缔合型交联剂对多元共聚物流变特性的影响

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、十二烷基二甲基烯丙基氯化铵为原料,以水溶液聚合的方法合成了两亲性高分子聚合物ZW-12。用十八烷基二羟乙基甜菜碱作为缔合型交联剂M-1,通过RS6000型流变仪研究了不同浓度M-1对ZW-12溶液流变性能的影响,用扫描电镜观察了流体的介观结构。结果表明,复配体系的触变性能与蠕变性能均在M-1含量达到ZW-12质量的0.300%后发生较大变化;触变实验表现为应力过冲现象的产生及触变环面积的大幅增加;蠕变实验采用Burger模型进行拟合后发现M-1含量大于0.300%(以溶液中ZW-12的质量为基准,下同)后,Maxwell弹簧模量G0增大至0.51Pa。SEM图验证了该浓度前后流体结构发生变化的推论。通过Cross方程与Jeffery模型对各M-1含量下流体黏切曲线的拟合,确定了M-1对流体黏度与模量的共同影响造成其非牛顿行为的变化。     

清洁压裂液对煤层气吸附性能的影响

为研究煤层气井压裂液选择的理论依据，进一步探讨清洁压裂液对煤层气吸附性能的影响，以IS-100等温吸附解析仪为实验平台，选择不同煤阶的煤样和清洁压裂液，从等温吸附的角度，探讨清洁压裂液对煤层气吸附性能的影响；并采用煤层气可采系数计算方法，以等温吸附实验的兰氏参数数据为基础，结合与地质条件和煤层密切相关的废弃压力、煤层原始含气量等因素，计算评价并综合分析清洁压裂液对煤层气吸附性能的影响程度.结果显示:与原始煤层可采系数相比，采用清洁压裂液压裂后的煤层可采系数显著增大.研究认为清洁压裂液对煤层气吸附性能有较大影响，该影响对煤层气开采有利；且影响程度与煤阶有关，焦煤、贫煤与无烟煤中贫煤的影响程度最大.     

聚合物-CO2泡沫压裂液性能研究及现场应用

针对目前常用的CO_2泡沫压裂液存在的与CO_2配伍性差、交联不易控制、耐温耐剪切性能差、残渣含量高等问题,采用丙烯酰胺类多元共聚物BCG-8为稠化剂,通过配套添加剂优选及用量优化,形成了的基础配方为0.3%~0.6%稠化剂BCG-8+0.2%~0.45%稠化增效剂(起泡剂)B-55+0.2%~0.3%调节剂B-14+1%KCl的聚合物-CO_2泡沫压裂液体系,研究了该压裂液体系的泡沫流变性、耐温耐剪切性能、携砂性能及破胶性能。研究结果表明,该体系泡沫质量在55%~75%时表观黏度保持在较高值,在140℃、剪切速率170 s~(-1)下剪切120 min后表观黏度保持在30 mPa·s以上,黏弹性的作用使其携砂性能明显优于HPG冻胶体系的,且该体系破胶液的表面张力低于24 mN/m、残渣含量低至0.1 mg/L。该压裂液体系在延长油田页岩气井中施工顺利,措施见效快,增产效果显著,可用于页岩气等非常规油气藏的储层改造。     

水力压裂支撑剂现状及展望

综述了国内外油气井水力压裂用支撑剂的发展状况，对目前现场应用的支撑剂进行了性能对比分析，就适应不同闭合压力地层压裂用支撑剂提高导流能力的途径和选型进行了阐述，重点分析了国内陶粒支撑剂的技术现状，并提出了今后支撑剂技术的发展趋势。     

纳米交联剂BC-27的制备及性能

使用硅烷偶联剂KH550对纳米二氧化硅表面进行化学改性,制得Si O2-KH550,将其与含硼有机螯合物进行反应,制备出纳米有机硼交联剂BC-27。采用FTIR、1HNMR和SEM对交联剂BC-27进行了结构表征,采用高温流变仪、高温高压失水仪对BC-27配制的压裂液进行了性能测试,考察了Si O2-KH550质量分数、稠化剂羟丙基胍胶(HPG)质量分数、交联比(压裂液基液与交联剂的质量比)、pH对压裂液交联性能的影响,并测试了交联剂形成羟丙基胍胶压裂液的抗温、抗剪切性能、静态滤失性能、破胶与反排性能,以及岩芯渗透率伤害性能。结果表明,w(Si O2-KH550)=0.18%时,制备得到纳米交联剂BC-27的性能最佳;当压裂液基液中w(HPG)=0.35%,交联比为100∶0.3,调节pH约为11时,形成的压裂液冻胶效果最好,最高抗温温度为130℃,交联时间在89~225 s可调;纳米有机硼交联剂BC-27配制的压裂液在130℃下连续剪切120 min,其黏度仍保持在440m Pa·s以上,而普通有机硼交联剂OS-150配制的压裂液仅为280 m Pa·s左右;有机硼交联剂OS-150形成的压裂液对储层岩芯伤害率为23.08%,而交联剂BC-27形成的压裂液仅为19.47%。该纳米交联剂性能优异,具有良好的延缓交联性能,可有效降低羟丙基胍胶用量。     

纳米交联剂BC-27的制备及性能研究

使用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面进行化学改性和修饰,制备出一种纳米有机硼交联剂BC-27,采用FTIR、SEM、高温流变仪、高温高压失水仪对交联剂BC-27及其配制的压裂液进行了结构表征与性能测试,考察了改性纳米SiO2含量、稠化剂羟丙基胍胶（HPG）质量分数、交联比（压裂液基液与交联剂的质量之比）、pH值对交联剂BC-27交联性能的影响,并测试了交联剂形成羟丙基胍胶压裂液的抗温抗剪切性能、静态滤失性能、破胶与反排性能以及岩芯渗透率伤害性能。研究结果表明：w（改性纳米SiO2）=0.18%时制备得到纳米交联剂BC-27的性能最佳;当压裂液基液中w（HPG）=0.35%,交联比为100:0.3,调节pH值约为11时,形成的压裂液冻胶效果最好,最高抗温温度为130℃,交联时间在89～225s可调;纳米有机硼交联剂BC-27配制的压裂液在130℃下连续剪切120min,其黏度仍保持在440mPa·s以上,而普通有机硼交联剂OS-150配制的压裂液仅为280mPa·s左右;有机硼交联剂OS-150形成的压裂液对储层岩芯伤害率为23.08%,而交联剂BC-27形成的压裂液仅为19.47%。该纳米交联剂性能优异,具有良好的延缓交联性能,可有效降低羟丙基胍胶用量。     

一种铝交联压裂液稠化剂的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)和疏水阳离子单体(CT1)为聚合单体,以K_2S_2O_8和Na_2SO_3为引发剂,通过水溶液聚合法合成了一种压裂液稠化剂CTMA。采用FTIR方法表征了稠化剂CTMA的结构,并评价了溶解性能、增稠性能、水不溶物量、残渣量、悬砂性能和耐温耐剪切性能。表征结果显示,AM,NMA,CT1发生了聚合反应,合成的稠化剂CTMA与目标产物结构一致。实验结果表明,聚合的最佳反应温度为33℃,引发剂用量为单体总质量的0.2%(w),单体配比为m(AM)∶m(NMA)∶m(CT1)=100∶0.1∶0.05;最佳交联比为V(AlCl_3)∶V(CTMA)=2%,且当pH=3时挑挂性能最好;CTMA压裂液具有良好的溶解性能和增稠性能、水不溶物量和残渣量均低、悬砂性能稳定、且具有良好的耐温耐剪切性能。     

阴离子聚丙烯酰胺水包水乳液的制备

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为原料,以质量比为2∶1过硫酸钾和无水亚硫酸钠为引发体系,在高矿化度的条件下采用水分散聚合的方式制备出阴离子型丙烯酰胺水包水乳液,利用FT-IR及SEM等表征手段对乳液的结构和性能进行测试。结果表明,当丙烯酰胺的质量分数为14%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量分数为3.5%、分散剂的质量分数为8%时,体系的增黏能力最好,且溶解性和稳定性良好。     

一种盐酸液稠化剂的合成及性能评价

以二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、丙烯酰胺（AM）、2-甲基-2．丙烯酰胺基丙磺酸（AMPS）、阳离子单体x为共聚单体,总单体含量为30％,采用水溶液聚合方法制得了一种四元共聚物BC-13。性能评价表明,该聚合物可直接用作盐酸稠化剂,其酸溶性好,溶胀时间为25min;90℃下恒温2h,0．8％的Bc．13可以使酸液粘度保留率达90％;剪切稳定性好;具有良好的抗盐性能;与其它酸液添加剂配伍性良好。     

一种疏水缔合聚合物水溶液的黏弹性与减阻特性研究

本文考察了一种疏水缔合聚合物BCG-1溶液的粘弹性,使用自制的流动回路摩阻测试系统测定了不同浓度下疏水缔合聚合物水溶液的摩阻性并进行了现场试验。实验结果表明：不同浓度的BCG-1水溶液的第一法向应力差N1均随剪切应力的增大而增加,高剪切应力条件下,表现出更强的弹性效应,且浓度越大,相同剪切应力条件下第一法向应力差N1的值越大;浓度小于临界缔合浓度时,G'小于G〞,分子链之间的缔合作用较弱,溶液中没有形成有效的空间结构,随着BCG-1浓度高于临界缔合浓度后,G'大于G〞,分子链之间的缔合作用增强;随着浓度的增加,疏水缔合聚合物溶液的G'和G"逐渐接近平行,疏水缔合作用对黏弹性的贡献所占比例逐渐减小,分子主链之间的相互缠结作用对黏弹性的贡献所占比例逐渐增大。降阻率随浓度的增加先上升后降低,在强剪切作用下,分子主链之间解缠结作用所需时间更长,水溶液的流动性减弱,降阻能力反而下降。增加相对分子质量并不是提高聚合物降阻能力的唯一方法,疏水缔合聚合物浓稠水溶液体系同样具有良好的降阻能力,现场施工表明,最高降阻率超过70%。