本文關(guān)鍵詞：我國替代石油能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《陜西科技大學(xué)》 2012年

一種低界面張力壓裂液的合成與作用機理研究

薛貝  

【摘要】：目前，壓裂技術(shù)是國內(nèi)外油田中普遍用到的一項增產(chǎn)技術(shù)，壓裂技術(shù)的核心內(nèi)容之一就是壓裂液，油田壓裂液的性能直接決定了油田增產(chǎn)量的多少。胍膠是目前油田壓裂過程中使用較為普遍的壓裂液增稠劑之一，胍膠具有優(yōu)異的增稠性能和破膠性能，但是胍膠殘渣含量較高，反排容易堵塞油層裂縫等缺陷限制了胍膠的大面積使用。針對目前大量使用的改性胍膠壓裂液，開發(fā)高效環(huán)保的壓裂液是未來的主要研究方向。其中，低界面張力壓裂液是未來壓裂液的重要方向之一，低界面張力有利于減少流動摩擦阻力，對裂縫導(dǎo)流傷害較小，殘渣含量較低，性能得到很大提高，污染降低。本課題在此基礎(chǔ)上研究開發(fā)了一種低界面張力的胍膠壓裂液。 本課題主要通過烯基琥珀酸酐（ASA）與胍膠原粉上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，合成一種含有羥基和羧基的大分子改性胍膠壓裂液。通過紅外、X射線衍射、熱重分析，掃描電子顯微鏡等手段對改性后的胍膠進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，，表征結(jié)果表明，胍膠成功與ASA發(fā)生了酯化反應(yīng)。利用單因素優(yōu)化方法，考察改性后胍膠的水溶液表面張力，優(yōu)化出了最佳的反應(yīng)時間，反應(yīng)溫度，反應(yīng)物用量比，反應(yīng)催化劑用量及反應(yīng)中水的含量因素。實驗最終得出的結(jié)果表明，最合適的反應(yīng)條件為：胍膠原粉與ASA質(zhì)量比為7:1，反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)時間為10小時，碳酸氫鈉用量為物料總質(zhì)量的0.4%，水分含量為物料總質(zhì)量的10%。測試得到0.4%ASA改性胍膠水溶液的表面張力為35.29mN/m，ASA改性胍膠形成的凍膠破膠液的表面張力為29.65mN/m，形成的凍膠破膠后液體的界面張力為2.27mN/m。利用實驗室自制的有機硼交聯(lián)劑對改性后的胍膠進(jìn)行交聯(lián)使其形成凍膠，考察了凍膠的粘度，攜砂性能，耐溫性能，耐剪切性能及摩阻性能等因素，同時，通過過硫酸銨對形成的凍膠破膠，測量了改性胍膠破膠液的殘渣含量，改性胍膠通過實驗室自制有機硼交聯(lián)劑交聯(lián)后，凍膠在80℃，170s-1剪切速率下剪切60min后的粘度為125mPa·s，破膠液粘度為2.2mPa·s，破膠液殘渣含量為300mg/L，濾液水-空氣界面張力為29.25mN/m，油-水界面張力為2.27mN/m，改性胍膠凍膠液具有較好的挑掛性能和攜砂性能，耐溫性能和耐剪切性能較胍膠原粉有了較大的提高，摩阻較胍膠原粉大幅下降。此外，通過改性后胍膠壓裂液的油田現(xiàn)場操作對該樣品進(jìn)行了壓裂效果測試，測試結(jié)果顯示，改性胍膠壓裂液可以滿足油田壓裂施工的要求，具有很好的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TE357
【目錄】：

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  本文關(guān)鍵詞：我國替代石油能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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