本文選題：自懸浮支撐劑 + 偶聯(lián)劑��； 參考：《青島科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：自懸浮支撐劑是一種能夠在清水中達(dá)到懸浮狀態(tài)的新型壓裂支撐劑,自懸浮支撐劑能夠在裂縫中均勻分布,提高裂縫有效接觸面積,無需多余助劑、無需現(xiàn)場(chǎng)配液,實(shí)現(xiàn)清水壓裂,降低每桶油氣當(dāng)量成本,具有一定應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。目前自懸浮支撐劑制備技術(shù)國(guó)內(nèi)鮮有,本文基于有機(jī)化學(xué)、聚合物反應(yīng)理論,根據(jù)單顆粒覆膜砂在流體中沉降力學(xué)數(shù)學(xué)模型,揭示了自懸浮支撐劑懸浮機(jī)理,研究出自懸浮支撐劑覆膜配方及覆膜工藝并作出性能評(píng)價(jià),建立了自懸浮支撐劑性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及理化性能技術(shù)指標(biāo)體系,基于支撐劑運(yùn)移規(guī)律、砂堤展布形態(tài)研究,運(yùn)用物理模擬裂縫裝置得到自懸浮支撐劑的運(yùn)移鋪砂規(guī)律。本文創(chuàng)新性的提出了將水膨體與支撐劑表面羥基通過共價(jià)鍵的方式連接,使用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(KH570)、γ-乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)、乙烯基三乙氧基硅烷(A151)四種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)支撐劑表面進(jìn)行改性。通過紅外光譜、潤(rùn)濕角、元素含量、熱失重量四種表征手段證明偶聯(lián)劑與支撐劑表面已經(jīng)發(fā)生化學(xué)鍵鏈接。探究了自懸浮支撐劑的實(shí)驗(yàn)室制備路線,以高分子樹脂合成及溶脹規(guī)律為基礎(chǔ),通過P(AA-AM-AMPS)水溶液聚合法成功制備了粘彈型自懸浮支撐劑,進(jìn)行微觀形貌、沉降性能、電位分析、粘彈性測(cè)試評(píng)價(jià)。沉降實(shí)驗(yàn)表明粘彈型自懸浮支撐劑粒徑分選與沉降時(shí)間之間為弱正相關(guān),沉降性能優(yōu)于常規(guī)支撐劑在瓜膠壓裂液中的沉降,與聚合物包覆厚度正相關(guān),粘彈型測(cè)試表明聚合物層溶解后溶液符合冪律流體模型,具有粘彈性,其中彈性影響的拖拽力增加為促進(jìn)懸浮主導(dǎo)因素。通過P(AA-AM-AMPS-BIS)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)四元水溶液聚合成功制備了膨脹型自懸浮支撐劑,進(jìn)行了單體含量配比優(yōu)化。確定制備流程為:單體濃度20%,反應(yīng)溫度為30℃,接枝聚合水膨體,最佳反應(yīng)條件為:m(支撐劑):m(AM):m(AA):m(BIS):m(AMPS)=620:48:41:3:8,偶聯(lián)劑濃度1%,引發(fā)劑濃度1‰。使用DPS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)影響膨脹性能因素做出分析,得到主要影響因素為丙烯酸含量,次要影響因素為偶聯(lián)劑用量,隨礦化度提高,耐鹽單體含量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響變大。通過基礎(chǔ)性能、微觀形貌、熱穩(wěn)定性能、應(yīng)用性能、運(yùn)移性能方面對(duì)膨脹型自懸浮支撐劑評(píng)價(jià),測(cè)得膨脹型自懸浮支撐劑遇水后膨脹倍數(shù)1.5-5倍,視密度降低至約1.24g/cm3,完全膨脹時(shí)間為90s,支撐劑覆膜率約為4%。膨脹倍數(shù)受陽離子影響會(huì)降低,影響程度強(qiáng)弱排序?yàn)镸g2+Ca2+K+Na+。90℃下自懸浮支撐破膠不徹底,導(dǎo)致鋪置層的滲透率較常規(guī)陶粒低。破膠后煤油驅(qū)替的導(dǎo)流能力值要略高于水驅(qū)替下的導(dǎo)流能力。在支撐劑沉降及運(yùn)移規(guī)律研究基礎(chǔ)上,本文提出了膨脹型自懸浮支撐劑在裂縫中的運(yùn)移規(guī)律,遇水后視密度降低,沉降速度降低,壓裂液對(duì)其攜帶能力提高,裂縫深部支撐劑鋪置效率得到大幅改善,同時(shí)自懸浮支撐劑的使用會(huì)形成楔形裂縫,影響裂縫導(dǎo)流能力和油井產(chǎn)能。
[Abstract]:Self - suspended proppant is a new type of fracturing propping agent which can reach the suspension state in clear water . The self - suspension proppant can be uniformly distributed in the cracks , improve the effective contact area of the crack , and improve the effective contact area of the fracture . In this paper , the influence factors are as follows : 1 . 5 - 5 times higher than that of conventional ceramsite , and the influence degree is reduced to about 1.24g / cm ~ 3 , and the permeability of self - suspended proppant is reduced to about 1.24g / cm ~ 3 . The density of proppant is reduced to about 1.24g / cm ~ 3 . The density of proppant is reduced to about 1.24g / cm ~ 3 . The density of proppant is reduced to about 1.24g / cm ~ 3 .

【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(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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