一种压裂用抗高温交联剂的研究

发布时间：2018-03-12 16:10

  本文选题：有机锆交联剂　切入点：抗高温能力　出处：《西南石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文主要针对的是高温深井储层,研制了一种可抗198℃高温的有机锆交联剂KST-5,交联时间能保持在12～17min范围内。该交联剂主要以锆酸四丁酯为合成主剂,以乙酰丙酮、三乙醇胺、多元醇复合物TN-1为配体,以甲醇和水为溶剂,在85～90℃条件下反应4～5h得到,其中,锆酸四丁酯的质量分数占整个交联剂体系的13%,锆酸四丁酯与乙酰丙酮、三乙醇胺、多元醇复合物TN-1的最佳质量比分别为1:1、1:1.75～1:2、1:2.5～1:2.75,甲醇和水的最佳质量比为 1:0.25～1:0.5。合成的有机锆交联剂KST-5能与水以任意比互溶,放置5个月以上不分层,该交联剂含有特征官能团羟基、羰基等,交联剂与HPG交联可形成复杂的网状结构,该交联剂典型的特点是常温下不交联,高温下才会发生交联,当用Na2CO3调节pH值时,交联形成的冻胶粘弹性最好,并且研究表明冻胶的好坏以及冻胶的形成过程与碱的含量、温度和交联比有关。通过对压裂液的各种添加剂进行优选,得到了抗高温交联压裂液的配方:0.1%杀菌剂1227+0.4%温度稳定剂B-13 +1%粘土稳定剂KCl+0.4%助排剂C-56+0.1～0.15%pH调节剂Na2CO3,其中,HPG和KST-5的加量范围为0.5～0.75%和0.8～1.2%。高温压裂液的抗温抗剪切实验表明,压裂液的抗温能力与稠化剂浓度、交联比、pH、交联剂类型等有关,当与有机锆交联剂TCL-2相比,KST-5的抗温能力和延缓性能更好;当温度最高为198℃时,压裂液在170s-1条件下连续剪切120min,粘度仍能保持在65mPa·s左右,交联时间可以达到14min。通过测量流变参数,结果表明,n值始终小于1,K值会随着温度的升高而降低,随着稠化剂和交联剂浓度的增加而增大。此外,实验结果还表明,30%砂比的陶粒在90℃下静置12h仍不沉降,表明其悬砂能力好;在180℃下,压裂液的滤失系数为1.13×10-5m/min1/2,表明其滤失量低;当过硫酸铵的加量控制在0.06%时,可以保证150℃以上的压裂液体系在2h内彻底破胶;当HPG含量为0.7%时,破胶液残渣为276 mg/L,表明破胶后残渣含量较低;破胶液与模拟地层水和地层原油的配伍性较好。
[Abstract]:In this paper, a kind of organic zirconium crosslinking agent KST-5, which can resist 198 鈩，

本文编号：1602300