本文關(guān)鍵詞：超分子自組裝壓裂液稠化劑的研制與性能評(píng)價(jià)　出處：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：作為廣泛使用的壓裂液稠化劑,瓜膠的水不溶物含量高、破膠不徹底,對(duì)儲(chǔ)層傷害較大。為此,本文合成了一種超分子聚合物,基于自組裝原理,實(shí)現(xiàn)在不添加交聯(lián)劑的條件下通過物理交聯(lián)達(dá)到壓裂液稠化劑所需的攜砂、濾失要求,同時(shí)破膠徹底、破膠后無殘?jiān)?對(duì)地層傷害小。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)合成主體單元乙烯基改性β-環(huán)糊精和客體單元N-苯乙基-甲基丙烯酰胺;采用水相自由基聚合技術(shù),主、客體單元與丙烯酰胺和丙烯酸共聚,合成超分子聚合物HMPAM。單因素法確定聚合反應(yīng)最佳條件:單體濃度25%(質(zhì)量百分比)、乙烯基改性β-環(huán)糊精0.20%,N-苯乙基-甲基丙烯酰胺0.40%,丙烯酸25%、引發(fā)劑加量0.20%(占單體質(zhì)量),反應(yīng)溫度40℃,反應(yīng)時(shí)間5h。通過紅外、核磁等手段驗(yàn)證了產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。(2)合成多聚兩性離子表面活性劑N,N',N"-十二烷基二乙烯三胺五乙酸鈉,其與油酸鈉復(fù)配形成表面活性助劑SS。在此基礎(chǔ)上,確定出超分子自組裝壓裂液稠化體系配方:0.04%～0.12%SS+0.30%～0.50%HMPAM。(3)稠化體系在溫度為90℃和118℃,剪切速率為170s-1的條件下剪切120min后,黏度穩(wěn)定在124.90mPa·s和60.54mPa·s;在頻率振蕩范圍為0.1～10Hz,超分子稠化體系 G'10Pa,G"4Pa;溫度為 60℃和 90℃ 時(shí),n 和 k分別為 0.20028,0.18627 和11.191Pa·sn,12.053Pa·sn,稠化體系觸變環(huán)面積分別為171.5Pa/s和68.8Pa/s,支撐劑的沉降速度分別為0.00662cm/min和0.01076cm/min,靜濾失速率和濾失系數(shù)在(4.24～9.351)×10-4m/(?)和(4.24-9.351)×10-5m/min;破膠后破膠液黏度在 2.7mPa·s～4.8mPa·s,破膠液與煤油之間的界面張力在0.52～0.59mN/m,破膠液的表面張力在26.1～26.9mN/m,且不含有殘?jiān)?超分子自組裝壓裂液稠化劑濾液對(duì)巖心滲透率的損害率在13.96%～17.21%,傷害低;破膠液與模擬地層水混合后無絮狀物和沉淀產(chǎn)生。本文的研究成果能豐富水基壓裂液稠化體系,為推動(dòng)并形成無交聯(lián)的壓裂液稠化體系提供一定的技術(shù)支持。
[Abstract]:As a widely used fracturing fluid thickening agent, guar gum water insoluble matter content, gel breaking is not complete, damage to the reservoir is large. Therefore, a kind of supramolecular polymers synthesized in this paper, based on the principle of self assembling, achieved without adding a crosslinking agent under the condition of the physical crosslinking to fracturing fluid thickening sand carrying agent required, filtration requirements at the same time, completely broken plastic, no residue after gel breaking, little damage to formation. The specific contents are as follows: (1) the main unit synthesis of vinyl modified beta cyclodextrin and the guest unit N- benzene ethyl methyl acrylamide; by aqueous free radical polymerization technology, the main the object, unit with acrylamide and acrylic copolymer, determine the optimum conditions of polymerization reaction for the synthesis of supramolecular polymer HMPAM. single factor method: monomer concentration of 25% (WT), vinyl modified cyclodextrin 0.20%, N- benzene ethyl methyl acrylamide acrylic acid 0.40%, 25%, initiator and The amount of 0.20% (total monomer mass), reaction temperature 40 C, reaction time 5h. by IR and NMR to verify the product is the target product. (2) the synthesis of polymeric amphoteric surfactants N, N', N "- twelve two three five amine alkyl vinyl acetate, sodium oleate and its compound form surface active agent SS. on this basis, determine the super molecular self assembling fracturing fluid thickening system formula: 0.04% ~ 0.12%SS+0.30% ~ 0.50%HMPAM. (3) thickening system at the temperature of 90 DEG and 118 DEG C, the shear rate of 120min 170s-1 under the condition of shear viscosity, stability in the 124.90mPa - s and 60.54mPa - s in frequency; the oscillation range is 0.1 ~ 10Hz, supramolecular thickening system G'10Pa, G 4Pa; the temperature of 60 DEG and 90 DEG C, N and K were 0.20028,0.18627 and 11.191Pa, Sn, 12.053Pa, Sn, thickening system thixotropic loop area were 171.5Pa/s and 68.8Pa/s, the settling velocity of proppant was 0 0662cm/min and 0.01076cm/min, the static filtration rate and filtration coefficient in (4.24 ~ 9.351) * 10-4m/ (?) and (4.24-9.351) * 10-5m/min; gel breaking after gel breaking liquid viscosity in 2.7mPa - S - 4.8mPa - s, between the gel breaking liquid kerosene and interfacial tension in 0.52 ~ 0.59mN/m, gel breaking liquid the surface tension in 26.1 ~ 26.9mN/m, and contains no residue; supramolecular self-assembly of fracturing fluid thickener filtrate damage to core permeability at the rate of 13.96% to 17.21%, low damage; gel breaking liquid mixed with formation water after floc and precipitation. The results of this study can enrich the water-based fracturing fluid thickening system. The formation of fracturing fluid thickening system without crosslinking to provide some technical support for promotion.

【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE357.12

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本文編號(hào)：1411657