發(fā)布時間：2020-06-21 23:04

【摘要】：目前,我國多數(shù)油藏儲層致密低滲,因此壓裂技術(shù)被廣泛應(yīng)用。但壓裂所使用的高聚物稠化劑卻存在著溶解性較差、剪切穩(wěn)定性差等缺點。而且,在壓裂過程中,水凝膠壓裂液的提前快速破膠還會嚴重影響壓裂施工。針對上述問題,本論文在課題組已有的實驗基礎(chǔ)上,首先,合成了聚丙烯酰胺納米復(fù)合稠化劑,并將其與羧甲基纖維素鈉按不同比例調(diào)配作為壓裂液稠化劑,克服了稠化劑溶解性、剪切性較差的缺點;其次,設(shè)計合成了以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)為壁材的微膠囊破膠劑,利用其可控的緩釋性能解決了壓裂液凍膠提前破膠的問題。通過優(yōu)化實驗得出的壓裂液體系配方為(均為質(zhì)量分數(shù)):羧甲基纖維素鈉調(diào)理劑0.3%,聚丙烯酰胺納米復(fù)合稠化劑0.7%,二者與有機鋯交聯(lián)劑的交聯(lián)比為100:1.5,基液pH值為6-7,助排劑0.5%、黏土穩(wěn)定劑0.5%、起泡劑為0.5%。該壓裂液體系基液均一且粘度較高,實驗表征其特性如下:平均耐鹽性為83.42%;交聯(lián)后挑掛性和懸砂性能較好;壓裂凍膠在剪切速率170 s~(-1)下,連續(xù)剪切2 h,溫度升至113.1℃時,其粘度為63.2 mPa·s;其靜態(tài)濾失系數(shù)、初濾失量分別為5.73×10~-44 m/min~(1/2)、0.62×10~(-3) m~3/m~2;破膠劑加量為0.15%,破膠液粘度低于5 mPa·s,殘渣含量68 mg/L;此外,該破膠液可以實現(xiàn)二次交聯(lián),交聯(lián)后挑掛性良好;當Na_2SO_3與過硫酸銨復(fù)配或NaHSO_3與過硫酸銨復(fù)配作為破膠劑時,破膠液的粒徑分布基本在10 nm左右,有利于形成納米復(fù)合膠束。通過聚二甲基硅氧烷(PDMS)誘導(dǎo)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)壁材的凝聚,實現(xiàn)了對過硫酸銨(APS)破膠劑的微膠囊化。研究了微膠囊的組成結(jié)構(gòu)、微觀形態(tài)、粒徑分布,并探討了其緩釋性能、破膠性能及其影響因素。實驗結(jié)果表明,ABS包覆的APS微膠囊(APS/ABS微膠囊)是具有核-殼結(jié)構(gòu)的微米級微球,對水凝膠壓裂體系具有良好的緩釋破膠性能。其粒徑分布、釋放性質(zhì)、微膠囊中過硫酸銨的包埋率都受核/殼比、PDMS粘度和轉(zhuǎn)速的影響。當PDMS粘度大于3000 cSt時,微膠囊中過硫酸銨的包埋率可達70%以上。由于制備過程中的所有有機試劑均可實現(xiàn)回收再利用以降低生產(chǎn)成本。因此將APS/ABS微膠囊作為破膠劑以解決壓裂液凍膠提前破膠的問題是一種經(jīng)濟和可行的方法。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.12
【圖文】：

圖 1.1 壓裂液壓裂原理圖Fig1.1 Illustrative diagram of hydraulic fracturing水基壓裂液的分類前，油田現(xiàn)場提高原油采收率的壓裂操作中，可選的壓裂液種類比較多置原料及添加劑的不同，可以將壓裂液大體分為水基壓裂液、油基壓裂裂液、清潔壓裂液、泡沫壓裂液、醇基壓裂液、乳化壓裂液等[10-13]，其缺點如下表 1.1 所示。但是相比使用比較廣泛的仍以水基壓裂液為主。

稚⒌澆櫓手校噫婧螅嘀臃⑿苑稚⒔櫓時豢燜僬舴⒒蜉腿。嚯緯贍銥儁21,43]。如圖1.2 所示。該方法中，根據(jù)芯材的親水或疏水性，可選擇微膠囊化的分散介質(zhì)分為水或者揮發(fā)性油(如：液體石蠟，豆油等)�？梢杂糜谌芙獗诓牡挠袡C溶劑具有較好的疏水性而且其沸點通常較低，比如：二氯甲烷、氯仿、乙醚等。該方法的優(yōu)點為不存在劇烈的加熱和冷卻，不用調(diào)節(jié) pH 值及不需要特別的試劑，而且在包裹的過程當中不會引起芯材的物理化學(xué)性質(zhì)的改變。

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本文編號：2724783