固砂体系优选及其性能表征

为使得固砂剂更好地应用于钻井压裂的防砂作业中,探索了树脂用量、固化剂用量以及固化时间对抗压强度和渗透率的影响。通过单因素实验,确定了其最佳条件为:树脂用量4%(质量分数,下同)、固化剂用量0.8%、固化时间28 h。性能评价中,当老化时间为25 d时,抗压强度为4.3MPa、渗透率为9.2μm~2,说明固结体有较强的抗老化性能;温度200℃时,抗压强度为7.5 MPa,说明固结体有较强的抗温性能。     

木焦油酚醛树脂复合固砂剂的研究

以木焦油和甲醛为原料、对甲苯磺酸为催化剂制备了木焦油树脂,然后与酚醛树脂复配,并加入硅烷偶联剂配制成复合固砂剂。通过FTIR和热重分析对木焦油树脂结构进行了表征,并对复合固砂剂的固砂性能进行了考察。结果表明,优化复合固砂剂配方为:木焦油树脂与酚醛树脂质量比4∶1、10%固化剂、1%偶联剂ND-42,制得的固结岩心在300℃水蒸气下恒温12 h后的抗压强度达到3.85 MPa,渗透率为1.22μm~2,且具有较强的抗酸、抗盐及耐高温性能,能满足高温出砂井的防砂要求。     

防砂堵水一体化技术的研究

油井出砂、出水是开采过程中普遍存在的问题,目前普遍做法是二次作业:先堵水、后防砂。为了节约成本,提出了防砂堵水一体化技术的研究思路。该技术是将含有油溶性添加剂和增孔剂的防砂选堵剂一次性注入地层,通过固化在井筒周围形成具有较高强度的固结体,起到堵水作用。在出油层位,由于存在油溶性颗粒,再造了渗透率,使原油能过通过孔隙流入井筒,而挡砂性能不变。从而形成了过油不过水的挡砂屏障,起到了防砂堵水一体化的效果。     

煤焦油-酚醛树脂复合固砂胶粘剂的研究

采用煤焦油-酚醛树脂复合固砂剂，并加入有机硅偶联剂，可显著提高其耐温性能，同时也降低了生产成本，结果表明，复合固砂剂中煤焦油的加入量为15%，偶联剂加入量为0.5%时，可使其耐温，耐介质性能大大提高，固结体在120℃下恒温7d后，抗压强度仍在4MPa以上。文中还讨论了煤焦油，酚醛树脂，偶联剂与粘结体之间的作用机理。     

火烧油层工况下加砂油井水泥石失效演化研究

采取火烧油层方式开采稠油过程中,高温和CO2环境时常引发固井水泥石强度衰退,渗透率增大,层间封隔失效,极大缩短稠油井生产寿命.本文针对该问题,通过测试分析加砂油井水泥石强度、渗透率等性能衰退规律,结合物相分析、微观形貌观察等,研究了稠油火烧油层工况下加砂油井水泥石性能失效演化规律及机理.结果表明:高温和碳化环境导致加砂油井水泥石中C-S-H凝胶和Ca(OH)2等水化产物持续被消耗,微观结构劣化失效越发严重,水泥石完整性不断破坏,强度衰退率增大.碳化条件下低温50℃时,加砂油井水泥石微观结构致密,渗透率、孔隙度较低,受碳化作用影响较小,故强度发展稳定;300℃时,加砂水泥石物相、微观形貌处于即将劣化失效的临界点,水泥石强度衰退率16.07％,渗透率急剧增大;400℃时,水化产物C-S-H和Ca(OH)2含量递减,碳化产物CaCO3含量递增,微观结构劣化演变加剧,水泥石试样开裂膨胀,表面出现大量纵横交错的裂纹,完整性遭到严重破坏,导致强度大幅度衰退,已不能满足固井施工要求.     

油藏岩石出砂规律及其对渗透率的影响

利用我国渤海地区J油藏疏松地层岩样,研究了油藏岩石的出砂规律以及出砂对渗透率的影响。结果表明,油藏岩石的出砂量和流出砂的粒径随流体流速的增大而增大,出砂能使岩石的渗透率增大,出砂量越大,渗透率增大的幅度越大;在保证出砂油井正常生产的前提下,让部分地层砂粒随流体流出油井地面,能提高地层的渗透率和油井的产量。     

预氧化剂强化去除太湖区地表水中铁锰的对比试验研究

针对太湖区地表水源水铁、锰含量高的问题,选择高锰酸盐、二氧化氯和过氧化氢三种预氧化剂对其进行除铁、锰的预处理。试验结果表明：高锰酸盐投加质量浓度为0．45mg／L时,铁、锰的去除率分别为75％、85％,制水成本增加0．007元／t;采用二氧化氯预处理,其投加质量浓度为1．5mg／L时,铁、锰的去除率分别为75％、79％,制水成本增加0．093元／t;而过氧化氢投加质量浓度4mg/L时,铁、锰的去除率分别为66．7％、41．7％,在最佳投量下,过氧化氢增加制水成本为0．12元／t。     

有机-无机复合防砂固砂剂成型工艺的优化

采用石英砂芯外包覆有机树脂、无机物等制备有机-无机复合防砂固砂剂,研究反应温度、反应时间、反应环境等因素对固砂剂性能的影响,优化成型工艺为:140℃下固化2小时后、240℃下固化3小时;所制得的碳酸钙基复合防砂固砂剂及钠基蒙脱土基复合防砂固砂剂的抗压强度分别为11.39 MPa和16.23 MPa,抗折强度分别为6.52 MPa和4.56 MPa,气相渗透率分别为114.68μm2和125.91μm2,水相渗透率分别为1.87μm2和1.98μm2。     

花生粕制备活性肽复合工艺研究

利用木瓜蛋白酶和中性蛋白酶水解花生粕提取花生蛋白。研究了温度、粕水比、提取时间对多糖提取率的影响,确定最佳提糖条件为温度80℃、粕水比1：25、提取时间1h。通过正交实验研究了加酶量、液固比、水解时间对蛋白质提取率的影响。确定最佳工艺参数为加酶量3％、粕水比1：25、水解时间2h,在此条件下,蛋白质转化率为80％。最终先去糖再酶解复合工艺蛋白收率为60％,相对分子量1000Da以下的活性肽占87％。     

自生泡沫树脂固砂体系性能研究

为解决泡沫型树脂固砂体系成本较高、制备工艺复杂、高温高压油藏时预期防砂效果较差等难题,着重开展了自生泡沫树脂固砂体系的性能研究。以价格低廉的通用型UF(脲醛树脂)作为试验对象,采用搅拌法制备了密度较低(≤0.4 g/cm~3)和泡沫性能优良的UF泡沫固砂体系;然后引入自生发泡体系,以确保固砂剂在以泡沫形式注入地层时固结岩心具有较高的渗透率。研究结果表明:在高温高压(60℃、7 MPa)条件下固结岩心的压缩强度为4.2 MPa、渗透率为3.5μm~2;该固砂体系能在油藏高温60℃条件下固化,并且固结岩心具有耐水性优、耐油性佳以及能适应地层高矿化度的环境要求,因而可应用于非均质油藏水平井、套变井及地层的2次防砂。     

油井复合化学防砂技术在文明寨油田的应用

复合防砂技术是在树脂固砂的基础上进行了配方的完善和工艺的改进,由单一防砂变为复合防砂。在固砂剂树脂中加入缓速低度交联的固化剂并以单液法的形式注入,提高了药剂的利用率。采用水溶性阳离子有机聚合物作为抑砂剂预处理地层,稳定远井地带的"流砂"。固化增强剂加快地层中固砂剂的固化,疏通孔隙,并具有解堵作用,解决了过去防砂有效期短,效果差的问题,该工艺施工简单、防砂后井内无遗物、后期处理方便,较好地解决了细粉砂、老井含水高、地层亏空较大井的防砂问题,是文明寨油田目前地层防砂的首选方法。     

改性酚醛树脂固砂剂的制备及固砂性能

为提高树脂类固砂剂的固结强度,根据固砂用酚醛树脂分子结构的特点,应用环氧氯丙烷对酚醛树脂分子上的酚羟基通过醚化反应制备出环氧化改性酚醛树脂,并测试了抗压性能。实验结果表明,当固化剂采用六亚甲基四胺、偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷时,新型固砂剂配方m(压裂砂)∶m(树脂)∶m(固化剂)∶m(偶联剂)=106.7∶6∶0.6∶0.1,固结体的抗压强度达8.8MPa,具有良好的固砂性能。     

粘土水泥系列浆材流变性能研究

粘土水泥系列浆材性能优越,价格低廉,可广泛应用于库堤防渗、灌浆加固、溶洞充填、垃圾填埋防护等工程中,其流变性能对灌浆施工及防渗加固效果的影响不可忽视。利用Brookfield+R/S流变仪系统研究粘土水泥系列浆材的流变性能,包括流变模型、粘度时变性和触变性,进而根据其各自流变性能分析其适用范围。结果表明：粘土水泥浆材的流变性能与水固比及粘土掺量有关,其初始粘度较普通水泥浆大,扩散范围可控,在大空隙多孔地层使用适宜配比的粘土水泥浆材进行防渗灌浆,可很好地解决跑浆、串浆的问题,提高灌浆效益;粘土水泥膏浆的流变性能主要与固化剂掺量有关,其初始屈服应力及粘度大,具有良好的抗水流冲释性能,可用于地下动水条件下的防渗堵漏;粘土水泥砂膏浆流变性能与固化剂掺量和砂灰比有关,添加砂料后,初始屈服应力及粘度更大,不易流失,可作为溶洞填充材料,节约工程成本,是耗浆量大的地质条件防渗的优选灌浆材料。     

铁尾矿砂基环氧树脂透水材料力学性能及界面特性研究

利用固体废弃物制备透水材料是海绵城市发展新方向,而力学性能差成为固废基透水材料应用的难点之一。为解决该问题,设计了一类用铁尾矿砂作为骨料,环氧树脂作为胶凝材料的聚合物透水材料,研究了环氧树脂含量对透水材料力学性能和透水性能的影响,并探讨了纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃和硅烷偶联剂KH-560等有机-无机材料对透水材料力学性能的影响。结果表明:当环氧树脂质量分数为6%时,可以得到兼顾力学性能和透水性能的透水材料,抗压、抗折强度和透水速率分别为17.5 MPa、5.3 MPa和1.12 mm/s;同时,当纳米SiO₂、TiO₂、Al₂O₃的添加量分别为环氧树脂的3%、4%、4%(质量分数)时,对透水材料力学性能的提升分别为33.1%、30.5%、28.6%,其原因是纳米粒子在透水材料受压过程中会吸收树脂基体中的部分能量,抑制或消除树脂中微裂纹的扩散;当硅烷偶联剂KH-560的添加量为环氧树脂的0.9%(质量分数)时,透水材料的强度可提升36.5%。SEM和FTIR分析表明,硅烷偶联剂KH-560对改善铁尾矿砂与环氧树脂界面具有显著作用。该研究对研发高性能的固废基透水材料具有重要意义。     

环氧改性不饱和聚酯及其固砂性能研究

针对普通不饱和聚酯(UP)作为油田固砂剂存在的固化后收缩率大、抗压强度偏低等缺点,研究了使用不同型号环氧(EP)树脂复配改性UP树脂的工艺.通过选择合适的固化体系固化后,树脂的抗压强度达到12 MPa以上,相比使用纯UP树脂时提高了70％以上.固结砂的抗压强度随EP树脂比例的增加而线性增加,但渗透率下降幅度在30％以内...     

淋涂玻璃烤漆的研制

讨论了颜基比、基体树脂/交联剂配比、流平剂种类和添加比例、催化剂种类和添加比例,对涂料的流平性能、涂料在油墨上的重涂性能、涂膜附着力、漆墨层间附着力、涂料遮盖力、干燥速度、储存稳定性以及涂膜耐水性、耐溶剂性及硬度的影响。结果表明:选择有机硅类流平剂添加比例为0.04%0.05%,颜基比为0.8:1,氨基树脂/基体树脂配比为0.3:1,选择长碳链二酸类有机酸催化剂加入比例为0.8%1.0%,在淋涂工艺中于150℃条件下烘烤15min制备成的单组分溶剂性玻璃烤漆涂膜具有优良的遮盖力、耐水性、耐溶剂性、附着力、漆墨层间附着力及高硬度。同时涂料还具有适宜的重涂性能、优良的储存稳定性及较好的流平装饰效果。     

低温覆膜砂的研究与应用

为解决辽河油田人工井壁防砂在浅层油藏低温情况下树脂覆膜砂固结强度不高或不固结,严重影响防砂施工成功率的难题,研制开发了一种适合于辽河油田油水井防砂的改进型低温树脂覆膜砂;通过室内综合评价固结体的抗压强度大于6M Pa、适应温度范围小于50℃、固结时间小于3天。2009年该防砂工艺技术现场实施10个井次,取得了较好效果。     

微波法合成凹凸棒复合丙烯酸高吸水性树脂的研究

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾和亚硫酸氢钠为引发剂,在微波辐照下合成了凹凸棒复合丙烯酸高吸水性树脂。研究了凹凸棒用量、微波反应功率和反应时间等因素对高吸水树脂吸液性能的影响,并用IR谱对最佳产物的结构进行了表征。实验结果表明,最佳的反应条件为:丙烯酸和凹凸棒的质量比为10∶1,引发剂用量为单体质量的0.6%,交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的用量为单体质量的0.04%,反应器功率为600 W,反应时间45 s,并且在该条件下高吸水树脂的吸水倍率为1 250,吸盐水倍率为210。     

竹材液化树脂制发泡栽培基质材料工艺优化

以竹材剩余物为原料,通过液化树脂化制备得到竹材液化树脂,再通过添加聚醚多元醇对竹材液化树脂进行改性,并利用正交试验优化制备工艺参数.结果表明:最优制备工艺参数为发泡体系总质量为200 g,树脂添加量30％,固化剂添加量7.5％,PM-200添加量20％,聚醚多元醇添加量1％,发泡剂添加量10％,表面活性剂添加量8％.此...     

微波辐射APT–g-PAMPS高吸水性树脂的制备及性能

以凹凸棒黏土(APT)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用微波辐射法接枝共聚合成了APT-g-PAMPS耐盐性复合高吸水性树脂,用FTIR和XRD对复合吸水性树脂的结构进行了表征。考察了微波功率和时间及APT用量对树脂吸水倍率的影响,测定了不同APT用量高吸水性树脂的吸水速率、保水性能及反复吸水性能。FTIR和XRD结果显示,APT和有机单体之间发生了接枝共聚反应,其反应仅在APT的表面进行,单体并没有插入到APT的层间。结果表明,微波功率为195 W,辐射时间为2.5 min,w(APT)=5%时,树脂在去离子水和生理盐水中的吸水倍率分别为987g/g和102 g/g。该复合高吸水性树脂具有较快的吸水速率、较强的保水性能和较好的反复吸水性能。在体系中引入适量APT能够显著提高复合吸水树脂的吸水能力和耐盐性能,同时能明显加快树脂的吸水速率和提高树脂的保水性能。