硫化氢对冻胶型堵剂的影响

研究了H2S对常规冻胶型堵剂成冻时间和冻胶强度的影响,这些冻胶型堵剂包括交联聚丙烯酰胺形成的铬冻胶和酚醛树脂冻胶.探讨了H2S对冻胶型堵剂影响的作用机理.结果表明:H2S对无机铬交联体系的影响较大,而对有机铬交联体系和酚醛树脂交联体系的影响相对较小;对于无机铬交联体系,H2S能迅速将Cr6+还原为Cr3+,提高交联HPAM的速度,而当H2S含量偏高时,被还原出的Cr3+会与过量的H2S生成Cr2S3沉淀,不能形成整体冻胶;对有机铬和酚醛树脂交联体系的影响主要体现在pH值的变化上.当选择冻胶型堵剂应用于含H2S的油气藏时,最好选用酚醛树脂冻胶.     

磷酸酯/Fe3+型油基冻胶压裂液性能研究

针对磷酸酯/Al3+交联的油基压裂液交联速度慢,交联剂溶解性慢、稳定性差和价格高等缺点,首次对磷酸酯/Fe3+交联的油基压裂液体系进行了研究。通过对铁交联剂体系的优化,筛选一种磷酸酯/Fe3+交联的新型交联剂体系,并对磷酸酯/Fe3+油基冻胶压裂液性能进行了评价。结果表明:采用30%Fe2(SO4)3+15%二乙醇胺+55%水制备的新型交联剂体系,直接与磷酸酯混合即可形成油基冻胶,其性能不受放置时间的影响,交联速度快,成胶性能好,10 min就可达到最大黏度;压裂液的抗温抗剪切性能高,与常规铝交联剂体系比较,压裂液成胶速度提高了20倍,压裂液的抗温能力由原来100℃提高到135℃,并且压裂液的破胶性和滤失性等性能均能达到压裂施工的要求。     

钙离子对部分水解聚丙烯酰胺冻胶失水的作用机制研究

冻胶失水导致的体积收缩会缩短油田调剖堵水作业的有效期,因此冻胶失水问题需要引起足够的重视。考察了CaCl_2对部分水解聚丙烯酰胺/铬(HPAM/Cr)冻胶失水规律的影响,研究了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶微观形貌、HPAM流体力学半径、黏度的影响;并通过红外光谱技术分析了CaCl_2对HPAM/Cr冻胶失水的作用机理。实验结果表明,高浓度CaCl_2会促进HPAM/Cr冻胶失水,而低浓度CaCl_2具有抑制HPAM/Cr冻胶失水的作用;冻胶容水孔洞减少是高浓度CaCl_2加剧HPAM/Cr冻胶失水的内在原因;HPAM流体力学半径越小,HPAM/Cr冻胶失水越严重,低浓度CaCl_2具有提高HPAM流体力学半径的作用;低浓度CaCl_2能够降低HPAM的黏度损耗速率;Ca~(2+)可与HPAM分子羧基中的C—O发生交联反应,该反应是低浓度CaCl_2能够提高HPAM流体力学半径、降低HPAM黏度损耗速率以及抑制HPAM/Cr冻胶失水的根本原因。明确了CaCl_2对冻胶失水的作用机理,可为今后研制抗盐高稳定性冻胶提供理论参考和支持。     

延缓交联体系深部调剖性能的影响因素

通过室内试验和物理模拟试验,评价各种因素对水包油包水(W_1/O/W_2)的多重乳液交联剂冻胶体系成冻性能和封堵能力的影响.结果表明:与未包覆的Cr(AC)_3交联剂相比,多重乳液交联剂对聚合物有延缓交联的作用,更有利于进行深部调剖;随着聚合物、交联剂质量浓度和温度的增加,成冻时间缩短,冻胶强度增大;随着矿化度的增大,成冻时间先缩短后增加,冻胶强度先增强后变弱;交联剂冻胶的封堵能力随着聚合物、交联剂质量浓度的增加,均近似线性增大,但交联剂的影响更明显;封堵能力与地层渗透率有关,随着渗透率增大突破压力梯度在双对数坐标系中线性减小.     

用柠檬酸还原的Cr3+-HPAM胶态分散体冻胶性能研究

研究了柠檬酸与重铬酸钠的反应历程、生成螯合物的结构以及Cr3 HPAM胶态分散体冻胶的性能。在75℃下用柠檬酸将重铬酸钠中的Cr6 还原为Cr3 ,同时与Cr3 发生螯合反应,生成柠檬酸铬螯合物。这种螯合物在一定条件下释放出Cr3 ,它与HPAM交联形成胶态分散体冻胶。实验表明,柠檬酸铬 HPAM胶态分散体冻胶体系最长的成冻时间为40d,最大强度为0.036MPa。用平行管岩心模型考察了冻胶的液流转向作用,调剖后高渗透层流量减小,液流转向低渗透层。     

影响磷酸酯铝类油基冻胶压裂液性能的因素

研究了不同交联比（ＮａＡｌＯ２交联剂／ＰＥ９２磷酸酯胶凝剂）对ＮａＡｌＯ２与ＰＥ９２交联反应体系的ｐＨ值以及对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液粘度的影响,并探讨了硫酸的浓度对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联比、最佳交联ｐＨ值以及其耐温能力的影响．结果表明：（１）ＮａＡｌＯ２与ＰＥ９２交联反应体系的ｐＨ值随着交联比的增大而增大;（２）磷酸酯铝类油基冻胶压裂液最佳交联ｐＨ值为４４０～４．６０;（３）硫酸的浓度对磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联ｐＨ值没有影响,但磷酸酯铝类油基冻胶压裂液的最佳交联比随着硫酸浓度的增大而增大;（４）在磷酸酯铝类油基冻胶压裂液中加入硫酸后,可以使其耐温能力提高１８℃左右．     

pH值对于表面硼改性纳米二氧化钛交联剂交联性能的影响

传统有机硼交联羟丙基瓜胶 （HPG）冻胶压裂液体系具有稠化剂用量大,压裂施工成本高,压裂残渣多,裂缝导流能力差等诸多缺点。为了达到降低压裂液稠化剂用量、提高压裂施工效果的目的, 采用“两步法”制备了一种表面硼改性的纳米二氧化钛颗粒 （NCC）作为HPG压裂液交联剂。研究了pH值对于NCC交联HPG冻胶耐温性能的影响,结果表明随着pH值的增加,NCC冻胶压裂液的耐温性能先增大后减小。所形成的冻胶压裂液在pH=12时耐温性能最佳。与传统有机硼交联剂相比,NCC可大大减小稠化剂用量,NCC交联的0.3 wt.% HPG冻胶在pH值为8~14的范围内均能保持良好的耐温性能。利用扫描电镜表征了NCC冻胶在不同pH值条件下的交联形貌及交联结构,结果表明,在pH值为12时,NCC冻胶微观形貌最致密。     

缓交联氨基树脂冻胶成胶性能

深部调剖是高含水油田控水稳油的重要措施。低油价下深部调剖需要成胶时间长、成胶后强度高的冻胶堵剂。以低质量分数的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)为成胶液,以氨基树脂为交联剂,研究了氨基树脂冻胶的成胶规律及其使用条件。研究结果表明,在乙酸催化下,氨基树脂可和低质量分数HPAM交联形成冻胶,该冻胶可以在70℃、盐含量为10 174 mg·L~(-1)以下地层使用。成胶时间大于3 d,冻胶强度可达到G级以上,冻胶90 d脱水率小于10%,适合深部调剖。     

pH对于表面硼改性纳米二氧化钛交联剂交联性能的影响

传统有机硼交联羟丙基瓜胶(HPG)冻胶压裂液体系具有稠化剂用量大,压裂施工成本高,压裂残渣多,裂缝导流能力差等诸多缺点。为了达到降低压裂液稠化剂用量、提高压裂施工效果的目的,采用"两步法"制备了一种表面硼改性的纳米二氧化钛颗粒(NCC)作为HPG压裂液交联剂。研究了pH对于NCC交联HPG冻胶耐温性能的影响,结果表明随着pH的增加,NCC冻胶压裂液的耐温性能先增大后减小。所形成的冻胶压裂液在pH=12时耐温性能最佳。与传统有机硼交联剂相比,NCC可大大减小稠化剂用量,NCC交联的0.3wt%HPG冻胶在pH值8~14的范围内均能保持良好的耐温性能。利用扫描电镜表征了NCC冻胶在不同pH值条件下的交联形貌及交联结构,结果表明,在pH为12时,NCC冻胶微观形貌最致密。     

高温交联酸用稠化剂合成及性能评价

利用丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)作为原料,进行水溶液聚合,采用低温复合引发体系制备高温交联酸用稠化剂P(AM-co-AMPS),通过单因素分析法确定最佳反应条件;并对其纯化样品进行红外表征,室内性能评价。结果表明,该稠化剂酸溶性好,基液黏度随稠化剂加量增加而增大,配方:20%HCl+0.8%稠化剂+5%BZ酸化缓蚀剂+2%BZ措施用破乳助排剂+2%BZ酸化用铁离子稳定剂+0.3%BZ交联延迟剂。加入交联液(交联剂/交联延迟剂=1,交联比∶100∶0.8),90 s后能形成可挑挂冻胶,180℃,170 s~(-1)剪切速率下,剪切100 min,黏度保持在56 mPa·s左右。加入破胶剂后,在90℃加热1 h,破胶黏度为10 m Pa·s,利于酸液返排,可满足高温储层对交联酸的要求,具有较好的发展前景。     

基于溶剂置换法的冻胶堵剂选择性试验

冻胶是溶液中的聚合物分子被交联剂交联后得到的一个整体失去流动性的体系。由聚合物部分水解聚丙烯酰胺与交联剂有机铬交联产生的冻胶,通过乙醇溶剂置换,消除相渗透率的影响,测定冻胶膜在油（甲苯）和水分别通过时对油和水的残余阻力系数。试验结果表明,冻胶对水的流动阻力是对油（甲苯）流动阻力的14．79倍,即冻胶对水和油有明显的选择性。该冻胶的选择性堵水性能可由膨胀收缩机理和油水分流机理来解释。     

交联木薯淀粉的制备及性能

以某有机物(代号CL)为交联剂,对木薯淀粉进行交联变性处理,研究了交联剂质量分数、氢氧化钠质量分数、反应温度和时间等因素对淀粉交联度的影响,并对交联淀粉进行了分析表征.结果表明:交联剂质量分数为0.5%、氢氧化钠质量分数为1.5%、反应时间为3h、反应温度为50℃时,交联工艺最佳,此时交联淀粉的沉降积为1.0mL.扫描电子显微镜形貌分析表明,木薯淀粉交联后颗粒表面粗糙、有凹坑出现;傅里叶变换红外光谱图中发现,交联淀粉较原淀粉在1 241cm-1处出现醚键吸收峰,表明木薯淀粉发生了交联反应;X-射线衍射曲线表明,交联反应可使淀粉部分结晶区非晶化,结晶度较原淀粉的下降率为16.94%;交联后淀粉黏度变大,黏度热稳定性明显提高.     

聚磷酸酯抑制AMDAC冻胶失水机制

考察聚磷酸酯(PAE)对丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物(AMDAC)冻胶失水规律的影响,研究PAE对冻胶微观形貌、AMDAC流体力学直径、重均相对分子质量、黏度的影响,通过红外光谱技术分析PAE抑制冻胶失水的作用机制。结果表明:PAE可有效抑制冻胶失水;基于PAE与AMDAC的水解反应,PAE与AMDAC之间发生交联反应生成C—O—P化学键,该交联反应使得AMDAC分子的流体力学直径、重均相对分子质量、溶液黏度增大,冻胶持水能力获得提高;PAE与AMDAC的交联反应使冻胶由单基团交联(酚醛与胺基交联)变为双基团交联,冻胶初始网格密度增大,冻胶中的水更加牢固地固定在网格中;PAE与AMDAC的交联反应生成了热稳定性优异的高分子氨基磷酸酯,交联后的AMDAC热稳定性获得极大提高,分子链不易发生断裂,从而改善了高温条件下冻胶的稳定性。     

CPD-Na体系热可逆交联CPE行为研究

采用自制热可逆交联剂环戊二烯钠(CPD—Na)与氯化聚乙烯(CPE)进行反应,制备了具有热可逆交联特性的CPE热可逆交联橡胶。以CPD-Na用量对产物的氯原子取代率、交联度和反应的凝胶化时间进行了研究;并对产物的结构和热性能进行了研究和表征。     

酸岩反应中的H~+扩散系数规律

H~+扩散系数是酸岩反应模型计算的关键参数,分析判断酸岩反应过程中H~+扩散系数规律,有助于优化酸压工艺设计方案,提高改造效果。通过引入幂律流体雷诺数与施密特数,修正了不同黏度酸液酸岩反应动力学参数测定装置的H~+扩散系数计算方法。结合在不同酸液浓度、反应温度和流速条件下的酸岩反应实验,获得了稠化酸和交联酸的酸岩反应速率及H~+扩散系数相关规律。结果表明:酸液浓度、反应温度和流速增大时,酸岩反应速率均加快,酸液黏度升高会导致各因素对酸岩反应的影响程度降低。酸液浓度为0.006mol/cm~3,离子间的牵制作用导致H~+扩散系数最小。酸液流动过程存在边界层效应,当稠化酸和交联酸流速分别超过113.21cm/s和158.38cm/s时,H~+扩散系数趋于稳定。     

清水配置冻胶在盐水中稳定性的变化研究

本文以水溶性酚醛树脂为交联剂,以纳米颗粒为稳定剂,以HPAM以及不同AMPS含量的聚合物为成胶剂,在低盐含量的模拟注入水中制备了稳定的冻胶。研究发现,相同交联剂和聚合物用量下,AM-AMPS共聚物成胶时间比HPAM长,但成胶后强度高。评价了制备的冻胶在不同盐含量模拟水中的脱水情况,结果表明,当模拟水盐含量为10000mg/L、30000mg/L时,冻胶会吸水膨胀、强度降低;但当模拟水盐含量高于50000mg/L时,冻胶则脱水,冻胶强度提高。模拟水盐含量越高,脱水幅度越大。提高冻胶中纳米颗粒的含量或用AMPS含量高的共聚物做成胶剂,可明显降低冻胶在高盐含量中的脱水幅度。研究结果对红河油田裂缝封堵剂的开发有指导意义。     

交联阳离子木薯淀粉的制备及其对废水中Cr6 的吸附研究

先对木薯淀粉进行交联反应制得交联木薯淀粉,再利用超声的化学催化作用促进交联木薯淀粉与阳离子醚化剂的化学反应。在超声功率400 W,温度50℃,反应50 min的条件下,合成了一种可吸附废水中Cr6+的交联阳离子木薯淀粉吸附材料。研究了交联阳离子木薯淀粉对模拟废水中Cr6+的吸附性能,发现在Cr6+的初始浓度为500 mg/L,pH为1~2,温度50℃,吸附时间50 min的条件下,交联阳离子木薯淀粉对Cr6+的吸附容量为73.53 mg/g。研究表明交联阳离子木薯淀粉对Cr6+的吸附符合Langmuir、Freundlich两种等温吸附模型,说明吸附以化学吸附为主,吸附状态属于单层吸附。     

宽温域阻尼涂料用乳液的研究——LIPN PS/PBA和LIPN PBA/PS形成过程的表观动力学

利用重量分析法初步探讨了LIPN PS/PBA和LIPN PBA/PS反应过程的表观动力学,研究了不同种子、交联剂用量,对各步反应速率的影响,测定了各步反应的活化能。发现该体系种子乳液聚合具有下述3个特点:(1)在聚合初期不存在加速阶段,即没有成核阶段;(2)聚合速率随交联荆的用量增加而明显地提高;(3)以交联的PS为种子,BA种子乳液聚合过程表观活化能(E_a)为80kJ/mol,该值与在相同条件下BA自身乳液聚合过程的表观活化能近似;以交联的PBA为种子,S种子乳液聚合过程的表观活化能(E_a)为84kJ/mol,此值几乎是S自身乳液聚合(在相同条件下)表观活化能(E_a)的两倍。     

聚乙烯醇压裂液有机硼交联剂YL-J的合成及应用

合成了一种适用于聚乙烯醇压裂液的有机硼交联剂YL-J.确定最佳合成条件为:硼砂质量分数20％,丙三醇25％,二乙醇胺30％,氢氧化钠1％～5％,反应时间4.Oh,反应温度80℃.流变实验表明,交联剂YL-J与聚乙烯醇稠化剂交联产生的冻胶在80℃剪切速率为170 s-1下连续剪切3600s,压裂液黏度250 mPa·s.静态悬砂实验表明,该压裂液体系具有较好的携砂性,砂子的沉降速度低于0.18 mm/s.破胶实验表明,聚乙烯醇压裂液破胶液黏度为2.3 mPa·s,低于油田要求的10 mPa·s,残渣质量浓度为79 mg/L.实验结果表明,有机硼交联剂YL-J交联的聚乙烯醇压裂液完全能满足压裂现场施工的要求.     

硼交联水基冻胶压裂液的研究发展现状

综述了硼交联水基冻胶压裂液的国内外研究发展现状．着重介绍了国外应用核磁共振（ＮＭＲ）能谱技术研究硼交联机理得出的结论、有机硼配合物交联剂的延迟交联机理和优异性能、硼交联压裂液的粘弹性和测定方法以及破胶剂的最新发展成果—胶囊破胶技术．指出了硼交联水基冻胶压裂液的几个重要研究和发展方向