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低渗透油藏粘土稳定剂研制与性能研究

低渗透油藏粘土稳定剂研制与性能研究

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作者：戎旭峰中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

目前,在传统生产环境下,近井区域的粘土膨胀可能对钻完井与修井作业造成阻碍。但对于常用粘土稳定剂不能在细小空隙中运移,无法满足实际需求,而且会对环境造成一定的污染。因此,研制与发展针对适用于低渗透乃至超低渗透油气藏的粘土稳... 详细信息

目前,在传统生产环境下,近井区域的粘土膨胀可能对钻完井与修井作业造成阻碍。但对于常用粘土稳定剂不能在细小空隙中运移,无法满足实际需求,而且会对环境造成一定的污染。因此,研制与发展针对适用于低渗透乃至超低渗透油气藏的粘土稳定剂成为当前的热点话题。本文针对当前难题,研制出了几种低分子量的粘土稳定剂。本文主要分为两部分。第一部分是对低分子量稳定剂的研制与性能研究:通过对产物防膨性能的研究,优化出了四种产物,并利用红外光谱与核磁表征了其产物,并确定是否符合最初设计;使用膨胀仪与比色管絮凝对比实验对四种产物稳定粘土的性能进行研究;借助生物显微镜、扫描电镜与接触角测定仪观察并对比不同稳定剂处理后的粘土微观形貌;分析酸碱度对有机胺稳定粘土的影响。第二部分是对纳米颗粒与粘土之间作用关系的探究:观察所选纳米颗粒在不同溶液中的分散情况,借助于接触角变化研究了其憎水性能;利用扫描电镜直观地展现了纳米颗粒与粘土之间的吸附关系;采取分光光度计测试方法得到低浓度下纳米颗粒的吸附状况;通过岩心驱替装置以及页岩膨胀仪对纳米颗粒作用性能进行研究。结果显示以一乙胺为反应原料时,与环氧氯丙烷的最优物料比为1.5:1,反应温度80℃;以二甲胺为反应原料时,与环氧氯丙烷的最优物料比为1:1,反应温度70℃;以一乙醇胺胺为反应原料时,与环氧氯丙烷的最优物料比为1:1,反应温度80℃;以三乙醇胺为反应原料时,与环氧氯丙烷的最优物料比为1:1,反应温度90℃。其余反应条件都相同:反应溶剂添加量40%、反应时间6 h,且四种产物都符合最初设计。通过测试得出,四种聚合物分子量均较小,其微观形貌表明粘土稳定效果良好,而且不产生聚块,解决了低渗透储层由于粘土含量高、孔喉半径小从而造成地层损害的问题。其中LWS-3的抑制性能最优且抗酸碱性较好。通过对纳米颗粒的探究表明,所选用的纳米颗粒在具有较强疏水性的同时,还在粘土表面具有一定的吸附性,起到从而抑制其膨胀的效果,其抑制效果随着用量的增大而增强,且纳米AlO的效果更优;当纳米乳液的浓度为0.3mg·ml时,纳米Ti O在粘土上的吸附量为:7.63 mg·g,纳米AlO在粘土上的吸附量为:9.51 mg·g;且纳米颗粒吸附后的岩心,注水压力显著降低。

关键词：低分子量粘土稳定剂合成优化粘土膨胀纳米颗粒疏水吸附

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