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一剂多效乳液型可回收压裂液的制备及性能

一剂多效乳液型可回收压裂液的制备及性能

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作者：张小鑫陕西科技大学

学位级别：硕士

压裂是我国油气田开采最主要的增产措施之一,压裂液的性能直接关系到施工效果。我国油气田储层呈现出复杂化的趋势,对压裂液的功能性提出了较多新的要求。现有压裂液技术存在着需要提前配液施工繁琐、影响施工效率,同时功能单一、无法... 详细信息

压裂是我国油气田开采最主要的增产措施之一,压裂液的性能直接关系到施工效果。我国油气田储层呈现出复杂化的趋势,对压裂液的功能性提出了较多新的要求。现有压裂液技术存在着需要提前配液施工繁琐、影响施工效率,同时功能单一、无法同时满足不同的储层改造需要的问题。因此需要研发一剂多效可回收压裂液,通过控制稠化剂加量可以同时满足滑溜水压裂液、耐高温压裂液及清洁可回收压裂液的性能指标,满足不同类型改造储层的需求,降低施工难度,实现多功能稠化剂,实现高效化压裂。以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、4-丙烯酰吗啉为单体,并引入聚乙烯醇纤维。采用反相乳液聚合法制备稠化剂,并对其进行结构表征、性能评价、中试生产及应用。研究内容如下:(1)通过单因素实验法分别对乳化剂用量、油水比、单体用量及比例、引发剂用量、水相pH、反应时间、转相剂加量进行优化,确定了合成聚乙烯醇纤维改性的p(AA/AM/AMPS/ACMO)的最佳反应条件:单体用量为35%(单体摩尔比 n(AM):n(AA):n(AMPS):n(ACMO)为 6.00:4.00:0.70:0.50)、乳化剂用量3.00%、油水比0.60、引发剂用量为0.03%、水相pH值为7.0、反应时间为4.0 h、转相剂加量4.00%。在此基础上,进行了中试生产实验,并对比中试产品与实验室样品的性能,性能测试数据基本相同。中试生产过程正常,可以进行下一步大规模工业生产。(2)对聚合物进行红外光谱和核磁共振氢谱分析,测试结果符合目标产物结构特征;热重测试表明聚乙烯醇纤维改性的p(AA/AM/AMpS/ACMO)在380℃时,聚合物的失重率达到了 50%且剩余重量为23.58%高于常规PAM稠化剂,具有较好的热稳定性;XRD分析表明稠化剂结构为非晶态结构符合目标产物分子结构,扫描电镜可以清楚观察到聚乙烯醇纤维类似大骨架支撑连接起分子链的空间网络结构,使得该稠化剂具备较好的耐温耐剪切性能。(3)对一剂多效乳液型可回收压裂液进行室内综合评价,结果表明:稠化剂清水溶液在120℃和150℃剪切1 h后,粘度分别为95.21 mPa·s和63.45 mPa·s,稠化剂10%标准盐水溶液在120℃和150℃剪切1 h后,粘度分别为71.29 mPa·s和54.47 mPa·s剪切后的粘度符合压裂液通用技术条件要求50 mPa·s。该稠化剂溶液为弹性体,使得其具有良好的悬砂性能。通过室内模拟测试稠化剂溶液的减阻率,在0.10-0.40%加量下减阻率均大于页岩气压裂液第3部分:连续混配压裂液性能指标及评价方要求的70%。经破胶和岩心伤害测试表明稠化剂溶液具有易破胶(2h内完全破胶)、易返排(破胶液表面张力为26.87 mN/m)、低残渣(残渣含量98.56 mg/L)、低伤害(岩心损害率23.81%)等特点。(4)在高桥15-62井和庆1-13-83井进行现场压裂施工,施工压裂正常、施工压力平稳,施工顺利进行。

关键词：反相乳液聚合聚乙烯醇纤维一剂多效压裂液耐盐

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弱碱ASP驱双功能聚硅氧烷原油破乳剂的合成及性能研究

弱碱ASP驱双功能聚硅氧烷原油破乳剂的合成及性能研究

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作者：李丽莉东北石油大学

学位级别：硕士

三元复合驱采油技术作为一项重要的三次采油技术,在大庆油田得到广泛的推广和应用,驱油效果有目共睹。社会进步经济不断发展对石油的需求量也随之增多,大庆油田石油的开采进入后期发展阶段。采出液的含水率也随之增大,化学驱在提高采收... 详细信息

三元复合驱采油技术作为一项重要的三次采油技术,在大庆油田得到广泛的推广和应用,驱油效果有目共睹。社会进步经济不断发展对石油的需求量也随之增多,大庆油田石油的开采进入后期发展阶段。采出液的含水率也随之增大,化学驱在提高采收率的同时采出液油水乳化严重,针对于三元复合驱采出液,液滴粒径较小,油水分离速率慢;聚合物的存在使采出液的粘度增高;油水界面张力较低,电负性强,油水界面膜强度高;采出液的机械杂质含量高,静置分层油水界面会出现中间层;过滤后采出液水的矿化度高,油水乳化程度高,产生油水分离难问题。三元复合驱原油开采过程中多种化学药剂的添加使采出液的成分有所改变,在一定程度上导致了原油集输管道的结垢现象的产生,管道结垢增加了液体流动的阻力造成能源流失,降低管道的利用率,所以油田急需研发一种兼并破乳和防垢功能的药剂,实现一剂多效给油田带来经济和社会效益。本文主要研究内容及结论如下:1.以低含氢硅油为主链,以烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯甲基醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醋酸酯、烯丙基聚氧乙烯环氧基醚为支链,异丙醇为溶剂,氯铂酸为催化剂制备梳型聚硅氧烷原油破乳剂。通过单因素实验和正交试验探究反应温度、反应时间、物料比、溶剂用量、催化剂用量对反应转化率的影响确定最佳的合成工艺条件为硅氢键与碳碳双键的摩尔比为1:1.2,反应温度为100℃,催化剂用量为20μg/g,反应时间为5h,溶剂用量为45%,在此条件下转化率化率可达90.25%。通过红外光谱仪和核磁共振仪对产物进行结构表征,经图谱分析与预期目标产物一致,得到预期产物。2.环氧琥珀酸通过离子聚合反应制备聚环氧琥珀酸,通过单因素实验和正交试验探究聚合温度、聚合时间、体系碱度、引发剂用量对防垢率的影响确定最佳的合成工艺条件为聚合反应温度为100℃,聚合反应时间为3h,引发剂用量16%,碱用量为2%,在此条件下聚环氧琥珀酸的防垢率可达89.6%。通过红外光谱仪和核磁共振仪对产物进行结构表征,经图谱分析与预期目标产物一致,得到预期产物。聚环氧琥珀酸具有良好的防垢性能,为合成双功能聚硅氧烷原油破乳剂做准备。3.以梳型聚硅氧烷原油破乳剂和聚环氧琥珀酸为原料制备双功能聚硅氧烷原油破乳剂。以梳型聚硅氧烷原油破乳剂支链的环氧基通过开环加成反应接枝聚环氧琥珀酸,使原本具有破乳功能的破乳剂同时具有防垢功能,实现一剂多效。通过单因素实验和正交试验探究反应温度、反应时间、物料比、催化剂用量对反应转化率的影响确定最佳的合成工艺条件为环氧基与PESA摩尔比为1:1.2,反应温度为60℃,催化剂用量为20mg/g,反应时间为4h,在此条件下转化率达可达最大值90.08%。通过红外光谱仪和核磁共振仪对产物进行结构表征,经图谱分析与预期目标产物一致,得到预期产物。4.通过瓶试法对合成产物梳型聚硅氧烷原油破乳剂进行性能评价,研究不同的支链摩尔配比对破乳性能的影响,确定最佳支链的摩尔比为4:3:2。对双功能聚硅氧烷原油破乳剂进行破乳和防垢性能进行评价,确定最佳的摩尔比为4:3:3。通过表面张力仪对两个产物进行表面张力测定,梳型聚硅氧烷原油破乳剂当其浓度为0.6g/L表面张力到达最小值21.69 mN/m达到临界胶束浓度;双功能聚硅氧烷原油破乳剂其浓度为0.7g/L表面张力到达最小值22.43 mN/m达到了临界胶束浓度。在不同破乳剂用量、不同破乳时间、不同破乳温度的情况下对SP-169、GT-D01、P-1501、梳型聚硅氧烷原油破乳剂、双功能聚硅氧烷原油破乳剂进行性能评价,得出破乳剂SP-169在脱水率和油水界面状况方面表现良好,水相中含油量相对较多。破乳剂GT-D01在水相中含油量较低,脱水率较高,油水界面状况差。破乳剂P-1501在脱水率、水相中含油量和油水界面与其它相比没有优势。两种产物相比于其它破乳剂表现出优异的破乳性能。

关键词：含氢硅油聚醚原油破乳剂一剂多效合成

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速生树种环保型木材防护剂的研制与应用

速生树种环保型木材防护剂的研制与应用

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作者：田肖箫贵州大学

学位级别：硕士

速生树种因其速生高产的特性现如今已成为市场主要的木质家具及木建筑原料,但速生材本身易燃易腐的属性也不容忽视,为了延长速生材使用寿命,使用环保型防护剂对速生材进行防腐防霉、阻燃等处理是十分必要的。本论文为此研制了三个不同配... 详细信息

速生树种因其速生高产的特性现如今已成为市场主要的木质家具及木建筑原料,但速生材本身易燃易腐的属性也不容忽视,为了延长速生材使用寿命,使用环保型防护剂对速生材进行防腐防霉、阻燃等处理是十分必要的。本论文为此研制了三个不同配方,通过检测其处理材防腐防霉、氧指数等指标,运用全矩阵法挑选出最优配比;之后用优选配方处理南方常见的速生树种马尾松和杉木,并对处理材进行流失前后各项性能的检测。具体结果如下:1.配方一:将磷酸胍(GDP),氨基磺酸胍(GS),硼化物(B)进行正交复配。所有处理材除处理1-8,都到达I级强耐腐;除处理1-7外,处理材对于TV的防治力都为100%,对于AV的防治力在50%-83.3%之间;处理组相对于空白对照组氧指数提高了1.72-2.71倍。得出优选配方H2:2%的GDP,3%的GS,3%的B和0.5%的DDBAC;考虑到成本问题多选出一个配方H1:2%的GDP,3%的GS,1%的B和0.5%的DDBAC。2.配方二:将三聚氰胺甲醛树脂(MF),硼化物(B),抑烟剂(S),碱性化合物(AC)进行正交复配。所有处理材除处理2-4、2-5,其他组都到达了I级强耐腐;处理材对于TV的防治力都为100%,对于AV的防治力在44.44%-100%之间;相对于空白对照组氧指数提高了2.01-2.71倍。得出优选配方为Z:8%的M,10%的B,1%的MS。3.配方三:将胍类衍生物(GD),磷酸(PA),硼化物(B),含氮化合物(NS),抑烟剂(S)进行复配。处理材都在I级强耐腐和II级耐腐的范围内;对于AV的防治效力在33%-83%之间,对于TV的防治效力在57%-100%之间;氧指数相对于空白组提高了1.99-3.35倍。得到优选配方为T:4%的GD,6%的PA,4.5%的B,1%的NS,0.5%的MS。4.优选配方处理材性能检测结果表明:(1)相对空白对照组,四个优选配方的防腐防霉性、阻燃性、抗吸水性能都有很大程度的改善,都实现了“一剂多效”的目的。(2)配方T两种处理材氧指数都到88%以上;马尾松,杉木处理材火势增长指数(FGI)比空白对照组小3倍和6.37倍;火灾性能指数(FPI)分别比空白对照组大13和28.8倍;阻燃效果最好。(3)配方H和配方T都有形成了一定的协同阻燃作用。(4)流失前四个配方处理材都到达了Ⅰ级强耐腐,配方H1处理材流失前后都为Ⅰ级强耐腐,可作为室外防腐药剂。(5)对马尾松而言防霉效果最好的是Z配方,杉木防霉效果最好的是T配方。

关键词：防腐防霉阻燃一剂多效马尾松杉木

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