新型阳离子聚丙烯酰胺微粒的研究Ⅰ.合成与表征

选择Span80 Tween80复合乳化剂 ,K2 S2 O8-Na2 SO3 氧化还原引发剂 ,进行丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(ADQUAT)、丙烯酰胺 (AM)、N ,N′-亚甲基双丙烯酰胺三元反相微乳液共聚。研究了AM、ADQUAT、乳化剂及引发剂用量、搅拌速率和聚合温度对单体转化率及产物透光率的影响 ,表征了产物的粒径大小及其分布。     

魔芋葡甘露聚糖与AMPSNa的接枝共聚物及其性能

以硝酸铈铵为引发剂、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPSNa)为接枝改性单体,对魔芋葡甘露聚糖(KGM)进行接枝改性。考察反应温度、引发剂用量、AMPSNa浓度等因素对KGM-g-AMPSNa接枝共聚物溶胶黏度的影响以及交联剂对接枝共聚物交联及压裂液性能的影响。采用FTIR技术对KGM-g-AMPSNa结构进行表征。实验结果表明,合成接枝共聚物最佳的反应条件为:6.2 g KGM溶于20 m L 75%(φ)乙醇,40℃下溶胀0.5 h,AMPSNa浓度0.43 mol/L,引发剂浓度1.71 mmol/L,反应温度50℃,反应时间2.5 h,在此条件下0.6%(w)接枝共聚物溶胶的黏度为196.93 m Pa·s;采用硼砂-有机钛复配交联剂,可使接枝共聚物溶胶的交联性能、耐温性能更好;以0.6%(w)接枝共聚物溶胶和复合交联剂(5.0%(w)硼砂+0.3%(w)有机钛)构成的压裂液的耐温耐剪切性能达到100℃。     

可逆酸液转向剂的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,在交联剂和引发剂的作用下合成用于酸化的可逆转向剂。研究了单体物质的量比、单体用量、引发剂用量、交联剂用量、温度等因素对产物性能的影响,得出可逆转向剂的最佳合成工艺条件为:单体AM与AMPS的物质的量比为1∶1,单体用量为25%,引发剂用量为0.1%,交联剂用量为0.1%。此条件下合成的可逆转向剂性能优异。     

丙烯酰胺-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反相乳液聚合的工艺条件

采用氧化还原引发剂,反相乳液聚合法制备了丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的共聚物。较佳工艺条件为:采用Span-80/Tween-80作为乳化剂,用量7.3%,引发剂为K_2S_2O_8/ CH_3NaO_3S·2H_2O,用量0.020%,w(总单体)=45%,n(AM):n(DMC)=9:1,油水质量比1:2,反应时间4h。在上述条件下,产物M_η可达3.392×10~6,单体转化率达97.2%。采用FT-IR对产物的结构进行了表征,并利用粒度分布仪对反相乳液粒子的粒度分布和乳液稳定性进行了分析。     

分散聚合法制备两性聚丙烯酰胺“水包水”乳液絮凝剂

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及丙烯酸(AA)为共聚单体,聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)为引发剂,在硫酸铵水溶液中通过分散聚合法制备了两性聚丙烯酰胺(AmPAM)"水包水"乳液。利用FTlR、偏光显微镜和激光粒度仪对该乳液的结构和形态进行了表征,考察了分散剂用量、单体总用量及反应条件对分散聚合的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:分散剂用量13.4%~20.5%(w)(基于单体总质量),单体总用量12%~15%(w)(基于反应体系质量),单体摩尔比n(AM)∶n(DMC)∶n(AA)=8∶1∶1,反应温度50~65℃,pH=5~7,反应时间11~12 h。在此条件下得到的AmPAM"水包水"乳液的表观黏度低、流动性好、稳定性高。     

二氧化钛/聚丙烯酰胺杂化材料的制备

用钛酸丁酯制备的二氧化钛溶胶,在复合引发剂作用下,与丙烯酰胺(AM)在乙醇水溶液中共聚,合成了二氧化钛/聚丙烯酰胺杂化材 料.探讨了单体质量分数、引发剂用量、反应温度和时间等因素对共聚物特性粘度的影响, 确定了最佳反应条件:单体质量分数占反应体系总质量的30%,引发剂用量(以单体质量计)1 5%～20%,反应温度(20±2) ℃,反应时间15～20 min.采用红外光谱对产物结构进行了表征,并对产物进行了综合热分析.     

钻井液用纳米复合乳液成膜剂NCJ-1的合成与评价

根据纳米复合乳液成膜的作用机理要求,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)为有机结构单体,以改性纳米SiO2为无机结构单体,利用超声波细乳化原理和水溶性自由基聚合的方法合成了纳米复合乳液成膜剂NCJ-1。以纳米复合乳液成膜剂在原浆中的降失水性能为评价标准,确定出了合成反应的条件:乳化剂用量为0.02mol,反应单体总浓度为10%(w),改性纳米SiO2用量为2%(w),细乳化超声为20min/400W,反应温度为60℃。结果表明,添加10%NCJ-1的乳液在岩心表面能形成效率为58.2%的半透膜,体系在220℃下热滚16h后,粘度和切力变化较小,流变性稳定,其HTHP(200℃)滤失量仅为27mL,降滤失效果显著。     

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。     

MnCl_2/NaHSO_3引发丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵共聚反应

以丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体,MnCl_2/NaHSO_3为引发体系,通过水溶液聚合得到AM/DMDAAC共聚物;利用IR和~1H NMR等方法分析共聚物的结构,考察了反应条件对AM/DMDAAC共聚物性能的影响。表征结果显示,AM/DMDAAC共聚物为目标产物。实验结果表明,合成AM/DMDAAC共聚物适宜的反应条件为:引发温度30℃、反应时间4h、n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1、单体用量25%(w)(基于反应体系质量)、n(MnCl_2)∶n(NaHSO_3)=1∶1、引发剂用量为单体质量的0.1%、引发剂采取固体投料方式。在该反应条件下,AM/DMDAAC共聚物的特性黏数为4.92 d L/g、阳离子度为11.30%、收率为45.66%。将MnCl_2/NaHSO_3引发体系与过硫酸铵复配引发共聚,能进一步提高AM/DMDAAC共聚物的收率、特性黏数和阳离子度。     

疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物的合成

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铰（MJ-18）为原料,合成了疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物,考察了反应条件对乳液稳定性、单体转化率、共聚物特性粘数及抗盐性的影响。确定了最佳合成条件：反应温度25℃,过硫酸铵／亚硫酸氢钠引发剂加量（以水相质量计）0．15％,Span-80／Tween-80复配乳化剂加量（以油相质量计）6％,油水体积比1：1,体系pH值7～9,单体总加量（以水相质量计）50％,其中疏水单体MJ-18含量0．6％。     

聚合物压裂液性能的影响因素及研究方向

针对目前现在油田上压裂液的应用情况,讨论了压裂液的作用机理,同时阐述了稠化剂、交联剂、温度稳定剂以及pH调节剂的应用情况和它们对聚合物压裂液性能的影响,尤其是对耐温性和抗剪切性的影响。并在此基础之上提出了将疏水缔合物应用于聚合物压裂液的研究方向。     

压裂返排液处理技术的研究进展

介绍了压裂返排液的性质及其处理技术,归纳了各处理技术的特点及处理效率。压裂返排液的成分复杂,处理难度大,一种方法对压裂返排液进行处理很难达到国家对返排液排放的要求,必须将几种方法联合起来对返排液进行处理。研究新型高效环保的压裂液体系和环保的生物处理剂,开发可使压裂返排液循环使用的工艺,利用油气田开发伴随的能量处理压裂返排液是将来压裂返排液处理技术发展的方向。     

纳米材料在压裂液体系中的应用进展

纳米材料具有的粒径小,表面大等特殊性质使其在油田开发中拥有广阔的应用前景。当其与传统压裂液技术相结合时可克服传统压裂液体系所遇到的困难。综述了国内外纳米材料在压裂液前置液、压裂液交联剂、压裂液破胶剂、处理压裂废液和VES清洁压裂液等油田压裂液体系中应用成果。     

二氧化碳泡沫压裂液性能研究

对低压、低渗、水敏地层采用CO2泡沫压裂技术,起到增产增注效果。泡沫压裂由于具有地层伤害小、返排迅速、滤失低、粘度高、摩阻低以及携砂能力强等优点,因而在以上储层的改造中得到了广泛应用。研究了影响CO2泡沫压裂液性能的主要因素,如泡沫质量、温度、压力、稠化剂、酸性交联剂,并对CO2泡沫压裂液性能进行了评价。     

九十年代国外压裂液技术发展的新动向

在９０年代,压裂液技术取得了生大进展,本文综合调研了大量国外文献,介绍了国外压裂液技术现状,分析总结了９０年代以来,国外压裂液在压裂液体系 ,化学添加剂,现场应用等方面的新进展,最后提出了国内压裂液研究方向的建议。     

连油加砂配套压裂液技术的研究与应用

在压裂技术改进的同时,压裂液体系也在不断地改革和创新。应用于川渝地区气井压裂的压裂液技术,不仅有具备延迟交联效果的泡排压裂液,也有最新的可回收压裂液体系。介绍了泡排压裂液连油加砂与可回收压裂液连油加砂两项技术及现场应用情况。现场实践表明,这两项压裂液技术都能很好地满足连续油管加砂现场复杂工艺的要求,使用这两项压裂液技术的5口井均顺利完成施工,并取得了预期的增产效果。     

清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用

随着油气资源的开采,地下资源的枯竭,压裂已经成为油气资源进行深层次挖掘的有效手段。但压裂过程中,由于外来压裂液侵入地层,对地层造成污染,严重影响压裂缝面附近基质的渗流能力,降低压裂后油井产能。为了降低压裂液对地层污染,需引进清洁压裂液,降低对地层的伤害。介绍了清洁水基压裂液在陕北低渗油田的应用,重点阐述了清洁水基压裂液性能,并对清洁水基压裂液的现场应用现状进行了简单分析。     

一种功能型滑溜水体系开发及应用

为实现1套压裂工作液体系兼具滑溜水与携砂液双重功能及回用高硬度返排液的目的,开发出1套功能型滑溜水体系。该体系由液态功能型降阻剂及调节剂构成,低浓度的功能型降阻剂水溶液可作为滑溜水使用,15 s内即可快速增稠,滑溜水降阻率高达74%;加入调节剂后体系黏度迅速增加,实现高砂比携砂,返排液回用时不受硬度影响,返排液回配携砂比可达24%。在陇东气开深井现场试验1口井,施工全程回用26 118 mg/L的高矿化度返排液配滑溜水及携砂液,入地总液量654 m3,施工成功。      

海上探井大型压裂工艺技术研究与实践

2010年8月9日,大港油田公司在渤海湾海域进行大规模压裂施工,采用低伤害超级胍胶压裂液体系及配套工艺技术对探井滨海6井成功实施了压裂改造,日产油103.6m3,日产气29 000m3,效果显著,不仅扩大了预探成果,而且为海上油井压裂技术应用提供了宝贵的经验。     

无聚合物压裂液作用原理及性能影响因素概述

目前 ,国内油井进行压裂施工大部分使用是含聚合物压裂液体系。但含聚压裂液不易破胶 ,返排不彻底 ,会对地层造成二次伤害 ,就此国外首先研制了无聚合物压裂液。对无聚合物压裂液易破胶、易返排 ,低伤害等优越性能和现场应用效果做了详细的阐述 ,并建议国内的压裂施工尤其是对强水敏性地层的压裂施工尽快过渡到使用无聚压裂液上来