羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害研究

发布时间：2017-08-08 19:30

  本文关键词：羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害研究

  更多相关文章： 羟丙基瓜尔胶 石英矿物 吸附 滞留 渗透率伤害

【摘要】：近年来随着大规模油气勘探开发的进行,我国剩余砂岩气藏资源的赋存条件相对复杂、品质较差,需要通过水力压裂技术增加单井控制面积、提高储层动用程度,确保持续高产稳产,以满足我国日益增加的油气资源需求量。然而压裂施工过程中,高分子稠化剂随压裂液从裂缝壁面滤失到储层基质内部时,在储层侵入区孔道中的吸附滞留会堵塞孔喉,造成改造后效果差。目前国内外学者对羟丙基瓜尔胶在微小孔隙中吸附滞留导致的堵塞伤害关注较少,对堵塞伤害机理认识不清,没有提出靶向性强的解堵措施,因此有必要开展系统性研究。本文作为十三五油气重大专项《解吸附剂研制及低伤害压裂液技术研究》的先导性研究,首先以石英矿物组成的多孔介质作为研究对象,重点关注羟丙基瓜尔胶在石英孔隙中吸附滞留导致的堵塞伤害。通过对蒽酮比色法显色配方的优化,形成了一套定量检测羟丙基瓜尔胶吸附量和滞留量的方法；在准确测量羟丙基瓜尔胶吸附量的基础上,通过静态吸附实验揭示了羟丙基瓜尔胶在石英孔隙中的吸附作用力并分析了吸附量随溶液浓度、pH和温度的变化规律；并通过动态滞留伤害实验明确了孔隙结构、液体特性参数、实验参数对堵塞伤害的影响规律；在认清堵塞伤害机理及其影响因素的基础上,针对性提出了降低羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害的措施,为构建低伤害压裂液技术体系提供依据。静态吸附实验结果表明,羟丙基瓜尔胶在石英表面的吸附作用力为氢键,且吸附量随溶液浓度和pH的增加而增大,当溶液pH在5-7和10-13的范围内吸附量增加较为明显,而溶液温度增加到75℃-95℃的范围时,吸附量随温度的升高急剧降低。滞留伤害实验结果表明羟丙基瓜尔胶粒径分布和多孔介质孔径分布的相对大小是造成机械捕集滞留的主因；溶液浓度增加时,黏度和粒径的增大,增加了羟丙基瓜尔胶机械捕集几率及返排时的黏滞阻力,造成其滞留量的增大,使堵塞伤害增加；pH=10-13时羟丙基瓜尔胶分子链聚集体逐渐变得卷曲,且粒度随pH的增加而增大,造成其滞留量的增加；温度在70-120℃的范围内,滞留量随温度升高而降低。渗透率伤害随实验参数的变化规律表现为渗透率伤害随返排时间及返排气体速率的增加而减小,实验中驱替速率在12-18mL/min区间内渗透率伤害程度随驱替速率增大而增加,因此控制羟丙基瓜尔胶溶液特性参数及实验参数能有效降低石英孔隙的堵塞伤害。解堵实验结果表明在羟丙基瓜尔胶溶液中加入500mg/L的脱附剂后石英孔隙渗透率伤害降低了5%左右；在溶液中加入500mg/L过硫酸铵,70℃水浴60min后,渗透率伤害可降低20%左右。
【关键词】：羟丙基瓜尔胶 石英矿物 吸附 滞留 渗透率伤害
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE358
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究目的及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-18
• 1.2.1 水基压裂液伤害机理研究10-15
• 1.2.2 水基压裂液低伤害控制措施研究15-17
• 1.2.3 文献调研小结17-18
• 1.3 研究内容和技术路线18-20
• 1.3.1 主要研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 第2章 羟丙基瓜尔胶含量检测方法优化20-33
• 2.1 实验原理20
• 2.2 实验材料、仪器及参数筛选20-22
• 2.2.1 实验材料及仪器21
• 2.2.2 实验参数筛选21-22
• 2.3 检测参数优化22-30
• 2.3.1 试剂配制22-23
• 2.3.2 波长选择23
• 2.3.3 蒽酮试剂用量优化23-25
• 2.3.4 酸液用量优化25-26
• 2.3.5 反应温度优化26-27
• 2.3.6 反应时间优化27-28
• 2.3.7 冷却时间优化28
• 2.3.8 正交实验分析28-30
• 2.4 标准曲线绘制30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 羟丙基瓜尔胶吸附机理及吸附规律研究33-47
• 3.1 静态吸附实验设计33-36
• 3.1.1 实验材料及仪器33-34
• 3.1.2 实验方案34-36
• 3.2 羟丙基瓜尔胶在石英表面的吸附机理36-38
• 3.2.1 红外光谱测试结果36-37
• 3.2.2 Zeta电位测试结果37-38
• 3.2.3 氢键作用测试结果38
• 3.3 羟丙基瓜尔胶在石英表面的吸附规律38-44
• 3.3.1 不同浓度下羟丙基瓜尔胶吸附规律38-41
• 3.3.2 不同pH下羟丙基瓜尔胶吸附规律41-43
• 3.3.3 不同温度下羟丙基瓜尔胶吸附规律43-44
• 3.4 羟丙基瓜尔胶吸附形态观测44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 羟丙基瓜尔胶动态滞留伤害实验研究47-69
• 4.1 动态滞留伤害实验设计47-50
• 4.1.1 实验材料及仪器47-48
• 4.1.2 实验安排48-49
• 4.1.3 实验流程49-50
• 4.1.4 数据处理50
• 4.2 孔径分布对动态滞留伤害的影响50-55
• 4.2.1 孔径分布统计计算50-52
• 4.2.2 不同孔径分布下动态滞留伤害变化规律52-55
• 4.3 液体性能参数对动态滞留伤害的影响55-64
• 4.3.1 不同浓度下动态滞留伤害变化规律55-58
• 4.3.2 不同pH下动态滞留伤害变化规律58-63
• 4.3.3 不同温度下动态滞留伤害变化规律63-64
• 4.4 实验参数对动态滞留伤害的影响64-67
• 4.4.1 不同驱替速率下动态滞留伤害变化规律65-66
• 4.4.2 不同返排气体速率下动态滞留伤害变化规律66-67
• 4.4.3 不同返排时间下动态滞留伤害变化规律67
• 4.5 羟丙基瓜尔胶滞留形态观测67-68
• 4.6 本章小结68-69
• 第5章 降低羟丙基瓜尔胶堵塞伤害方法研究69-77
• 5.1 脱附剂解堵效果评价69-71
• 5.2 表活剂优选及解堵效果评价71-75
• 5.2.1 SDBS解堵效果测试71-72
• 5.2.2 FCY-3解堵效果测试72-74
• 5.2.3 F370解堵效果测试74-75
• 5.3 破胶剂解堵效果评价75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第6章 结论及建议77-79
• 6.1 结论77
• 6.2 建议77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘一山;;瓜尔胶及其衍生物的在造纸行业的应用[J];西南造纸;2006年02期

2 赵敏;卢亚平;敦维平;;瓜尔胶混配技术的研究和应用[J];矿冶;2009年01期

3 刘小莉;曹春昱;彭建军;;瓜尔胶的改性及其在造纸中的应用[J];中国造纸学报;2009年01期

4 赵素粉;朱海林;胡志勇;谭春雷;;阴离子瓜尔胶的制备及其稀溶液性质[J];天津化工;2010年04期

5 罗兆;吴丽蓉;王茂仁;;影响瓜尔胶增黏性能的因素研究[J];新疆石油科技;2010年02期

6 李聪暖;罗儒显;;瓜尔胶的改性及其透光性能研究[J];广东化工;2012年07期

7 王颖;;瓜尔胶在薄页纸上的应用[J];中国造纸;2013年08期

8 王军利,陈夫山,刘忠;瓜尔胶的应用研究[J];天津造纸;2002年03期

9 徐祥,韩庆斌,李劲松,刘亮,李梅,都业壮,徐秀丽,刘文,李杰辉,孟澎涛,吕福荫;瓜尔胶的性质及其在卷烟纸生产中的应用[J];中国造纸;2003年02期

10 王军利,陈夫山,刘忠;瓜尔胶及改性瓜尔胶的性质及应用[J];纸和造纸;2003年01期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 孙京丹;王正顺;;瓜尔胶的改性及在造纸中的应用现状[A];’2008（第十六届）全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2008年

2 寇勇琦;段亚峰;党旭艳;洪益明;;瓜尔胶的研究及其在纺织印花中的应用[A];佶龙杯第四届全国印花学术研讨会论文集[C];2009年

3 熊燕;张旭东;程鹏;胡志勇;;两性离子型瓜尔胶的制备及稀溶液性质[A];2007（第六届）中国日用化学工业研讨会论文集[C];2007年

4 罗彤彤;卢亚平;李强;;印花糊料羧甲基瓜尔胶合成工艺研究[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年

5 王丽伟;卢拥军;单文文;张汝生;;瓜尔胶聚合物低分子化的降解条件研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（上）[C];2005年

6 ;北京瓜尔润科技有限公司[A];油气藏改造压裂酸化技术研讨会会刊[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈锋;压裂用瓜尔胶的改性及性能研究[D];中国矿业大学（北京）;2015年

2 陈威;瓜尔胶衍生物的制备及在造纸法再造烟叶中的应用研究[D];华南理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵昱;羧甲基羟乙基瓜尔胶的制备及在造纸中的初步应用[D];江南大学;2016年

2 董黎涛;瓜尔胶衍生物的制备与应用研究[D];上海工程技术大学;2012年

3 周鑫浩;羟丙基瓜尔胶对石英孔隙堵塞伤害研究[D];西南石油大学;2016年

4 唐洪彪;pH对羟丙基瓜尔胶压裂液性能影响研究[D];西南石油大学;2016年

5 吉毅;瓜尔胶衍生物的合成[D];大连理工大学;2005年

6 曹军胜;磺酸基羟丙基瓜尔胶的制备和在造纸中的初步应用[D];江南大学;2012年

7 朱莹;同位两性离子型瓜尔胶的湿法制备及其在卷烟纸中的应用[D];江南大学;2012年

8 姜楠;羧甲基羟丙基瓜尔胶的合成及性能[D];沈阳工业大学;2012年

9 胡信洋;两性瓜尔胶制备工艺优化及应用研究[D];青岛科技大学;2011年

10 顾宏新;羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备与表征[D];四川大学;2007年

，

本文编号：641709