發(fā)布時間：2017-07-19 23:17

  本文關(guān)鍵詞：低密度支撐劑的研制及性能評價

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【摘要】：支撐劑是在油氣田增產(chǎn)措施壓裂工藝中使用的重要材料之一,作用為支撐壓裂施工后形成的裂縫的兩個壁面,從而提高流體通過地層的能力。目前主要使用的支撐劑的密度相對較高,對壓裂液性能要求高,支撐劑的輸運性能較差。支撐劑性能的優(yōu)劣很大程度上影響著壓裂的效果,所以研發(fā)性能優(yōu)異的低密度支撐劑具有十分重要的意義。本文先介紹了目前國內(nèi)外支撐劑的發(fā)展現(xiàn)狀,進行了支撐劑的研發(fā)與性能評價。通過設(shè)計空心或多孔支撐劑的結(jié)構(gòu),優(yōu)選材料及制備工藝,達到降低支撐劑密度的目的�？招闹蝿┰跓Y(jié)前包括兩層材料,內(nèi)部核心材料與外部球殼包裹材料。對支撐劑進行燒結(jié)時,內(nèi)部核心材料發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生氣體,通過外部包裹材料排出,形成空心結(jié)構(gòu)。通過此方法本文研究了兩種類型支撐劑,一類為空心陶粒類低密度支撐劑,另一類為樹脂類增強多孔低密度支撐劑�？招奶樟ｎ愔蝿┨剿鬟^程中,對內(nèi)部成孔劑材料和外部包裹材料進行了優(yōu)選,并組合造粒,燒結(jié)后測試相關(guān)性能,優(yōu)選出內(nèi)部成孔劑與外部球殼包裹材料。初步選出以尿素為內(nèi)部成孔劑,以硅石為外部包裹材料組合的空心陶粒類低密度支撐劑,其視密度可以達到1.82g/cm3,在27.6MPa下的破碎率小于6.19%。為了獲得性能更加優(yōu)異的尿素/硅石空心低密度支撐劑,對其燒結(jié)工藝做進一步優(yōu)化,對尿素進行熱重分析獲得尿素主要分解溫度點,在尿素主要分解溫度點保溫更長時間后,其視密度可以達到1.69g/cm3在27.6MPa下的破碎率小于4.71%。并確定了尿素/硅石空心低密度支撐劑燒結(jié)工藝相關(guān)參數(shù)。樹脂類多孔低密度支撐劑的研發(fā)過程：在樹脂粉末中加入固化劑、成孔劑、增強劑等混合造粒,造粒成球后加熱固化。通過成孔劑和增強劑的引入,樹脂類增強多孔支撐劑視密度達到1.03g/cm3,可以懸浮于清水中,同時在27.6MPa下的破碎率僅為3.36%。最后對所研發(fā)兩種支撐劑和其他三種常規(guī)低密度支撐劑進行了性能評價與對比,所研發(fā)兩種支撐劑性能具有一定的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：低密度 支撐劑 空心 樹脂
【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】：TE357.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-17
• 1.1 研究目的和意義7
• 1.2 支撐劑國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-14
• 1.2.1 石英砂支撐劑8
• 1.2.2 陶粒支撐劑8-11
• 1.2.3 改性類支撐劑11-13
• 1.2.4 其他類型支撐劑13-14
• 1.3 本文研究路線及思路14-15
• 1.4 本文主要的完成內(nèi)容和創(chuàng)新點15-17
• 1.4.1 主要完成內(nèi)容15-16
• 1.4.2 創(chuàng)新點16-17
• 第2章 空心陶粒類支撐劑的研制17-42
• 2.1 成孔劑材料選取17-18
• 2.2 球殼材料選取18-20
• 2.3 造粒粘結(jié)劑選取20-21
• 2.4 造粒方式的選取21-26
• 2.5 燒結(jié)方式的選取26
• 2.6 空心陶粒支撐劑初步制備測試及分析26-36
• 2.6.1 支撐劑小樣制備流程27
• 2.6.2 原料粒度測試27-29
• 2.6.3 前驅(qū)體形態(tài)的顯微鏡下特征29-31
• 2.6.4 燒結(jié)后性能初步分析31-34
• 2.6.5 主體材料配方確定34-36
• 2.7 尿素/硅石空心陶粒支撐劑制備工藝優(yōu)化36-40
• 2.7.1 成孔劑熱解特性36-37
• 2.7.2 物相分析37
• 2.7.3 燒結(jié)溫度參數(shù)優(yōu)化37-40
• 2.8 本章小結(jié)40-42
• 第3章 樹脂類低密度支撐劑的研制42-56
• 3.1 樹脂類實心支撐劑的研發(fā)42-46
• 3.1.1 造粒粘結(jié)劑選取42
• 3.1.2 造粒方式選取42
• 3.1.3 樹脂類實心低密度支撐劑的制備42-43
• 3.1.4 樹脂類實心低密度支撐劑的初步性能評價43-46
• 3.2 樹脂類空心(多孔)支撐劑的制備46-50
• 3.2.1 樹脂類空心(多孔)支撐劑材料改進及制備46-47
• 3.2.2 樹脂類空心(多孔)支撐劑的初步性能評價47-50
• 3.3 樹脂類增強空心(多孔)支撐劑的制備50-54
• 3.3.1 樹脂類增強空心(多孔)支撐劑材料改進及制備50-51
• 3.3.2 樹脂類增強空心(多孔)支撐劑的初步性能評價51-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第4章 不同類型支撐劑性能的評價與對比56-67
• 4.1 支撐劑常規(guī)物性評價56-60
• 4.1.1 圓球度56-57
• 4.1.2 濁度57-58
• 4.1.3 密度58-59
• 4.1.4 抗破碎率59-60
• 4.2 支撐劑導流能力性能評價60-65
• 4.2.1 水相導流能力測試60-65
• 4.2.2 水相導流能力測試結(jié)果分析65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 第5章 結(jié)論與建議67-69
• 5.1 結(jié)論67
• 5.2 建議67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果74

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本文編號：565294