一种低界面张力压裂液的合成与作用机理研究

发布时间：2016-12-04 19:58

  本文关键词：我国替代石油能源产业的发展现状分析，由笔耕文化传播整理发布。

《陕西科技大学》 2012年

一种低界面张力压裂液的合成与作用机理研究

薛贝  

【摘要】：目前，压裂技术是国内外油田中普遍用到的一项增产技术，压裂技术的核心内容之一就是压裂液，油田压裂液的性能直接决定了油田增产量的多少。胍胶是目前油田压裂过程中使用较为普遍的压裂液增稠剂之一，胍胶具有优异的增稠性能和破胶性能，但是胍胶残渣含量较高，反排容易堵塞油层裂缝等缺陷限制了胍胶的大面积使用。针对目前大量使用的改性胍胶压裂液，开发高效环保的压裂液是未来的主要研究方向。其中，低界面张力压裂液是未来压裂液的重要方向之一，低界面张力有利于减少流动摩擦阻力，对裂缝导流伤害较小，残渣含量较低，性能得到很大提高，污染降低。本课题在此基础上研究开发了一种低界面张力的胍胶压裂液。 本课题主要通过烯基琥珀酸酐（ASA）与胍胶原粉上的羟基发生酯化反应，合成一种含有羟基和羧基的大分子改性胍胶压裂液。通过红外、X射线衍射、热重分析，扫描电子显微镜等手段对改性后的胍胶进行了结构表征，，表征结果表明，胍胶成功与ASA发生了酯化反应。利用单因素优化方法，考察改性后胍胶的水溶液表面张力，优化出了最佳的反应时间，反应温度，反应物用量比，反应催化剂用量及反应中水的含量因素。实验最终得出的结果表明，最合适的反应条件为：胍胶原粉与ASA质量比为7:1，反应温度为60℃，反应时间为10小时，碳酸氢钠用量为物料总质量的0.4%，水分含量为物料总质量的10%。测试得到0.4%ASA改性胍胶水溶液的表面张力为35.29mN/m，ASA改性胍胶形成的冻胶破胶液的表面张力为29.65mN/m，形成的冻胶破胶后液体的界面张力为2.27mN/m。利用实验室自制的有机硼交联剂对改性后的胍胶进行交联使其形成冻胶，考察了冻胶的粘度，携砂性能，耐温性能，耐剪切性能及摩阻性能等因素，同时，通过过硫酸铵对形成的冻胶破胶，测量了改性胍胶破胶液的残渣含量，改性胍胶通过实验室自制有机硼交联剂交联后，冻胶在80℃，170s-1剪切速率下剪切60min后的粘度为125mPa·s，破胶液粘度为2.2mPa·s，破胶液残渣含量为300mg/L，滤液水-空气界面张力为29.25mN/m，油-水界面张力为2.27mN/m，改性胍胶冻胶液具有较好的挑挂性能和携砂性能，耐温性能和耐剪切性能较胍胶原粉有了较大的提高，摩阻较胍胶原粉大幅下降。此外，通过改性后胍胶压裂液的油田现场操作对该样品进行了压裂效果测试，测试结果显示，改性胍胶压裂液可以满足油田压裂施工的要求，具有很好的应用前景。

【关键词】：
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE357
【目录】：

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