丙烯酸系增稠剂制备工艺的研究及性能测试

以丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）作为单体,Span-80为乳化剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂,自制稳定剂为胶体保护剂,过硫酸铵-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）-尿素体系为氧化还原引发剂,通过反相乳液聚合,合成制备了活性染料印花增稠剂。研究结果表明,当单体中和度为90%,乳化剂占油相质量分数为12%,交联剂占单体质量分数0.15%,稳定剂占单体质量分数9%,引发剂占单体质量分数0.06%时,所制备的增稠剂性能最佳。     

聚合物包裹纳米颗粒封堵剂的制备及其封堵性能

页岩水化和分散导致井壁失稳一直是油气钻井工程中的难题,通过纳米封堵剂物理封堵页岩中的孔隙和微裂缝,是提高页岩地层稳定性最好的方法。采用硅烷偶联剂KH560对高浓度的硅溶胶进行改性处理,运用无皂乳液聚合原理,在改性SiO₂粒子表面接枝丙烯酸（AA）和苯乙烯（St）单体,成功研制出一种聚合物包裹纳米颗粒的新型弹性承压封堵剂。通过Zeta电位及粒度分析仪和透射电子显微镜证明所制备的STA?1封堵剂粒径中值为45.3 nm。以中压滤失量为评价指标得到最佳合成条件：反应温度为60 ℃,反应时间为3.0 h,m（St）/m（AA）=3∶2,分散搅拌时间为10.0 min,单体质量分数为6.67%,引发剂质量分数为0.40%。最后,利用岩心驱替实验模拟页岩考察STA?1的实际封堵效果。结果表明,质量分数为1.00%的STA?1对渗透率小于2 000 mD的填砂管表现出良好的堵水能力,封堵率大于85%。     

2LiBH_4/LiAlH_4/0.5CaC_2复合体系储氢性能的研究

为改善LiBH4的储氢性能,采用球磨法制备2LiBH4/LiAlH4/0.5CaC2复合体系,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和压力-组成-温度测试仪(PCT),研究复合体系的放/吸氢性能及反应机制。结果表明:2LiBH4/LiAlH4/0.5CaC2复合体系在440℃前结束放氢,总放氢量约为6.2%(质量分数);放氢过程中CaC2直接参与反应,使体系反应失稳而改善放氢性能;复合体系在450℃、9MPa条件下再吸氢12h的吸氢量为5.4%(质量分数),与纯LiBH4相比,可逆再吸氢性能得到明显改善。     

XG/AMPS/BIS凝胶体系调剖剂的研究

为了改善现有调剖剂存在的耐温抗盐性差、交联剂污染环境的问题,以黄原胶（XG）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,以过硫酸钾（KPS）为引发剂,通过水溶液法合成了一种新型调剖剂. 用红外光谱分析了原料和产物的结构,并对产物进行了耐温耐盐性能测试. 结果表明:当XG质量分数为0.10%、AMPS质量分数为10％、BIS质量分数为0.16%、KPS质量分数为0.02%、反应温度为70 ℃时,调剖剂的性能达到最佳;适用地层温度为90 ℃~150 ℃,适用地层矿化度为0 mg/L~25×10⁴ mg/L,此调剖剂可应用于高温高盐油田.     

黄原胶/AMPS/膨润土制备油田堵水剂的研究

通过水溶液法制备了一种黄原胶/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）/膨润土三元复合型油田堵水剂,考察了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、膨润土、交联剂以及引发剂质量分数等因素对堵水剂吸水率的影响,测试了不同温度下堵水剂的吸水倍率和保水值,研究了堵水剂对不同质量分数NaCl溶液的吸水性能。结果表明,最佳的制备工艺：膨润土的质量分数为15%,AMPS的质量分数为3%,交联剂的的质量分数为2%,引发剂的质量分数为2.5%,在60℃的温度下反应4h,在最佳工艺下,环境温度20℃时,堵水剂的吸去离子水的倍率最高达到1 677g/g,吸质量分数0.9%NaCl溶液的倍率为165g/g;环境温度80℃的高温下仍保持着1 590g/g的吸水倍率,12h后仍能保水20%以上,具有良好的热稳定性和耐盐性。     

靖边气田盒8段钻井液封堵性能提高方法研究

高桥地区靖边气田石盒子组盒8段砂岩储层井径扩大严重,引起测井信息失真、地质储量评价不准确等一系列问题.通过优化CaCO3酸溶性封堵剂的复配比例和添加成膜剂及润湿反转剂降低砂岩自吸两种途径提高钻井液的封堵性能,从而实现井壁稳定.改进后钻井液对盒8段的封堵率提高至95.6%,砂岩自吸量降低85%.     

钻井液用微孔喉封堵材料合成及性能研究

采用乳液聚合法制备出一种微孔喉封堵材料。通过FT?IR光谱、拉曼光谱及TG?DTA热分析,对微孔喉封堵材料的结构特征进行分析。通过激光粒度仪确定合成产物的粒径范围,探究了微孔喉封堵材料的抑制性能和封堵性能。结果表明,合成产物的热分解温度为321.0 ℃,粒径分布为500~2 250 nm;当微孔喉封堵材料质量分数为1.5%时,该材料表现出极佳的抑制黏土水化性能;微孔喉封堵材料与质量分数为0.5%的氯化钠复配使用后,抑制效果显著提升。滤膜封堵实验证实其对0.45~10.00 μm孔径的滤膜进行有效封堵,微孔喉封堵材料质量分数为1.5%时封堵时间长达35.43 min;经120 ℃老化16 h后,高温高压滤失量为10.0 mL。     

钛酸钾晶须改性偏高岭土基多孔地质聚合物的制备与性能

为提高多孔地质聚合物的力学强度和隔热性能,分别以双氧水（H2O2）和十二烷基硫酸钠（SDS）为发泡剂和稳泡剂,采用化学发泡法制备了由钛酸钾晶须改性的偏高岭土基多孔地质聚合物材料,对其进行了微观结构表征及性能测试。结果表明,当发泡剂和稳泡剂质量分数分别为2.0%和1.5%时,孔结构分布均匀,总孔隙率最高可达51.6%,平均孔径为0.87 mm,其抗压强度为3.63 MPa;随着钛酸钾晶须质量分数从0.0%增至10.0%时,其最高抗压强度可达4.11 MPa。在钛酸钾晶须质量分数为20%时,其最低导热系数可达0.048 W/（m?K）,相比于空白样,抗压强度提高了13.22%,导热系数降低了80.80%。钛酸钾晶须的引入可以明显提高多孔地质聚合物的抗压强度和隔热性能。     

耐温耐盐BHDJ-02选择性堵剂室内研究

为解决南海某高温高盐油田存在的油井高含水问题,制备了一种堵水不堵油的BHDJ-02选择性堵剂。通过配方优化实验,确定出体系配方为:50%主剂+50%固化剂。通过单岩心物理模拟实验考察了不同渗透率条件下堵剂封堵性能,封堵率均大于88%;同时考察了油相条件下堵剂的封堵性能,封堵率为14%。分析了堵剂稳定性和选择性机理。     

页岩油合成基钻井液纳米封堵剂制备及评价

为了满足页岩地层微纳米孔隙裂缝封堵的技术需求,研制了合成基钻井液用纳米材料LNS。借助粒径分析、透射电镜等实验表征纳米材料LNS的微观形貌特征,讨论了LNS对合成基钻井液流变性及滤失性的影响。微孔滤膜封堵实验表明,LNS能够有效封堵微纳米级孔缝,高温高压滤失量降低53.3%,明显减少滤液侵入地层。并利用合成基钻井液封堵前后对岩石强度的影响实验,得出合成基钻井液添加纳米封堵剂后岩石强度可提高25%。     

低活度强封堵钻井液体系在准中2区的研究与应用

针对准中2区侏罗系地层钻井技术难点,提出了钻井液体系优选思路,确定了钻井液活度,研发了低活度强封堵钻井液体系。对低活度强封堵钻井液体系的常规性能、抑制性能和封堵性能进行了评价。室内评价和现场应用表明,低活度强封堵钻井液流变性好,中压和高温高压滤失量低,对头屯河组泥岩抑制膨胀效果优于模拟地层水和聚磺钻井液,岩屑一次回收率均达到90%以上,砂床侵入深度为0.75 cm,压力传递时间较4%基浆延长6.87倍,成斜2井三开目的层头屯河组平均井径扩大率6.4%,三工河组平均井径扩大率3.95%,钻井液体系抑制防塌性能优良。     

耐强碱凝胶型深部调剖剂的研制与性能评价

目前大多数调剖剂在强碱性条件下易发生降解,不能满足三元复合驱深部调剖的要求。根据调剖剂的调剖机理和聚合物的交联机理,在强碱性(pH 为12)条件下,采用聚合物作为主剂,离子和非离子化学剂为交联剂,进行了化学剂种类及质量分数的筛选,应用正交实验对其进行了优化,筛选出了最佳的质量分数配比。对研制的调剖剂进行了性能评价、岩心流动性实验和驱油实验。结果表明,该调剖剂应用于三元复合驱中,对界面张力影响较小,成胶黏度随着碱性的增强而降低,但在pH=12条件下仍可满足深部调剖的要求,可以通过加入不同质量分数的缓凝剂来调节成胶时间。耐碱性调剖剂封堵性好,适合于深部调剖;该调剖剂应用于三元复合驱驱中调剖时,能够有效地调整产液剖面,更好地发挥三元复合驱提高驱油效率的作用,它能够在三元复合驱的基础上提高采收率4%左右。耐碱调剖剂段塞组合优化结果表明,为使该调剖剂保持较好的性能,可以在调剖前,加入小尺寸的聚合物段塞,以稀释地层中残余的碱。     

一种高性能紫外光固化涂料的制备与性能

实验以酚醛环氧树脂(F-51)、邻甲酚缩水甘油醚(JX-017)、丙三醇三缩水甘油醚(662)和三芳基锍鎓六氟锑酸盐(UV-6976)作为原料制备了一种阳离子型紫外光固化涂料。并对该紫外光固化涂料的光固化膜的冲击强度、铅笔硬度、拉伸性能和断裂伸长率进行了分析。实验结果表明:当涂料中酚醛环氧树脂(F-51)质量分数为60%、阳离子引发剂三芳基硫鎓氟锑酸盐(UV-6976)质量分数为5%、邻甲酚缩水甘油醚(JX-017)质量分数为20%和丙三醇三缩水甘油醚(662)质量分数为15%时,所制备的紫外光固化涂料综合性能最佳,其紫外光光固化膜的拉伸强度为23.15 MPa,冲击强度为48 kg·cm,断裂伸长率为10.65%以及铅笔硬度为6 H。     

顺北区块抗突发性盐水钻井液体系的室内研究

顺北区块志留系存在漏失和高压盐水的双重矛盾,要求钻井液具有良好的稳定性以及较强的抗突发性盐水性能.针对志留系地层特点,通过优选降滤失剂、增黏剂、钙离子浓度控制剂、封堵剂等关键处理剂,研制出优化的抗突发性盐水钻井液体系.室内评价结果表明,所研制出的钻井液性能易于调控,抗温达150℃,API滤失量低至2 mL,HTHP滤失...     

反相乳液聚合合成阳离子型絮凝剂及应用

采用反相乳液聚合法合成高固含量、高分子质量聚二甲基二烯丙基氯化铵（ＤＤＡＣ）／丙烯酰胺（ＡＭ）阳离子型絮凝剂。文中对共聚物的各项性能进行了测试；并进行了絮凝评价试验，结果表明，当采用复合引发剂ＡＰＳ／ＳＳ／ＡＩＢＮ，油水体积比１．５，单体浓度为４６．５％时，阳离子型絮凝剂特性粘数［η］较高。该絮凝剂在废水处理上得到了应用。     

LaNi_（3.8）Co_（1.1）Mn_（0.1）/TiMn_（1.5）贮氢合金的结构和性能

为了探索一种新的掺杂方式对AB5型贮氢合金贮氢性能的影响,采用熔炼掺杂方法制备La-Ni3.8Co1.1Mn0.1/TiMn1.5（TiMn1.5质量分数为4%、8%）贮氢合金,利用PCTPro-2000气体吸附测量仪研究了合金的气态储氢性能。XRD和SEM分析显示,熔炼掺杂后合金主相为LaNi5相,出现少量（NiCo）3Ti相。P-C-T测试结果表明,（NiCo）3Ti相的出现对合金气态贮氢性能有较大影响,熔炼掺杂后合金吸放氢平台压和滞后效应降低,贮氢容量减少。掺杂TiMn1.5使得合金的氢化物的生成焓由原始合金的-27.35kJ/mol降至-29.14kJ/mol（掺杂质量分数8%的TiMn1.5）,较高温度有利于合金中氢的释放,同时掺杂形成的（NiCo）3Ti相改善了合金吸/放氢动力学性能。     

抗220℃高温水基钻井液技术研究

深井、超深井高密度水基钻井液的热稳定性一直是国内外钻井液行业研究的关键问题之一。为了提高钻井液的抗高温能力,研究了高温对钻井液的影响及相应的技术对策,形成了一套密度为2．00g／cm ^3～2．35g／cm^3抗220℃高温的水基钻井液体系。该体系由四类核心处理剂组成：抗高温复合降滤失剂、抗高温降粘剂、润滑封堵防塌剂及高温稳定剂。评价了水基钻井液体系在高温下的高温稳定性、高温高压流变性能、抑制性能和抗污染性能。实验结果表明,该体系具有良好的热稳定性,钻井液经过220℃高温老化后,高温高压滤失量低,流变性好,并具有良好抑制性能和抗盐、钙及钻屑等污染性能。     

高稳定性泡沫凝胶研制及性能评价

针对常规泡沫在延长组长6油藏条件下稳定性差的问题,研制了一种稳定性较好的泡沫凝胶体系,并对其进行了稳定性及封堵性能评价。优选了质量分数0.4%发泡剂FP388、0.3%聚合物AZ、0.3%交联剂T1、0.3%交联剂T2和0.3%稳泡剂CK2作为体系组分。泡沫凝胶稳定性评价实验结果表明,在温度80℃,矿化度10 000mg/L的条件下,泡沫凝胶半衰期能够达到12d,且在30d内泡沫凝胶黏度处于较高水平并保持稳定。所制备的泡沫凝胶体系注入及成胶性能良好,能够对中高渗油藏形成有效封堵。     

低分子量聚丙烯酸铵的制备及应用

采用丙烯酸为单体,过硫酸铵作引发剂,亚硫酸氢钠作链转移剂,制备分子量范围为3 000～5 000的聚丙烯酸铵.研究引发剂质量分数、反应温度和单体质量分数等对聚合物分子量的影响.探索合成低分子量聚丙烯酸铵的最佳工艺参数：引发剂质量分数0.5%（占单体）,单体质量分数为35%（占体系）,聚合温度60℃,聚合时间为3～4 h;并把合成的低分子量聚丙烯酸铵用作氯氧镁水泥的减水剂,结果表明,分子量为4 200的聚丙烯酸铵的用量为0.8%时,达到了最佳减水效果.     

水性聚氨酯改性高吸水剂的制备与性能

为得到一种力学性能优良的高吸水树脂,以黄原胶（XG）、丙烯酰胺（AM）与丙烯酸（AA）为原料,采用微波聚合接枝共聚方法,制备超强吸水剂溶液XG（SAP）,并将其与水性聚氨酯（WPU）溶液共混改性.研究了黄原胶用量,丙烯酰胺与丙烯酸单体配比对于吸水剂吸水倍率的影响,探讨了异氰酸酯基团与羟基的比值（R值）和水性聚氨酯质量分数对高吸水剂的力学性能以及吸水性能的影响.采用红外光谱仪（FT-IR）对合成的高吸水剂以及改性后的高吸水剂的结构进行了表征,利用扫描电镜（SEM）,对改性后的高吸水剂的形貌进行表征.结果表明：当丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为5∶1,XG占单体总量的比例为3%时,吸水剂的吸水效果最佳;复合胶膜中生成大量氢键,且两相相容性良好;随着R值的增大,XG复合胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减小;WPU质量分数减小,XG复合胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减小;XG复合胶膜的最大断裂伸长率可达28.2%,拉伸强度最大可达到9.82MPa.吸水测试表明,其最大吸水倍率可达1340%.