本文關鍵詞：壓裂用有機鋯交聯(lián)劑的制備及性能評價，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與傳統(tǒng)的水基壓裂液稠化劑胍膠相比,合成聚合物的價格相對較低,并且與有機金屬交聯(lián)劑交聯(lián)具有延緩交聯(lián)的作用,形成壓裂液的耐溫耐剪切性能和粘彈性能較優(yōu)且成本低。因此,HPAM與有機金屬交聯(lián)劑交聯(lián)形成的壓裂液將成為水基壓裂液研究的熱點之一。本文采用氧氯化鋯、檸檬酸、乙酸及三乙醇胺為原料,制備了檸檬酸有機鋯交聯(lián)劑和乙酸有機鋯交聯(lián)劑。將制得的有機鋯交聯(lián)劑與聚合物KY-5S溶液交聯(lián)形成聚合物凍膠,并對不同凍膠的粘度和延遲交聯(lián)時間進行考察,最終選擇性能較優(yōu)的乙酸有機鋯交聯(lián)劑調(diào)制壓裂液。將乙酸有機鋯交聯(lián)劑和壓裂液添加劑加入到聚合物KY-5S溶液中形成壓裂液,并對壓裂液的耐溫耐剪切性能、粘彈性能、剪切變稀性能、靜態(tài)濾失性能、破膠性能、攜砂性能及巖心傷害性能進行評價。通過對聚合物凍膠的交聯(lián)時間、凍膠粘度及交聯(lián)現(xiàn)象等探討,進而對制備有機鋯交聯(lián)劑的影響因素進行研究,最終確定以檸檬酸和三乙醇胺為配體制備有機鋯交聯(lián)劑的較優(yōu)條件為：氧氯化鋯的量為5wt%,檸檬酸和三乙醇胺質(zhì)量濃度分別為2wt%和5wt%,反應溫度為80℃,pH值為7,反應時間為5h。以乙酸和三乙醇胺為配體制備有機鋯交聯(lián)劑的較優(yōu)條件為：氧氯化鋯的量為5wt%,乙酸和三乙醇胺質(zhì)量濃度分別為2wt%和3wt%,反應溫度為75℃,pH值為7,反應時間為5h。以聚合物KY-5S為稠化劑,以檸檬酸有機鋯和乙酸有機鋯作為交聯(lián)劑,探究制得聚合物凍膠性能,比較發(fā)現(xiàn)乙酸有機鋯交聯(lián)劑交聯(lián)時間較優(yōu),約為10min,形成交聯(lián)凍膠粘度也越大。最終選擇聚合物KY-5S濃度為0.3wt%溶液,聚交比為60的乙酸有機鋯交聯(lián)劑及壓裂液助劑配制壓裂液,并對其性能進行評價。壓裂液的性能評價結(jié)果表明：在剪切速率為170s-1下,在140℃下剪切2h后,壓裂液粘度保持在100mPa.s以上；在溫度為20℃下,在剪切應力為O.1Pa,頻率f的變化范圍為10-0.1Hz,測得較優(yōu)條件下壓裂液的彈性模量最小為11.6Pa,粘性模量最小為8.54Pa；在溫度為90℃下,當破膠劑加量為0.01wt%時,破膠時間最長為3h,破膠液粘度最大為4.05mPa.s,破膠液對巖心的滲透率傷害率約為13%；在溫度為25℃時,在剪切速率為0-170s-1變化范圍內(nèi),壓裂液的粘度保持在200 mPa-s以上,以上性能與“石油與天然氣行業(yè)標準SY/T 6367-2008壓裂液通用技術條件”要求相符。
【關鍵詞】：有機鋯交聯(lián)劑 檸檬酸 乙酸 制備 延遲交聯(lián) 水基壓裂液 性能評價
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE357.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 水基壓裂液的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.2 水基壓裂液稠化劑發(fā)展現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 天然植物膠及其衍生物9-10
• 1.2.2 纖維素衍生物10
• 1.2.3 合成聚合物10-11
• 1.3 水基壓裂液交聯(lián)劑發(fā)展現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 硼交聯(lián)劑11-12
• 1.3.2 有機鋯交聯(lián)劑12-17
• 1.3.3 有機鈦交聯(lián)劑17
• 1.3.4 有機鋁交聯(lián)劑17
• 1.4 研究內(nèi)容17-19
• 第2章 壓裂用有機鋯交聯(lián)劑的制備19-33
• 2.1 實驗材料及儀器19-20
• 2.2 研究方法20-21
• 2.2.1 實驗原理20-21
• 2.2.2 有機鋯交聯(lián)劑的制備21
• 2.2.3 配體選擇和量的確定21
• 2.2.4 交聯(lián)劑制備條件的確定21
• 2.3 結(jié)果與討論21-32
• 2.3.1 以檸檬酸和三乙醇胺作為配體22-27
• 2.3.2 以乙酸和三乙醇胺作為配體27-32
• 2.4 小結(jié)32-33
• 第3章 有機鋯壓裂液體系研究33-58
• 3.1 實驗材料及實驗儀器33-34
• 3.2 研究方法34-38
• 3.2.1 耐高溫延遲交聯(lián)壓裂液的性能指標和研究思路34
• 3.2.2 耐高溫延遲交聯(lián)壓裂液的交聯(lián)原理34-35
• 3.2.3 評價方法35-38
• 3.3 結(jié)果與討論38-57
• 3.3.1 胍膠作為稠化劑對凍膠性能的影響38
• 3.3.2 合成聚合物KY-5S作為稠化劑對聚合物凍膠性能影響38-42
• 3.3.3 壓裂液的配制42-43
• 3.3.4 壓裂液耐溫耐剪切性能評價43-44
• 3.3.5 壓裂液粘彈性評價44-51
• 3.3.6 壓裂液的靜態(tài)濾失性能評價51-52
• 3.3.7 壓裂液的破膠性能評價52
• 3.3.8 壓裂液的攜砂性能評價52-53
• 3.3.9 壓裂液的巖心傷害評價53-54
• 3.3.10 壓裂液剪切變稀性能評價54-56
• 3.3.11 壓裂液形貌研究56-57
• 3.4 小結(jié)57-58
• 第4章 結(jié)論58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及科研成果65

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  本文關鍵詞：壓裂用有機鋯交聯(lián)劑的制備及性能評價，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：301880