两性疏水改性瓜尔胶的实验研究

在溶解性良好的阴离子瓜尔胶(MAG)基础上引入自制的水溶性阳离子疏水长链单体,赋予其动态物理交联及静电桥作用,形成一种两性疏水瓜尔胶(MAG-N22)。室内实验表明,MAG-N22有更高的黏度,0.6%达到114 mPa·s,明显高于瓜尔胶原粉(GG)与MAG。MAG-N22微观网络结构测试显示0.4%,0.5%水溶液的网状结构明显更为致密。MAG-N22在312℃时达到分解温度,相比GG(285℃)以及MAG(308℃)有所提高。MAG-N22在高剪切以及不同盐浓度条件下的的黏度一直优于MAG与GG。结果表明,向瓜尔胶中引入水溶性疏水基团可有效提高GG的增黏性,耐温性以及耐盐性。     

非交联缔合结构压裂液新型增黏辅剂优选与性能评价

研究了以疏水缔合聚合物GRF-1H为稠化剂的非交联缔合结构压裂液基液与疏水尾基碳原子个数分别为6、10、14的新型非离子表面活性剂(GS-1、GS-2、GS-3)复配后体系表观黏度的变化规律,优选出了适用于该压裂液的增黏辅剂GS-3;确定了该辅剂的最佳浓度及适用温度范围;评价了其对压裂液基液黏性及黏弹性的影响。实验结果表明,加入微量(0.03%率0.05%)GS-3即可大幅提升基液表观黏度,其最佳浓度为体系峰值表观黏度对应的浓度,适用温度范围为30率90℃;在测试浓度范围内,随GS-3浓度增加,体系表观黏度先增大后减小,变化趋势符合Biggs三阶段模型;温度从30℃增至120℃时,体系表观黏度先增大后减小,63℃下的增黏率最大(168%);GS-3还可大幅提升基液黏弹性,储能模量可提升1率10倍;使用GS-3作为增黏辅剂,可达到降低压裂液稠化剂用量的目的。     

页岩气藏压裂暂堵超分子凝胶体系研究北大核心

基于超分子化学原理研制的超分子凝胶暂堵剂,其适用于地层温度在90~110℃页岩气藏,并且具有稳定时间可调、强度高、解堵易的特点,可实现微裂缝以及深部裂缝屏蔽暂堵。利用β-CD作为主体,以SES作为客体,通过添加助剂构筑了一种新型的温度响应性超分子凝胶暂堵剂体系SCD12,通过表征手段证明了暂堵剂体系各组分之间存在超分子作用。并对其破胶残渣量、配伍性、流变、暂堵性能进行了测试。结果表明,暂堵剂体系SCD12在常温下为液态,黏度低而易于泵入。升温后能够迅速的封堵裂缝,即使破胶后黏度出现下降,仍然能够在一定的温度范围内实现有效封堵。其动态封堵能力为168.06 MPa·m^(-1),封堵性能好,岩心伤害率为9.3%,可以满足页岩气开发的暂堵转向压裂要求,是一种具有应有前景的新型暂堵剂。     

页岩气压裂返排液的序批式生物膜处理研究

以页岩气压裂返排液为研究对象,采用序批式活性污泥反应器(SBR)和序批式生物膜反应器(SBBR)2种方式进行驯化试验。试验结果显示:SBBR具有耐冲击能力强及运行稳定的优点,可用于页岩气压裂返排液的处理。SBBR不仅对COD有良好的去除效果,对SS、石油类以及Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+等金属离子也有较好的去除效果。对SBBR微生物菌群解析结果表明,在门水平,丰度最高的是变形菌门(Proteobacteria),在属分类水平,优势类菌群均是目前尚未分离培养的菌属,有待进一步开发利用。     

滑溜水返排液反相破乳剂开发及破乳机理

以三甲基羟乙基丙二胺为起始剂,KOH为催化剂,通过环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的开环聚合,在120℃下合成了一系列二嵌段和三嵌段聚醚反相破乳剂。FTIR和1HNMR结果表明合成产物与设计结构一致。通过瓶试法对滑溜水返排液进行了破乳实验,结果表明:具有三嵌段结构,且n(EO)∶n(PO)∶n(EO)=1∶6∶12的破乳剂脱水率大于97%,具有良好的破乳效果。动态界面张力的扩散动力学研究表明,EPO-8反相破乳剂从水相扩散至界面速率快,在油表面吸附性和降低界面膜强度的能力更强,是其破乳性能良好的主要原因。     

聚苯乙烯微球对疏水缔合聚合物溶液流变性能的影响

为揭示疏水微球对疏水缔合聚合物流变性能的影响规律,以苯乙烯为单体,通过自由基共聚制得单分散的聚苯乙烯微球(PSM),并与疏水缔合聚合物(HAP)配成溶液。用环境扫描电子显微镜研究了PSM对HAP溶液微观结构的影响,用旋转黏度计和流变仪等考察了PSM/HAP溶液的表观黏度、剪切稀释行为和黏弹性。结果表明,PSM呈球状,粒径约1μm,且分布较窄;HAP加量超过其临界缔合浓度(2 g/L)时,HAP在水溶液中形成网状结构的主要方式为链间缔合。PSM加入HAP溶液后,PSM散布在较粗的HAP链束表面,且PSM团聚程度随PSM浓度增大而快速上升。PSM可适当提高HAP溶液的表观黏度和抗剪切性能,并改善其黏弹性。当HAP网状结构处于"破坏-恢复"的动态平衡时,PSM可作为物理交联点与HAP疏水基团作用,对网状结构的恢复有利。图12参22     

复配交联剂对阳离子聚合物压裂液性能的影响

为进一步提高阳离子聚合物压裂液的耐温抗剪切性能,以阳离子聚合物PAAD为稠化剂,采用间苯二酚(FA)、乌洛托品(FB)与有机钛(TCMH)复配物为交联剂配制压裂液,研究了复配交联剂在改善聚合物压裂液耐温抗剪切性能方面的作用效果。结果表明,FA和FB的混合物在高温条件下能与PAAD稠化剂发生交联反应,提高交联体系的稳定性;PADD压裂液的性能与FA、FB的配比和加量有关,FA与FB的质量比为1∶2、加量为0.15%~0.3%的压裂液具有较好的耐温抗剪切性能;与单独使用TCMH有机钛交联剂的PAAD压裂液相比,采用TCMH-FA-FB复配交联剂配制的PADD压裂液具有更好的耐温抗剪切性能;组成为0.6%PAAD+1.0%TCMH+0.3%FA-FB(FA∶FB=1∶2)、p H=3~4的压裂液经160℃、170 s-1连续剪切90 min后的黏度仍保持在60 m Pa·s左右,满足160℃高温油气井压裂施工需要。     

HIWAY压裂用纤维与压裂液适应性研究

针对高效脉冲加砂工艺在苏里格气田的首次运用,优选出一套满足该工艺的压裂液体系,并筛选出一种可溶纤维HX-2。该压裂液体系在耐剪切性、成胶时间方面均满足新工艺的特殊要求;HX-2纤维耐温达120℃,与压裂液配伍性好,对压裂液各项性能均无影响,在压裂液中分散均匀,对支撑剂悬浮能力强,在一定浓度下可实现对支撑剂的有效悬砂与分隔。     

微波消解法测定高氯废水的COD探讨

高氯废水中氯离子的存在会严重干扰COD的测定。本文采用微波消解法测定高氯废水的COD,结果表明,采用此方法时氯离子对COD测定结果的影响小于传统重铬酸盐法。当氯离子质量浓度在0~30 000 mg/L、COD≤500 mg/L时,可添加一定量的硫酸汞进行COD的测定,相对误差≤±5%,满足国标允许范围。对实际水样页岩气压裂返排液进行测定时,微波消解法能够消除Cl-对COD测定干扰,测定结果准确可靠。     

耐高温两性离子聚合物压裂液的制备与性能EI北大核心CSCD

为获得性能优良的高温低伤害聚合物压裂液,采用丙烯酸、丙烯酰胺和阳离子单体为原料合成了成本较低的含羧基的两性离子共聚物压裂液稠化剂PADA,制备了配套的功能性有机钛交联剂TRGWY,在此基础上构建了高温低伤害酸性聚合物压裂液,研究了该压裂液的性能及其影响因素。研究结果表明,PADA具有良好的增黏能力,可在酸性条件下与TRGWY交联形成聚合物冻胶。压裂液的性能与稠化剂结构、压裂液组成和pH值有关。阳离子单体与阴离子单体摩尔分数为5%时所得产物的综合性能较好;组成为0.6%PADA+1.5%TRGWY的压裂液(pH=3～4)具有良好的耐温抗盐性能及破胶性能,可耐温200℃以上,经180℃、170s^(-1)恒温剪切90min后的黏度仍大于60.0mPa·s,可满足高温油气井压裂施工需要。