针对过硫酸盐对压裂液破胶性能的问题，通过设计实验探究K2S2O8对压裂液破胶性能的影响。考察过硫酸钾浓度、破胶温度等影响因素条件下，以破胶液表观黏度为5.0mPa·s时所需的时间为破胶时间，研究过硫酸盐的破胶性能。深入分析了水基压裂常用的稠化剂羟丙基瓜胶的结构和过硫酸盐破胶的原理，温度影响K2S2O8的分解速度，K2S2O8的速率常数与半衰期的关系。并采用表观粘度、表面张力及残渣含量等表征实验，探究过硫酸盐破胶规律。实验结果表明：温度为60℃时，随着K2S2O8破胶剂浓度增加，破胶时间缩短，破胶液粘度和表面张力逐渐降低。通过对比温度实验，温度为70℃时，压裂液越易破胶，破胶时间越短，粘度和表面张力降低，残渣含量相对降低越明显。

压裂是油气井增产、水井增注的主要手段之一，而水基压裂技术占压裂施工的70%以上，压裂液是改造油气层过程水力压裂的工作液，其具有形成地层裂缝、传递压力、携带支撑剂进入地层裂缝的作用。

压裂液在完成基本造缝和携砂作用后，是否可以迅速破胶、快速返排和残渣含量低是决定其对地层伤害的关键。破胶剂是决定压裂液破胶速度，改善裂液破胶效果，减少压裂液对储层的伤害的重要途径。目前，破胶剂一般采用过氧化物，例如K2S2O8、Na2S2O8和（NH4）2S2O8等。

通过激光粒度仪、凝胶渗透色谱仪研究过氧化物对瓜尔胶破胶的分子尺寸、分子结构和分子量变化进行分析。从分子结构的角度进行分析瓜胶分解的过程，发现过氧化物破胶很难让瓜尔胶完全分解，且使瓜胶的溶解性降低，产生大量残渣损害地层。通过加入一种激活剂研究低温过氧化物破胶的情况，由于温度较低过硫酸盐破胶速度过慢难以满足压裂需求，激活剂起着催化剂的作用，加速过硫酸盐分解速度，缩短破胶时间。加入不同助剂对瓜胶破胶的性能影响，通过破胶实验对比，优选针对瓜胶破胶效果好的破胶体系，得出三元符合体系可以很好的满足低温地层的条件和现场压裂作业要求。研究破胶剂的性能对压裂技术具有重大的意义。

1实验部分

1.1药品与仪器

羟丙基瓜胶，交联剂，助排剂，氯化钾，破乳剂，碱NaHCO3，现场压裂液基液。

电子天平FA2104S（上海越平电子分析天平厂）；恒温干燥箱JX-3（海安金鑫机械厂）；电动搅拌器JJ-1A（江苏金坛恒丰）；Haake流变仪RS6000，（德国HAAKE公司）；全自动界面张力仪（芬兰Kibron公司）。

1.2实验方法

1.2.1压裂液试样的制备

本实验参考石油行业标准《水基压裂液性能评价方法》SY/T5107-2005、《压裂液通用技术条件》SY/T6376-2008和现场用的压裂液配方来制备压裂液试样。

1.2.2压裂液破胶性能测定

在恒温箱中放入压裂液，调节温度至实验温度（储层温度）。使压裂液破胶实验在恒温条件下进行。在相同的时间测定压裂液的表观粘度，以时间为横坐标，其表观粘度为纵坐标作图，在图中找出表观黏度为5.0mPa·s时所需的时间，就是过硫酸钾的破胶时间。

1.2.3表面张力的测定

（1）测定液体表面张力

将玻璃杯盛入破胶液，20～25mm的深度，仪器调零点后，控制仪器使铂环进入液体5～7mm，开始绘制表面张力曲线。仪器窗口可以显示出实测的最大表面张力值和实际的平均表面张力值。

（2）测定液体界面张力

将玻璃杯中盛入高密度液体，深度同表面张力的测定，仪器调零，控制仪器使铂环深入液体5～7mm，暂停仪器，缓慢加入低密度液体为10mm，绘制界面张力曲线。曲线窗口显示实测最大界面张力值和实际平均界面张力值。

1.2.4破胶后粘度的测定

破胶后表观粘度的测定：参考石油行业标准SY/T 5764-2007《压裂用植物胶通用技术要求》，测定破胶后放入表观粘度。粘度的测定是利用Haake RS6000流变仪进行测定，测定温度选择实验温度。

1.2.5残渣含量的测定

在烘干的离心管中装入破胶后的破胶液，离心30min在（3000±150）r·min-1的转速下，然后将上层清液缓慢倒出，破胶容器再用50mL的水润洗后装入离心管，双手摇晃洗涤残渣样品，继续离心20min，缓慢倾倒上层清液，收集残渣，烘干残渣在（105±1）℃恒温箱中至恒重，利用分析天平测量其质量。