發(fā)布時間：2018-04-20 05:25

  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)場配液,實現(xiàn)清水壓裂,降低每桶油氣當量成本,具有一定應(yīng)用前景和推廣價值。目前自懸浮支撐劑制備技術(shù)國內(nèi)鮮有,本文基于有機化學(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價,建立了自懸浮支撐劑性能評價標準及理化性能技術(shù)指標體系,基于支撐劑運移規(guī)律、砂堤展布形態(tài)研究,運用物理模擬裂縫裝置得到自懸浮支撐劑的運移鋪砂規(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)劑對支撐劑表面進行改性。通過紅外光譜、潤濕角、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驗室制備路線,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,進行微觀形貌、沉降性能、電位分析、粘彈性測試評價。沉降實驗表明粘彈型自懸浮支撐劑粒徑分選與沉降時間之間為弱正相關(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懸浮主導(dǎo)因素。通過P(AA-AM-AMPS-BIS)實驗室內(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)計軟件對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,耐鹽單體含量對實驗結(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、運移性能方面對膨脹型自懸浮支撐劑評價,測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,完全膨脹時間為90s,支撐劑覆膜率約為4%。膨脹倍數(shù)受陽離子影響會降低,影響程度強弱排序為Mg2+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移規(guī)律,遇水后視密度降低,沉降速度降低,壓裂液對其攜帶能力提高,裂縫深部支撐劑鋪置效率得到大幅改善,同時自懸浮支撐劑的使用會形成楔形裂縫,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.12

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本文編號：1776445