黏弹性表面活性剂压裂液的研究与应用进展

黏弹性表面活性剂压裂液是以黏弹性表面活性剂为主剂的清洁压裂液。黏弹性表面活性剂压裂液体系具有破胶后无残渣、携砂性好、滤失控制性能好等特点,但随着对环保问题的日益重视及钻井深度的不断增加,丰富黏弹性表面活性剂压裂液体系迫在眉睫。本文介绍了黏弹性表面活性剂压裂液的发展和应用。根据压裂液配方不同,将其分为常规黏弹性表面活性剂压裂液和非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液,总结了不同种类的黏弹性表面活性剂压裂液的组成、耐温耐剪切等性能及应用情况。分析表明,降低成本、研制简单的配制工艺是常规黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向;在油田进行大规模实际应用及得到更完善的体系是非常规新型黏弹性表面活性剂压裂液的主要发展方向。     

新型耐高温水膨体研究与评价

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺、抗高温交联剂PT为交联剂,过硫酸铵、亚硫酸氢钠为引发剂,丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,合成出耐高温水膨体A1。比较了不同单体共聚物与A1的耐温效果,考察了不同离子、不同温度对水膨体吸水的影响,并进行了水膨体吸水后的电镜分析,最后进行了岩心封堵实验。结果表明,在0.5%NaCl溶液中,水膨体A1耐温达160℃,岩心封堵率达98.6%以上。     

纳米增韧结构环氧胶粘剂

采用分散的有机纳米粒子增韧高性能结构环氧胶粘剂,提高了其性能和寿命,把胶粘剂的应用范围推广至复合材料结构中。     

温敏缔合共聚物P(NaAMPS-VCL-DVB)的合成及溶液特性

采用自由基胶束聚合法合成了新型的2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)/N-乙烯基己内酰胺(VCL)/二乙烯苯(DVB)温敏缔合共聚物(PAVD)。用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、元素分析和凝胶渗透色谱(GPC)确定了PAVD的分子结构和重均分子量;研究了共聚物溶液的温敏增稠特性,并进一步考察了共聚物质量浓度、盐浓度等因素对其温敏增稠性能的影响。结果表明,当共聚物溶液达到一定浓度时,其具有优良的温敏增稠性,且增稠效果随共聚物质量浓度及外加盐浓度的增加而增强。抗老化实验结果表明,PAVD在80℃时具有优良的耐温抗老化性能。     

解水锁剂的实验研究及应用

本文通过室内合成了有机硅类和羧酸盐类两种表面活性剂,并进行了室内实验评价,结果表明,有机硅类表面活性剂G-1、G-2和羧酸盐类表面活性剂B-1、B-2单体效果较好。对优选出的4种单体表面活性剂进行了复配实验,结果表明B-2与G-2的复配效果最好。针对羧酸盐类表面活性剂B-2溶解度低的问题,进行了增溶剂的实验研究,结果表明,乙二醇丁醚能够使B-2完全溶解在蒸馏水中,同时降低B-2与G-2复配时的界面张力,且加量在9%时效果最好。通过实验研究,确定了解水锁剂的室内配方,并进行了有效浓度和耐温性的实验研究,最终确定有效浓度为0.01%,耐温可达120℃。     

耐高温清洁压裂液的制备与性能研究

为获得耐温性良好的压裂液体系,以硬脂酸、草酸、4-氨基-N,N-二甲基苯胺、N,N'-二氨基乙基乙二胺、1,3-二氯-2-丙醇为原料合成双子表面活性剂,以其作为稠化剂与氯化铵水溶液混合制得清洁压裂液,考察了该压裂液的耐温性、耐剪切性、携砂性和破胶性等。结果表明,与胍胶压裂液相比,该清洁压裂液耐温耐剪切性能好,120℃时的表观黏度为88 mPa·s,满足高温油气田的使用要求;携砂性能好,120℃时石英砂在压裂液中的沉降速度为0.79 mm/s;与地层水的配伍性良好;在压裂液中加入煤油即可自动破胶,无需加入破胶剂,便于使用。     

采用不同表面活性剂制备的绒囊流体性能特征*

为揭示不同结构表面活性剂制备的绒囊流体性能特征,分别采用十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和改性多糖制备了系列绒囊流体,研究了所得绒囊流体的流变性能,考察了温度、NaCl和盐酸对绒囊流体流变性能的影响。结果表明,采用不同表面活性剂制备的绒囊流体流变性能有较大差异。用SDS制备的绒囊流体表观黏度最大,CTAB的次之,再次的是SDBS,OP-10制备的绒囊流体表观黏度最低。绒囊流体的黏度与温度呈现独特的变化关系:在温度较低时,黏度随温度的升高而降低;当温度达到约80℃时,黏度随温度升高而降低的趋势变缓;当温度升至约100℃时,黏度不再随温度升高发生明显变化。当温度高于120℃时,SDS、OP-10和CTAB制备的绒囊流体的黏度值相当,SDBS的黏度最小。绒囊流体在140℃高温下的黏度稳定性按所用表面活性剂排序如下:OP-10CTABSDSSDBS。以SDS、SDBS、OP-10和CTAB制备的绒囊流体加入2%NaCl后的表观黏度变化率均小于10%,具有良好的耐盐性能。绒囊流体的耐酸性按所用表面活性剂排序如下:CTABOP-10SDS、SDBS。制备耐酸性绒囊流体应选用阳离子表面活性剂,采用阴离子表面活性剂SDS、SDBS不能制备出耐酸性能良好的绒囊流体。图1表9参13     

水溶性树脂固井工作液体系性能评价*

针对油气田开发中高压油气、后期压裂、储气库周期性压力变化等带来的层间流体窜流、井口带压问题,以 水溶性树脂（S-HR）与胺类中温固化剂（CA-1）为胶凝材料,制得适用于中低温的树脂固井工作液体系。对该体 系的工程性能、防窜性能、力学性能、耐温性、树脂固化动力学等进行了研究。结果表明,通过调节加重剂重晶石 和悬浮剂微硅的加量,该树脂体系密度在1.20～1.90 g/cm³ 可调,流动性能良好;60～90 ℃时,稠化时间在60～ 410 min可调;模拟顶替效率91.5%时,树脂固化体的胶结强度为3.01 MPa,窜流突破压力大于12 MPa,远高于相 近顶替效率下的常规水泥石;树脂固化体在90 ℃下常压养护24 h的抗压强度为53.2 MPa,六次循环交变应力加 载后的弹性恢复率超过85%,优于常规水泥石;固化体的耐温性良好,热分解温度为398 ℃。通过非等温DSC法 确定了S-HR/CA-1和S-HR/胺类高温固化剂（DCY）体系的固化动力学方程。该树脂工作液体系固井界面胶结 强度高,形变恢复能力强,有利于保证固井环空固化体的长期完整性和封隔性,防止窜流的发生;固化动力学方 程的建立为此类树脂工作液体系的研究与应用提供了理论参考。     

氟碳型两性聚丙烯酰胺驱油剂的制备与性能

 以全氟辛基乙基丙烯酸酯(FM)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）通过自由基胶束共聚法制得氟碳型两性聚丙烯酰胺 (FPAM)驱油剂。考察了影响共聚反应的各种因素和变化规律,确定了合理的聚合工艺条件。FPAM水溶液中存在强烈的分子间缔合作用;在共聚反应温度50℃、共聚反应时间8h、疏水单体FM质量分数为0. 3%、AMPS质量分数为15%、DMC质量分数为8%、引发剂K2S2O8质量分数(占单体质量)为0.3%、乳化剂与疏水单体摩尔比(n(OP-10)/ n(FM))为10的条件下,合成的氟碳型两性聚丙烯酰胺(FPAM)驱油剂的抗盐、抗剪切、耐高温和驱油性能均良好。     

磷酸铝包覆氧化铁黄颜料的制备及其耐温性能研究

氧化铁黄颜料受热易脱水变色,限制了其在温度较高环境下的应用。提高氧化铁黄的热稳定性具有很重要的意义。通过液相水解沉积的方法对氧化铁黄表面进行磷酸铝表面包覆,研究了磷酸铝包膜的工艺条件（pH、包膜量、温度）对氧化铁黄包覆的表面形貌和微观结构的影响。结果表明：在pH为7、磷酸铝的包膜量为13%、包覆温度为65 ℃时,在氧化铁黄表面的包覆效果最佳。采用色差法研究了在最佳条件下进行磷酸铝包覆的氧化铁黄颜料,结果表明其耐温性得到显著提高。