羟丙基胍胶压裂液研究及应用

针对江汉油区存在低渗、低压、低饱和油藏，着重论述了羟丙基胍胶压裂液的基本性能，从配液、施工、排液等方面，分析讨论该压裂液应用情况，表明羟丙基胍胶压裂液耐温、抗剪切、残渣低、易破胶返排，防膨伤害小，增油效果好，适用于深井、低渗透、低饱和油田压裂。     

油田压裂用羟丙基胍胶的合成及性能评价

主要介绍了油田用羟丙基胍胶实验室制备方法。考察了胍胶含量对压裂液中水不溶物含量的影响,交联剂对胍胶压裂液粘度的影响,羟丙基胍胶压裂液耐温耐盐性。结果表明,羟丙基胍胶压裂液中水不溶物含量小于原粉胍胶压裂液水不溶物含量的1／2;交联剂的加入有利于提高羟丙基胍胶压裂液粘度;羟丙基胍胶压裂液耐温性不很理想;耐盐性明显好于原粉胍胶压裂液。     

羧甲基羟丙基胍胶压裂液的研究与应用

苏北盆地致密砂岩段、有机质泥页岩段含油丰富,具有较大的开发潜力。该类油藏敏感性强,渗透率低,普通的胍胶体系容易对地层造成强水敏、强水锁伤害。针对此类储层特点,开展了羧甲基羟丙基胍胶压裂液配方研究,形成了适应不同温度的交联体系,具有水不溶物低,用量少,残渣低,易破胶;耐高温、高剪切,粘弹性好;返排率高,粘土抑制性能强等优点。经现场应用,可满足江苏油田非常规储层的压裂需要。     

低浓度羟丙基胍胶压裂液在苏里格气田的应用

针对苏里格气田低孔、低渗透储层压裂增产改造的需要,在优化胍胶、交联剂和压裂液中其他助剂的类型并降低使用浓度的基础上,开发出一种新型低浓度羟丙基胍胶压裂液体系,并与常规羟丙基胍胶压裂液进行对比分析。结果表明:低浓度羟丙基胍胶压裂液体系的压裂液破胶液残渣含量为290 mg/L,不到常规浓度羟丙基胍胶压裂液残渣含量的2/3;低浓度羟丙基胍胶压裂液体系增稠效率高,携砂性能佳。截至2012年底,低浓度羟丙基胍胶压裂液体系在苏里格气田的3口直井和1口水平井上得到了成功应用。直井平均单井产气量为1.756 8×104 m3/d,相比采用常规压裂工艺的邻井产气量1.409 8×104 m3/d,增产效果明显。     

低浓度羟丙基胍胶压裂液交联剂合成与性能评价

为进一步降低有机硼交联的羟丙基胍胶压裂液对地层和支撑裂缝导流能力的伤害,通过室内实验合成了一种新型树枝状有机硼交联剂。最佳合成条件为:硼酸15%,树枝状大分子G1 6%,配体用量25%,催化剂用量0.4%,反应温度100℃,反应时间4h。该树枝状状有机硼交联剂在0.2%~0.25%的羟丙基胍胶条件下,耐温温度为120~150℃,并且0.2%的羟丙基胍胶压裂液在80℃条件下,剪切120min黏度保持在100mPa·s以上,证明通过新方法合成的树枝状交联剂交联的超低浓度羟丙基胍胶具有良好的耐温耐剪切性能。     

pH值对羟丙基胍胶压裂液性能的影响

为了弄清压裂液的 pH值在水力压裂施工不同阶段所起的作用, 开展了 pH值对羟丙基胍胶溶胀、 交联、 携砂、 破胶性能的影响研究。结果表明, pH=7～ 10时, 羟丙基胍胶在 20 min内完全溶胀; pH=11～14时, 羟丙基胍胶至少需要 50 min才能完成溶胀。Ostwald-Dewaele方程 能描述冻胶黏度随剪切速率变化关系, pH=7～12时的稠度系数较大, 大于16744 mPa· sn; pH=13～14时的稠度系数明显减小, 小于3130 mPa· sn。静态沉降实验表明, pH=9～12时的静态沉降速度较小, 为 1.31～5.94 mm/h; pH=7、 8、 13时的静态沉降速度较大, 大于 10.64 mm/h; pH=14时, 支撑剂 20 s内完成沉降。破胶实验研究发现, 冻胶在 pH=7～10时的破胶速度大于 pH=1～14时的破胶速度; pH=7～12时, 残渣含量较小, 为 400 mg/L左右。满足各施工阶段的 pH值范围为9～10。图5表2参12     

可再生低分子量羧甲基羟丙基胍胶体系流变性研究

低相对分子质量胍胶压裂液正成为一种新型清洁压裂液。研究了硼砂交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系再生前后的流变性。考察了硼交联低相对分子质量羧甲基羟丙基胍胶凝胶体系的影响因素．研究了再生前后凝胶体系的粘度曲线、粘弹性和滞后环．并使用共转Jeffreys模型表征了凝胶体系的流动曲线。结果表明,再生后体系具有良好的粘弹性和剪切变稀特性,再生前后的流变特性基本不变,说明该体系具有良好的可再生性。共转Jeffreys模型可表征凝胶体系的流动曲线,计算值与实验值吻合良好。     

纳米二氧化硅交联剂的合成及其交联形成羟丙基胍胶压裂液的性能研究

利用Stber法制备了单分散二氧化硅颗粒,对纳米二氧化硅表面进行化学修饰,合成了新型纳米二氧化硅有机硼交联剂。对合成的纳米交联剂的性能进行了评价,并对其交联的低浓度羟丙基胍胶压裂液的延迟交联性能、耐温耐剪切性能、破胶性能、滤失性能等进行了研究。纳米二氧化硅交联剂交联的0.25%羟丙基胍胶压裂液,随着交联比变化,延迟交联时间在80~130s可调,并且耐温性能最高可达120℃。证明通过简单方法合成的纳米二氧化硅交联剂具有优良的性能,可有效交联低浓度羟丙基胍胶压裂液。     

一种化学生热增能助羟丙基胍胶压裂体系的室内研究

将Na NO2-NH4Cl化学生热体系引入到常规胍胶压裂液体系中,提出一种新型可控型化学生热增能助压裂液体系。通过数字式温度计测量对该化学生热体系生热峰值及达到生热峰值的时间,分别考查了生热剂浓度、催化剂种类及浓度、环境温度的影响。采用冷冻断裂蚀刻透射电子显微镜(FF-TEM)和光学显微镜对交联冻胶压裂液及其破胶后的微观结构进行观察,系统研究了影响压裂液交联和破胶的因素,测定了不同条件下冻胶的流变性能。基于该化学生热助压裂技术的室内研究,证实了Na NO2-NH4Cl可控型化学生热增能助压裂体系用于改善低温低压油层破胶效果的可行性。     

油田压裂用低残渣羟丙基胍胶合成工艺与性能研究

针对普通胍胶残渣含量高,易对地层造成损害这一问题,室内研制出了低于低残渣羟丙基胍胶。文中介绍了低残渣羟丙基胍胶的合成反应原理,研究了合成过程中相转移催化剂,醚化剂、碱量、反应温度,反应时间等因素对产品粘度和残渣含量的影响以及使用性能,最后提出了油田压裂用低残渣丙基胍胶的合成工艺技术条件。     

纳米t-ZrO_2的制备及交联胍胶压裂液的研究

以油水界面法合成纳米二氧化锆交联剂,采用SEM、FTIR和紫外-可见漫反射光谱对合成的纳米二氧化锆进行表征,通过单因素实验考察了温度、时间等因素对纳米四方型二氧化锆(t-ZrO_2)合成的影响,将合成的纳米二氧化锆配成1.5%(w)分散液,按1.5%(φ)的体积比交联0.6%(w)羟丙基胍胶形成交联冻胶,对形成的交联冻胶进行表征及性能测试。实验结果表明,纳米t-ZrO_2的最佳制备条件为100℃、24 h、十二烷基硫酸钠为表面活性剂、环己烷为油相、矿化剂为4 mol/L氢氧化钠溶液;制得纳米二氧化锆为t-ZrO_2,表面具有大量的羟基;形成的交联冻胶具有良好的挑挂性和耐温耐性,在100℃,170 s~-1)的条件下剪切120 min,冻胶压裂液体系黏度保持在100 mPa·s左右,破胶性、残渣含量和悬砂性均满足工作要求。     

ZnS/CuS/RGO复合材料的制备及其对聚丙烯酰胺的光催化降解性能

采用水热合成法制备了Zn/Cu-MOFs（金属有机框架化合物）/GO（氧化石墨烯）复合材料,将其与硫代乙酰胺（TAA）反应制备出ZnS/CuS/RGO（还原氧化石墨烯）异质结复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光分光光度计等对ZnS/CuS/RGO复合材料进行了表征,并在太阳光下,考察了其对聚丙烯酰胺（PAM）的光催化降解性能。结果表明:在锌铜比（摩尔比）为1∶9,ZnS/CuS/RGO加入质量浓度为0.5 g/L,H2O2加入浓度为16 mmol/L的条件下,可使初始质量浓度为100 mg/L的PAM溶液的PMA降解率达到99.30%。     

延长气田微弱伤害胍胶压裂液体系的研究应用

本文针对延长气田(深井)开发的微弱伤害胍胶压裂液体系为:0.35%胍胶+0.50%黏土稳定剂+0.50%起泡助排剂+0.15%温度稳定剂+0.14%Na2CO3+0.10%杀菌剂+0.015%压裂专用螯合剂,压裂液体系交联剂为专利产品,施工过程中采用了专利产品高分子断裂催化剂取代了尾追的过硫酸铵。该压裂液体系具有良好的性能,在130℃时体系经过120 min剪切黏度仍可维持在100 mPa·s左右,在90℃的条件下测定压裂砂沉降速度为0.008 37 cm/s,沉降速度大幅度降低。与目前现场使用的胍胶压裂液体系相比,胍胶用量降低率大于30%,岩心伤害率下降率为59.87%。经过现场应用表明当地层温度达到133℃时仍可按设计顺利加砂,平均砂比可达到21.5%,对生产数据进行统计发现返排效果、产气效果与邻井相比提升明显,产气提升量最低达到了0.196 2×10^4m^3/d,提升率最低达到了35.09%,该压裂液体系不仅具有良好的性能优势,且可实现降本增效的作用,具有良好的应用价值。     

磷钼酸/氧化石墨烯复合材料的制备及其氧化脱硫性能

以氧化石墨(GO)和磷钼酸(PMoA)为原料,采用固相合成法制备了PMoA/GO复合材料,利用XRD、FTIR和SEM对所合成的材料进行表征。表征结果显示,PMo A/GO仍保持了PMoA的Keggin结构,PMo A成功插层到GO的片层结构中。以PMoA/GO为催化剂、H_2O_2为氧化剂,考察了催化剂对模拟油中噻吩的氧化脱硫性能。实验结果表明,反应温度为70℃、H_2O_2用量占模拟汽油体积3%、催化剂用量为15 mg/m L、反应时间为90 min的条件下,噻吩的转化率达87.6%。催化剂经离心、洗涤和干燥后,循环使用5次,依然保持良好的脱硫性能。     

Cu-N共掺杂改性纳米TiO2光催化剂制备及甲苯降解

以尿素、硝酸铜、钛酸四丁酯等为原料,采用溶胶-凝胶法,经Cu,N原子共掺杂制备出改性纳米TiO2光催化剂。采用 X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见漫反射仪 、傅里叶变换红外光谱仪对其进行了分析表征。以甲苯气体为研究对象,考察了制备的TiO2光催化剂对甲苯的光催化降解性能。结果表明:共掺杂改性后的纳米TiO2光催化剂,在可见光400~550 nm处呈现出较强的吸收;当光催化反应120 min时,Cu-N-TiO2光催化剂对甲苯的催化降解转化率达到了38%,较纯纳米TiO2催化剂提高了近4倍。     

交联聚合物微球的制备及岩心封堵性能研究

通过反相微乳液聚合,得到一系列交联聚合物微球,利用岩心驱替等方法对孤岛污水配制的交联聚合物微球体系的封堵能力进行了研究,考察了岩心渗透率和聚合物浓度对封堵性能的影响,并利用不同浓度聚合物进行了岩心驱油实验。实验结果表明:所合成的交联聚合物微球能够溶于油田污水,不会出现絮凝现象;该交联聚合物微球可以进入岩心内部吸附、滞留、聚集并形成封堵;岩心驱油效果显示污水配置的交联聚合物溶液能够较好地提高采收率,可将模拟油的采收率提高14%～15%,不同浓度溶液对采收率大小没有影响,但浓度大时驱油速度会提高。     

水热合成法制备Silicalite-2/Nb基复合材料

以铌箔为基底,采用原位水热合成法制备了Silicalite-2分子筛膜(MEL)/Nb基复合材料,利用XRD,SEM对复合材料的相组成、微观结构进行了表征,研究了晶化温度时分子筛晶粒生长成膜的影响.经114℃水热合成后铌箔的表面形成了一层球形颗粒堆积的分子筛膜,经170℃的水热合成,在沿垂直于载体表面方向形成了一层对齐排列的Silicalite-2棒状晶体,颗粒生长主要沿晶体的最长轴[101]方向进行。     

玻璃纤维增强TPVA/PBST复合材料的制备及性能

研究了短玻璃纤维(SGF)增强热塑性聚乙烯醇(TPVA)/聚丁二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)复合材料的改性机理、复合材料的热学及力学性能,并对复合材料中玻璃纤维(GF)的尺寸及分布进行了分析.实验结果表明,马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA-g-MAH)与硅烷偶联剂能够有效增容TPVA/PBST复合材料,引...