无机有机复合型颗粒堵漏剂的制备及应用研究

发布时间：2017-04-14 02:18

  本文关键词：无机有机复合型颗粒堵漏剂的制备及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文首先以丙烯酰胺(AM)为聚合单体,并添加钙基膨润土及少量水玻璃,又以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,添加大量钙基膨润土后,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)或二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,均采用水溶液聚合法,分别合成了聚丙烯酰胺/钙基膨润土/水玻璃和聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)/钙基膨润土两种堵水剂。利用FT-IR、XRD、TG和SEM对两种堵水剂进行了结构表征,并探讨了钙基膨润土添加量、水玻璃添加量(或单体组成配比)、引发剂用量、温度、交联剂种类及其用量等因素对两种堵水剂的吸水倍数、吸水速率、压缩强度等性能的影响,还探讨了钙基膨润土添加量、水玻璃添加量(或单体组成配比)、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺用量等因素对两种堵水剂的耐温性能的影响。最终确定了两种堵水剂的最佳制备条件。结果表明,对于聚丙烯酰胺/钙基膨润土/水玻璃堵水剂,结构表征分析证明水玻璃与丙烯酰胺发生聚合并与钙基膨润土形成了稳定的复合物。聚丙烯酰胺/钙基膨润土/水玻璃堵水剂的吸水倍数虽有所降低,但堵水剂的压缩强度增加了5倍,成本降低了约51%,耐温时间提高了0.67倍。总的来说,降低了成本,提高了效益。这种新型水凝胶在油田领域有潜在的堵水调剖应用,可提高采油率。最佳制备条件为：丙烯酰胺为20g,交联剂用量为0.8%(占单体总质量的比例,下同),引发剂的用量为0.02%,水玻璃添加量为8%,钙基膨润土添加量为100%,反应温度为60℃。对于聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)/钙基膨润土堵水剂,最佳制备条件为：丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为9：1,交联剂用量为0.08%,引发剂的用量为0.1%,钙土添加量为100%,反应温度为60℃。且在该条件下,结构表征分析证明2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺聚合并与钙基膨润土形成了稳定的复合物。增加大量钙基膨润土后,堵水剂的吸水倍数虽有所降低,但聚(丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)/钙基膨润土堵水剂成本降低了约50%,压缩强度增加了6倍,且耐温时间提高了2.5倍,热稳定性提高34.71%。
【关键词】：堵水调剖 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 丙烯酰胺 钙基膨润土 水玻璃
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE358.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-18
• 1.1 堵水剂对油田开采的意义9-10
• 1.2 堵水剂的发展10-15
• 1.2.1 颗粒堵水剂的分类11-12
• 1.2.2 堵水剂的发展及其研究现状12-15
• 1.3 堵水剂的调剖机理15
• 1.4 水玻璃与膨润土15-16
• 1.5 本论文研究研究的目的和内容16-18
• 1.5.1 研究目的16-17
• 1.5.2 研究内容17-18
• 2 材料和方法18-22
• 2.1 实验原料与仪器18
• 2.1.1 实验原料18
• 2.1.2 实验仪器18
• 2.2 实验步骤18-20
• 2.2.1 堵水剂的合成18-20
• 2.3 堵水剂结构表征的实验方法20
• 2.3.1 红外光谱(IR)的实验方法20
• 2.3.2 热重分析(TG)的实验方法20
• 2.3.3 X射线衍射仪(XRD)的实验方法20
• 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)的实验方法20
• 2.4 堵水剂性能测定的方法20-22
• 2.4.1 堵水剂吸去离子水及盐水倍数性能测定的方法20-21
• 2.4.2 堵水剂压缩强度测试的方法21
• 2.4.3 堵水剂吸去离子水速率性能测定的方法21
• 2.4.4 堵水剂耐温性能测定的方法21-22
• 3 结果与讨论22-56
• 3.1 含有丙烯酰胺和水玻璃堵水剂的结构表征分析23-26
• 3.1.1 红外光谱(IR)分析23
• 3.1.2 热重分析(TG)23-25
• 3.1.3 X射线衍射(XRD)分析25
• 3.1.4 微观形貌分析25-26
• 3.1.5 小结26
• 3.2 含有丙烯酰胺和水玻璃堵水剂的性能测试及合成条件优化26-39
• 3.2.1 合成条件对堵水剂性能的影响26-36
• 3.2.2 合成条件对堵水剂耐温性能的影响36-38
• 3.2.3 小结38-39
• 3.3 含有AMPS的堵水剂的结构表征分析39-42
• 3.3.1 红外光谱(IR)分析39
• 3.3.2 热分析(TG)39-40
• 3.3.3 X射线衍射(XRD)分析40-41
• 3.3.4 微观形貌分析41-42
• 3.3.5 小结42
• 3.4 含有AMPS的堵水剂的性能测试及合成条件优化42-56
• 3.4.1 合成条件对堵水剂性能的影响42-53
• 3.4.2 合成条件对堵水剂耐温性能的影响53-55
• 3.4.3 小结55-56
• 4 结论56-57
• 5 展望57-58
• 6 参考文献58-65
• 7 攻读硕士学位期间发表文章与申请专利情况65-66
• 8 致谢66

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