié)果顯示，在0.01～10 Hz掃描頻率范圍內(nèi)，儲(chǔ)能模量始終大于耗能模量，屬于低黏高彈流體，具有優(yōu)良的動(dòng)態(tài)懸砂能力和低摩阻的性能。

2.5耐溫性能

分別采用清水、氣田水配制壓裂液，參考SY/T 7627—2021《水基壓裂液技術(shù)要求》中的方法評(píng)價(jià)耐溫耐剪切性能，實(shí)驗(yàn)條件為：剪切速率170 s?1，初始溫度30℃，升溫速度3℃/min，升溫至120℃后，恒溫剪切90 min。結(jié)果顯示，1.4%的ASCM在清水中的初始黏度在140 mPa·s左右，在120℃下剪切后黏度在60 mPa·s以上；1.6%的ASCM在氣田水中初始黏度為135 mPa·s，在120℃下剪切后黏度保持在50 mPa·s左右；ASCM具有良好的耐溫耐剪性能，在清水和氣田水中配制的壓裂液的流變性能都能滿(mǎn)足施工需求。

2.6耐高速剪切性

將ASCM稠化劑與兩種耐鹽性能較好的市售耐鹽稠化劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)其耐高速剪切性能及剪切恢復(fù)性。實(shí)驗(yàn)條件為：氣田水+1.6%稠化劑，完全溶解增黏后，在170 s?1下剪切2 min，測(cè)試初始黏度，然后在2000 s?1下剪切2 min，測(cè)試高速剪切黏度損失情況，最后在170 s?1下剪切2 min，測(cè)試黏度恢復(fù)情況。結(jié)果顯示，采用氣田水配制的ASCM壓裂液初始平均黏度在135 mPa·s，在2000 s?1下剪切2 min后平均黏度為101 mPa·s，黏度損失25%，恢復(fù)在170 s?1下剪切2 min平均黏度為122 mPa·s，黏度恢復(fù)至初始的90%，市售的兩種耐鹽稠化劑在經(jīng)過(guò)高速剪切后黏度損失28%～30%，170 s?1下黏度恢復(fù)至初始的70%～80%。經(jīng)高速剪切后，ASCM的黏度恢復(fù)率明顯高于另外兩種耐鹽稠化劑，這是由于A(yíng)SCM結(jié)構(gòu)中的N,N-二乙基丙烯酰胺提供的雙尾疏水單體能夠增強(qiáng)疏水結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，疏水結(jié)構(gòu)破壞后能夠快速重組聚集，具有較好的耐剪切修復(fù)性。

2.7懸砂性能

分別按照“清水+1.2%ASCM”、“返排液+1.4%ASCM”、“氣田水+1.6%ASCM”配制液體，使用20/40目陶粒，按照550 kg/m3的砂濃度模擬靜態(tài)懸砂情況，3種水質(zhì)配制懸砂液在室溫下放置2 h，都無(wú)沉砂現(xiàn)象。

分別采用ASCM、兩種市售耐鹽稠化劑，按照1.6%的加量用氣田水配制壓裂液，然后用吳茵攪拌器以2000 r/min轉(zhuǎn)速攪拌2 min，用攪拌后的壓裂液配制550 kg/m3的懸砂液評(píng)價(jià)懸砂能力。結(jié)果顯示，3種稠化劑配制的壓裂液經(jīng)高速剪切后，懸砂能力差異較大，其中ASCM配制的懸砂能力最好，20 min無(wú)明顯沉砂，另外兩種市售耐鹽稠化劑在3 min內(nèi)基本完全沉砂，這說(shuō)明ASCM具有良好的耐剪切性能，經(jīng)高速剪切后依然保持較為完整的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較好的懸砂能力。

2.8破膠性能

在95℃下，評(píng)價(jià)不同破膠劑加量下，不同水質(zhì)配制的壓裂液的破膠情況，配方及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0.01%～0.04%調(diào)整破膠劑加量，可實(shí)現(xiàn)30～120 min可控破膠，可以通過(guò)調(diào)整破膠劑加量實(shí)現(xiàn)“期間不破膠，壓后快破膠”的需求。完全破膠后，破膠液清亮透明，破膠液黏度<3 mPa·s，破膠液表面張力在25～27 mN/m，返排液、氣田水配制的殘?jiān)啃∮?00 mg/L，清水配制的殘?jiān)康椭?59 mg/L。

表3 ASCM壓裂液破膠實(shí)驗(yàn)情況

2.9巖心傷害

參考SY/T 5107—2016《水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法》中的方法分別評(píng)價(jià)不同水質(zhì)配制的ASCM壓裂破膠液對(duì)蘇里格天然巖心滲透率的傷害情況，結(jié)果如表4所示。清水配制的ASCM壓裂液的巖心傷害率小于20%，氣田水、返排液配制的巖心傷害率小于25%，都低于30%，滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。這是由于A(yíng)SCM分子結(jié)構(gòu)中含有一定量的DEAM，破膠時(shí)更易形成小片段的分子殘鏈，同時(shí)殘鏈中含有較高比例的親水基團(tuán)，水溶性較好，因此殘?jiān)伲瑐Φ汀?

表4不同水質(zhì)配制ASCM壓裂液破膠液的對(duì)巖心損害情況