有机锆交联羟丙基瓜胶流变动力学

以乳酸/丙三醇有机锆为交联剂,羟丙基瓜胶为稠化剂,研究了羟丙基瓜胶凝胶的流变性(黏弹性、触变性)及其交联流变动力学,获得了羟丙基瓜胶交联过程中黏度、黏弹性模量随时间的变化关系,并考察了剪切速率和温度对凝胶形成的影响,建立了交联流变动力学模型。结果表明,交联羟丙基瓜胶凝胶具有明显的黏弹性和触变性;一级交联流变动力学模型可描述羟丙基瓜胶的交联流变动力学过程,模型参数物理意义明确合理。     

压裂用疏水缔合聚合物溶液性质及减阻性能

以功能性疏水单体甲基丙烯酸长链酯与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了疏水缔合聚合物HAWP-18。采用流变仪考察了HAWP-18的耐剪切性能、黏弹性及触变性。结果表明:HAWP-18属于假塑性流体,临界缔合质量浓度为2.31 g/L,随着剪切速率增加,HAWP-18的表观黏度缓慢下降后不变,剪切速率降低后,表观黏度可再度恢复,表现出较强的耐剪切性能;黏弹性测试表明:HAWP-18是典型的黏弹性结构流体,具有较宽的线性黏弹区,该体系的储能模量G'大于损耗模量G″,并且黏度越大,弹性特征越强。采用稳态剪切测试考察了不同质量浓度HAWP-18的剪切应力与剪切速率的关系,结果表明:HAWP-18具有触变性,并且触变性随质量浓度增大而增强。使用自制摩阻测试仪测定了不同质量浓度HAWP-18的减阻性能,结果表明:HAWP-18减阻率随质量浓度的增加先上升后降低。     

压裂用疏水缔合聚合物溶液性质及减阻性能研究

摘要：以一种功能性疏水单体与丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料,合成了一种疏水缔合聚合物HAWP-18。采用流变仪考察了疏水缔合聚合物HAWP-18的耐剪切性能、黏弹性及触变性,结果表明,HAWP-18属于假塑性流体,临界缔合浓度为2.31g/L,表现出较强的耐剪切性能;黏弹性测试表明,HAWP-18是典型的黏弹性结构流体,具有较宽的线性黏弹区,该体系的储能模量G''大于损耗模量G'',并且黏度越大,弹性特征越强;采用稳态剪切测试研究了不同质量浓度HAWP-18的剪切应力与剪切速率的关系,HAWP-18具有触变性,并且触变性随质量浓度增大而增强;使用自制摩阻测试仪测定了不同质量浓度HAWP-1的减阻性能,结果表明,HAWP-18减阻率随质量浓度的增加先上升后降低。HAWP-18的耐剪切性及其良好的黏弹性、触变性和减阻性能为其应用于压裂液提供了实验支撑。     

疏水缔合聚合物的静态悬砂性能研究

本文考察了部分水解聚丙烯酰胺BRQ-0和疏水缔合聚合物BRQ-5的黏度-剪切速率和黏弹性，并对不同黏度下的聚合物水溶液进行了静态悬砂性能研究。结果表明：通过黏度-剪切速率曲线，拟合出剪切速率170 s^-1下黏度区间10～30 mPa·s对应的聚合物浓度，为后续的黏弹性和静态悬砂性能研究做准备；在黏度区间10～30 mPa·s内，疏水缔合聚合物的弹性模量G′更大；在黏度区间10～30 mPa·s内，疏水缔合聚合物的静态携砂性能比部分水解聚丙烯酰胺要好，规律与聚合物的黏弹性相符合。     

pH响应黏弹性油酰胺丙基二甲胺/邻苯二甲酸氢钾胶束体系流变性研究

通过考察油酰胺丙基二甲胺(PKO-O)/邻苯二甲酸氢钾(PHP)黏弹性胶束体系的稳态剪切黏度、流动曲线、剪切触变性、黏弹性、热触变性等流变学性质,研究了该胶束体系的pH响应性。结果表明,200 s-1下,pH=7.47时胶束体系稳态剪切黏度较大,为122.3 mPa·s;在pH=7.61,7.47,6.40 3个状态间,稳态剪切黏度可循环切换多次,表明该胶束体系具有良好的pH响应性;PKO-O/PHP胶束体系为剪切变稀的正触变性流体,其流动曲线可用Cross本构方程进行表征;该体系是典型的黏弹、热触变性流体,pH=7.47时体系具有较大的复模量和显著的热触变性。     

三山嵛精的流变改性能力研究

借助流变学手段研究了三山嵛精的流变改性能力。通过表观黏度随剪切速率变化的流动曲线、触变性以及黏弹性等测试,考察了三山嵛精对油凝胶体系流变特性的影响,建立了油凝胶体系的流变特性分析方法。结果表明,该系列油凝胶是一类具备触变性的黏弹-假塑性流体,符合幂律方程模型。在实验添加量范围内,增加三山嵛精可有效提高油凝胶体系的假塑性程度和触变性,同时加强体系的内部凝胶网络结构。利用上述流变分析方法,通过考察三山嵛精对口红膏体流变特性的影响发现,三山嵛精可在不影响涂抹顺滑感的情况下明显提升质地较软的口红膏体的结构强度,从而提高稳定性。     

具有高温流变学稳定的VES压裂液性能的分析研究

针对目前黏弹性表面活性剂压裂液耐温性不足、成本高的缺点,研制了双子阳离子表面活性剂FL-25,并以其作为稠化剂配制成压裂液.FL-25无须添加任何有机或无机盐,便可在水中形成黏弹性流体.对新型双子阳离子表面活性剂的流变性质和热稳定性进行实验研究.结果表明:F-25溶液具有较好的稳定性、黏弹性、触变性和抗剪切性.在温度为110℃、剪切速率为170 s?1时,剪切90 min黏度保持在69 mPa·s,表现出良好的耐高温性能.     

可逆交联聚合物压裂液黏弹性及变剪切性能研究

可逆交联聚合物压裂液的携砂能力不仅与黏度有关,而且与其黏弹性相关,因此研究可逆交联聚合物压裂液的黏弹性显得十分必要。文章对可逆交联聚合物压裂液进行了应力扫描和频率扫描实验,讨论了可逆交联聚合物压裂液的黏弹性,评价了压裂液的变剪切性能。结果表明:随着聚合物浓度的增加,可逆交联聚合物压裂液线性黏弹区的范围变宽,储能模量和耗能模量增加,黏弹性提高;当温度为120~160℃,经170s-1、剪切100 min后的平均尾黏分别为56、52和40mPa·s,说明体系具有良好的耐温耐剪切性能。     

低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶体系的流变特性

低聚瓜胶压裂液在低渗透油气田开发增产中有重要的应用.今对硼砂交联低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶体系进行了研究.考察了低聚羧甲基瓜胶浓度、硼砂浓度对凝胶形成以及再生的影响,获得了结构稳定的可再生凝胶体系.考察了不同再生次数的凝胶体系的流变特性,结果表明可再生凝胶体系具有良好的黏弹性、触变性和剪切变稀性.低聚羧甲基瓜胶可再生凝胶...     

皂基洁面乳热流变性研究

研究了皂基洁面乳出料时、灌装前及灌装后3个阶段的流变学性质(包括流动曲线、剪切触变性和黏弹性),结果表明,该皂基洁面乳是具有剪切变稀性质的黏弹-触变性流体。进一步研究了皂基洁面乳的热流变性,获得升温过程黏温曲线和复模量随升温和降温过程变化曲线。结果表明,在5~40℃之间,体系黏度随温度升高而下降;在40~50℃之间,体系黏度随温度升高而增大;在50~80℃之间,体系黏度随温度升高而下降。复模量随温度变化曲线表明,体系复模量的升温曲线和降温曲线不重合,具有显著的热触变性,40℃是该皂基洁面乳结构变化的转折点。     

海水基耐温聚丙烯酰胺压裂液的性能优化

以丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）三元共聚物（PSAM）为稠化剂,乳酸锆为交联剂开发出一种海水基耐高温压裂液,考察了PSAM的水解度、相对分子质量、AMPS含量、稠化剂和交联剂的浓度、配比等因素对冻胶形成及耐温耐剪切性能的影响,通过测试不同条件下冻胶的储能模量（G'）随时间的变化,研究了Ca²⁺浓度和AMPS含量对交联动力学的影响。交联动力学的研究表明,随AMPS含量加大,PSAM交联速度降低,达到交联平衡所需时间延长,随Ca²⁺浓度增高,交联反应速度越快,冻胶初始强度越高;耐温性能测试表明,当稠化剂中羧酸基含量与交联剂中锆离子含量之比n（-COOH）/n（Zr⁴⁺）≈1时,体系的耐温耐剪切性能最优,高含量AMPS提升压裂液的耐温耐剪切性能。在优化稠化剂结构条件下,稠化剂质量分数为0.6%、交联剂质量分数为0.3%配制的海水基压裂液,在150℃、170 s^-1下剪切120 min后,黏度保持在150 mPa·s以上,耐温耐剪切性能优秀。     

悬浮凝胶颗粒调驱剂研究与现场试验

针对辽河油田注水区块现有颗粒类深部调驱堵剂耐温、抗剪切性能差,成胶强度低,有效期短,压力提升幅度有限等问题,采用丙烯酰胺与天然橡胶胶乳、乙烯基吡咯烷酮通过自由基共聚,经胶体干燥、造粒得到具有良好柔韧性和粘弹性能的柔性凝胶颗粒,并确定了最佳聚合反应条件:单体浓度30%,丙烯酰胺:天然橡胶胶乳:乙烯基吡咯烷酮质量比为1:0.8:0.3,交联剂浓度0.05%,引发剂(甲醛合次硫酸氢钠与过硫酸铵质量比为1:2)浓度0.6%,聚合反应温度65℃。同时确定了用于悬浮凝胶颗粒的凝胶配方体系:聚合物800 mg/L、交联剂400 mg/L、稳定剂80 mg/L,得到了凝胶颗粒现场应用的合理粒径中值为2 mm,最佳使用浓度范围1%~3%。现场试验结果表明:凝胶颗粒对调驱压力提升作用明显,具有很高的可行性和实用性,为注水区块稳油控水提供了有力的技术保障。     

油田用延时性高黏凝胶制备方法研究

基于改性淀粉凝胶于调剖堵水、封堵、钻完井等方面优异的使用性能及应用前景。以淀粉、丙烯酰胺(AM)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,利用淀粉同烯类单体进行接枝共聚,通过交联剂来实现共价键交联,在实验室条件下合成一种适用于中、高温油藏,成胶时间延时至2 h内可控的高强度的改性淀粉凝胶。研究了引发剂的用量、交联剂的用量、反应温度、p H值对胶体成胶性能(体系黏度和成胶时间)的影响。结果表明:在引发剂质量分数介于0.04%~0.06%,交联剂质量分数在5.1%左右,反应温度为80℃,体系p H为10时所制得的聚合物胶体性能最佳,其体系黏度对应为1 950×103 m Pa·s。     

三聚氰胺甲醛树脂/聚丙烯酰胺调剖堵水剂研究

以三聚氰胺和甲醛为原料,合成了三聚氰胺甲醛树脂(MF),并与水解聚丙烯酰胺(HPAM)交联反应,制备了一种调剖堵水剂。考察了聚丙烯酰胺浓度、交联剂浓度、交联温度等条件,并对冻胶堵剂的性能进行了评价。结果表明,MF/HPAM最佳制备条件为:质量浓度0.3%的HPAM与质量浓度0.96%的MF在pH=8～9于75℃进行交联反应。冻胶在130℃高温下老化5 d,粘度仍高达7 710 mPa.s,且在模拟剪切条件下,冻胶粘度保留率保持在75%以上,说明堵剂具有良好的耐温耐剪切性能。     

耐高温交联酸压裂液的研制及其性能评价

针对黏弹性表面活性剂(VES)转向酸使用成本高，耐温性差以及现有胶凝酸破胶不完全的问题，本研究首先通过水溶液聚合法合成稠化剂和有机锆交联剂，然后在质量分数为20%的盐酸水溶液(下同)中将稠化剂通过有机锆交联剂进行交联，得到耐高温交联酸基液，再根据压裂液性能要求添加高温缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂和黏土稳定剂，研发了一种耐180 ℃高温的交联酸压裂液。采用高温高压流变仪、压裂液摩阻测试仪和表界面张力测定仪等对交联酸压裂液进行性能评价。结果表明，所制备的交联酸压裂液在180 ℃、170 s^-1条件下剪切120 min后，黏度仍可维持为73 mPa·s，加入0.15%过硫酸铵破胶后，黏度降为3.2 mPa·s，高温流变性和破胶性能良好。     

聚丙烯酰胺冻胶酸的制备与应用研究

以有机锆、聚丙烯酰胺(HPAM)和盐酸所组成的冻胶酸体系,具有较好的耐温性(50~70℃凝胶时间递减迅速,70~90℃,凝胶时间递减幅度较小)、粘弹性、对岩石的腐蚀性(仅为1.0%左右)和与各种交联剂的配伍性(交联剂G-4用量为1.0%~1.5%;G-5,G-6,G-7用量为0.5%~1.0%时冻胶酸的交联程度率最大,则它对岩石的腐蚀率越小)。适合在低于90℃的情况下进行酸化压裂作业,破胶后的残渣含量少,有利于残酸返排,对优化现场酸压设计有借鉴作用和指导意义。     

淀粉接枝丙烯酸/丙烯酰胺耐盐型高吸水性树脂的制备

以淀粉为主要原料,丙烯酸（AA）和丙烯酰胺（AM）为接枝单体,采用水溶液聚合法制备具有耐盐型高吸水性树脂。探讨了原料配比、丙烯酸中和度、反应温度等因素对产物吸水性能的影响,结果表明,在聚合温度为50℃,淀粉、丙烯酰胺、引发剂和交联剂用量分别为丙烯酸用量的15%、40%、2.4%和0.03%的条件下,所制备的耐盐型高吸水...     

AM／AMPS／DMDAAC共聚物合成及其降滤失性能研究

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二烯丙基氯化铵为原料,采用氧化-还原引发体系合成了耐温、耐盐的钻井液降滤失剂。讨论了引发剂加量、二烯丙基氯化铵加量和反应温度对聚合物降滤失性能的影响。当引发剂加量为0．15％、二烯丙基氯化铵加量为10％、反应温度为45℃时,合成的聚合物在高温、高含盐条件下具有优良的降滤失性能。     

P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅复合高吸水树脂的合成及性能

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为单体,再引入纳米二氧化硅(nano-SiO_2),以过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了P(AA/AM/APEG)/纳米二氧化硅有机/无机复合高吸水性树脂,考察了交联剂加量、引发剂加量、纳米二氧化硅加量对树脂吸水倍率的影响,并用红外光谱和扫描电镜对产物进行了表征。结果表明:合成最佳条件加入纳米二氧化硅能提高树脂的吸水性能,粒径在80~120目时,复合树脂吸水倍率达到1 865 g/g,P(AA/AM/APEG)树脂吸水倍率为1 681g/g;温度在20~60℃时,复合吸水树脂吸水倍率变化幅度不大;pH在6~8时,其吸水性能最好,吸水倍率为1 865~1 444 g/g;此外,复合树脂具有较好的保水性能,树脂常温下保存15 d,其保水率达到83.2%。红外光谱和扫描电镜分析表明,纳米二氧化硅成功接枝到聚合物上并形成海绵状结构。