复合离子栲胶的制备及防膨性能研究

发布时间：2017-08-09 11:31

  本文关键词：复合离子栲胶的制备及防膨性能研究

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【摘要】：低渗透油田的开采,对于我国的石油行业有着举足轻重的地位。低渗透油田储层的粘土带有水敏性的特点,因此,在石油开采过程中抑制水化膨胀就显得更加的必要,而在钻井过程中,井壁的稳定性是保证钻井过程顺利进行的必备条件,因此防塌剂的合理运用也是十分重要的。对粘土稳定剂及防塌剂不断的研究,就成为专家学者们在这一领域的不断钻研的内容。本文是以栲胶为原料制备复合离子栲胶,作为低渗透油田粘土稳定剂以及作为水平井钻井液的防塌剂。本文以栲胶为原料,与环氧氯丙烷、二甲胺、浓硫酸为原料用二乙烯三胺为催化剂进行反应,通过三种不同的实验合成方法,即先进行阳离子化反应再进行磺化反应、分别进行磺化反应和阳离子化反应,后再将两产物通过交联剂进行交联反应、先进行磺化反应再进行阳离子化反应。在通过这三种方法制备出来的复合离子栲胶中,分别进行了最佳实验条件选择:先阳离子化再磺化的产物的最佳反应条件为:温度60°C、反应时间6h、pH值8;第二种方法合成的产物的最佳反应条件是:温度50°C、反应时间5h、pH值8;第三种产物的最佳反应条件为:温度55°C、反应时间5h、pH值8。通过配伍性实验验证了三种产物作为粘土稳定剂的可行性,通过岩芯回收实验得出复合离子栲胶聚合物3的稳定性优于1和2。岩芯膨胀实验得出在0.5%浓度下复合离子栲胶聚合物1和2的膨胀率皆为2%,而在0.7%浓度下复合离子栲胶聚合物3的膨胀率为2.2%。使用离心法得出是在0.5%的浓度,复合离子栲胶聚合物1和2的稳定性最佳,浓度为0.7%复合离子栲胶聚合物3的稳定性最佳,且聚合物物3的稳定性优于聚合物1和聚合物2的。通过复配实验,得出复配之后的稳定性优于复配前,且和KCl的最佳复配比为:1:2.5、1:2、1:3;和Al(OH)3最佳复配比为1:3、1:3、1:3。通过岩芯流动实验,确定了复合离子栲胶聚合物3的稳定性最好,即通过先磺化再阳离子化的方法制备的产物,反应温度为45°C、浓度在0.7%时,稳定效果最佳,防膨率降低值为20.53%。对复合离子栲胶聚合物在水平井钻井液的防塌性能的研究,进行了溶失率实验,证明复合离子栲胶聚合物3的防塌性优于聚合物1和聚合物2,溶失率比聚合物1小8.26%,比聚合物2小2.52%。通过抗折能力和抗压能力实验,得出聚合物3具有较强的抗折能力与抗压能力。
【关键词】：复合离子栲胶 防膨性能 粘土稳定剂 防塌剂
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE39
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 创新点摘要7-11
• 第一章 文献综述11-22
• 1.1 栲胶的来源及性质11-12
• 1.1.1 栲胶的来源及特点11
• 1.1.2 栲胶的性质11-12
• 1.2 改性栲胶在油田中的应用12-20
• 1.2.1 改性栲胶在钻井液中的应用13-15
• 1.2.2 改性栲胶在调剖堵水中的应用15-17
• 1.2.3 改性栲胶在采油中的应用17-20
• 1.2.4 改性栲胶在水处理方面的应用20
• 1.3 本文研究内容、目的与意义20-22
• 第二章 复合离子栲胶的合成及其优选22-36
• 2.1 阳离子聚合物聚合方法22-23
• 2.2 实验仪器和实验试剂23-24
• 2.2.1 实验仪器23
• 2.2.2 实验试剂23-24
• 2.3 栲胶的提纯24
• 2.4 合成反应原理分析24-27
• 2.4.1 聚合物1的合成24-25
• 2.4.2 聚合物2的合成25-26
• 2.4.3 聚合物3的合成26-27
• 2.5 三种聚合物性质测定及表征27-30
• 2.5.1 测定阳离子度的方法27
• 2.5.2 特性粘数的测定27-28
• 2.5.3 红外光谱表征28-30
• 2.6 聚合物的条件选择30-35
• 2.6.1 聚合物1条件选择30-32
• 2.6.2 聚合物2条件选择32-33
• 2.6.3 聚合物3条件选择33-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第三章 复合离子栲胶的防膨性能研究36-46
• 3.1 实验仪器和试剂36
• 3.1.1 实验仪器36
• 3.1.2 实验试剂36
• 3.2 粘土稳定剂的配伍实验36-37
• 3.2.1 油田水的矿化度分析36-37
• 3.2.2 粘土稳定剂配伍实验37
• 3.3 岩芯回收实验37-38
• 3.3.1 实验方法及计算37-38
• 3.3.2 实验数据结果38
• 3.4 粘土稳定剂膨胀测试38-39
• 3.4.1 实验方法及计算38-39
• 3.4.2 实验数据及结论39
• 3.5 离心法测试39-41
• 3.5.1 离心法步骤39-40
• 3.5.2 离心法实验数据处理40-41
• 3.6 复合离子栲胶的复配41-43
• 3.6.1 稳定剂的防膨率41
• 3.6.2 聚合物 1、2、3 复配实验41-43
• 3.7 岩芯流动实验研究43-44
• 3.7.1 岩芯流动实验计算43
• 3.7.2 岩芯流动实验具体流程43-44
• 3.7.3 岩芯流动实验数据处理44
• 3.8 防膨机理研究44-45
• 3.9 小结45-46
• 第四章 复合离子栲胶应用于水平井钻井液的研究46-51
• 4.1 实验仪器和试剂46
• 4.1.1 实验仪器46
• 4.1.2 实验试剂46
• 4.2 溶失率测试46-49
• 4.2.1 溶失率实验计算46
• 4.2.2 溶失率实验步骤46-47
• 4.2.3 溶失率实验数据处理47-49
• 4.3 水平井钻井液的性能研究49-50
• 4.3.1 抗压能力测试49
• 4.3.2 抗折程度测试49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-56
• 发表文章目录56-57
• 致谢57-58

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本文编号：645103