酸液稠化剂的制备与性能评价【开题报告】
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10 高石矿区相继沉积了中下三叠统及其以下碳酸盐岩为主的海相地层和上三叠统-侏罗系以砂泥岩为主的陆相地层。
根据解释情况,该矿区的地层特性为高温、高压,非均质性,高渗透性,优选的压裂酸化完井液为胶凝酸体系。
该储层平均温度150~180℃,对胶凝酸的耐高温、耐剪切特性提出更高的要求。
目前盐酸(盐酸)的凝胶剂多为聚合物和其他增稠剂。
根据增稠效率、酸液稳定性和酸消耗后的残渣,对这些材料进行了比较[1]。
目前市面上大多数酸液稠化剂均使用阳离子型的聚丙烯酰胺,采用部分DAC,DMC,DMDAAC,等阳离子单体与AM单体进行嵌段共聚它们以三种不同的形式销售:固体、分散剂和乳剂[2]。
多使用水处理用的阳离子聚丙烯酰胺进行跨行业使用[3],其中有诸多问题待解决。
首先,现有的胶凝剂配方因为水处理行业跨行业产品,在分子设计上未充分考虑使用环境,一味考虑常温条件下的酸液增稠效果,未对分子的耐温性、耐剪切性进行考虑[4]。
其次,高温缓蚀剂目前多以酮醛胺类为主,其中的醛基对聚丙烯酰胺的酰胺基有一定的交联效果,有出现不配伍,导致初始黏度高,但是耐温耐剪切性能大幅度降低的特性。
由于AM单体的聚合产物特性,在140℃左右会发生自然降解断链,同时在高剪切下聚合物加速断链,丙烯酰胺黏度大幅度下降。
需要一款同时具备酸液增黏、耐高温、耐高温剪切的稠化剂产品来弥补以上问题。
因此,从聚丙烯酰胺衍生物分子结构设计入手,使用耐高温单体,通过对反应升温速率,单体浓度,引发剂浓度,引发剂滴加速度研究,优化配方,最终研发出耐酸,耐高温的酸液稠化剂。
1 实验部分1.1 实验材料丙烯酰胺AM(分析纯,Merck),甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC(分析纯,Merck),吐温80(分析纯,Merck),司盘80(分析纯,成都市科隆化学品有限公司),表活剂E(实验室自主制备),过硫酸铵,引发剂B1(实验室自主配制),引发剂B2,引发剂X1。
1.2 产物制备方法在白油中按比例加入司盘80,表活剂E,引高温酸液稠化剂的制备和性能表征李建忠 吴安林 张恒川庆钻探工程有限公司 四川 成都 610000摘要:目前常规酸化井由于钻井深度逐年加深,井底温度可达到180℃左右,以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)作为单体,通过氧化还原—偶氮引发剂体系的二段聚合法进行聚合反应。
毕业论文文献综述高分子材料与工程酸液稠化剂的制备与性能评价1酸化的概述所谓酸化,是将配制好的酸液以高于吸收压力且乂低于破裂压力的压力注入地层,借酸的溶蚀作用提高近井地带油气层渗透率的工艺措施。
酸化效果的好坏,特别是高温、低渗透深井的酸化效果,在很大程度上取决于酸液体系、使用的化学药剂及酸化工艺。
III于油层越来越深,井温越来越高,地层对酸化措施的要求也越来越高,因此迫切需要对稠化酸进行深入研究。
向酸液中添加聚合物稠化剂形成稠化酸,可以提高酸液粘度,降低氢离子向岩石壁面的传质速度,从而达到缓速的LI的。
稠化酸具有滤失量小、摩阻低、细砂悬浮力强等特性,易于以较高速度注入。
配置稠化酸的关键组分是稠化剂, 通常稠化剂要求具备抗盐、抗剪切降解性能好、良好的热稳定性、含残渣低等特点。
另外,随着人们对酸化认识的加深,如何减少聚合物的加量从而达到减轻地层伤害也是选择酸液胶凝剂时需重点考虑的问题。
2酸化处理的发展史20世纪30年代,酸化处理主要应用于石灰岩地层,后来推广到砂岩地层。
J R Wilson 与Standard oil于1933年一起对氢氟酸(HF)处理砂岩地层提出专利申请。
1933年Halliburton公司首次将氢氟酸和盐酸组成的混合液(后来称为土酸)试注入井中。
土酸的成功应用极大地推动了酸化技术的发展。
酸化处理技术发展至今,常用的酸液根据其有效成分可大致分为5利-(1)无机酸II前,常用的无机酸主要是盐酸、土酸(盐酸和氢氟酸的混合酸),有时也用硫酸、碳酸、磷酸这些特殊酸。
绝大多数的碳酸盐岩地层的酸化处理采用盐酸,一般盐酸的浓度为15%(wt),人们通常称其为常规酸。
(2)有机酸乙酸和屮酸。
它们对金属的腐蚀速度远低于无机酸,腐蚀均匀,可用于与酸接触时间长的带酸射孔作业。
酸岩反应速度低于盐酸,因而活性酸穿透距离更长,可做缓速酸。
(3)固体酸酸化常用的固体酸有氨基磺酸和氯乙酸。
这二者都是易溶于水的白色品状粉末。
新型稠化酸液的制备及其性能研究的开题报告一、选题背景和研究意义稠化酸液是一种具有稠化效果的液体,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
目前常见的稠化剂多为天然胶体、合成高分子等,但这些稠化剂易受温度、pH值等因素的影响,且生产成本高。
因此,新型稠化酸液的研究具有重要的意义。
本文将研究新型稠化酸液的制备方法及其性能,尝试开发一种稳定性好、成本低的稠化剂。
二、研究内容和目标1. 确定合适的稠化酸液原料;2. 设计合适的制备方案,并通过试验确定最优工艺条件;3. 研究新型稠化酸液的稠化效果和稳定性,以及在不同条件下的变化规律;4. 分析新型稠化酸液的经济性和应用前景,比较其与常见稠化剂的优劣。
三、研究方法1. 选择适宜的稠化酸液原料,包括工业级有机酸、果酸、乳酸等;2. 通过单因素试验和正交试验等方法,确定最优的稠化酸液制备工艺条件;3. 采用旋转粘度计等仪器测试新型稠化酸液的稠化效果,同时对其稳定性进行长期观察;4. 通过成本分析、应用前景分析等方法,评估新型稠化酸液的经济性和社会效益。
四、预期成果1. 确定一种稳定性好、成本低的新型稠化酸液制备方案;2. 研究其稠化效果和稳定性及其在不同条件下的应用;3. 分析新型稠化酸液的经济性和应用前景,推广其在相关领域中的应用。
五、研究计划本研究计划为期一年,按以下进度安排:1. 第一季度:确定稠化酸液原料,进行单因素试验确定制备方案;2. 第二季度:进行正交试验,确定最优工艺条件;3. 第三季度:进行稠化效果和稳定性的测定;4. 第四季度:进行经济性和应用前景的分析,撰写结论。
六、研究难点与风险1. 稠化酸液的制备过程复杂,需要进行多次试验确定最优方案;2. 研究风险主要为试验过程中材料浪费或实验失败等情况所带来的成本和时间损失。
七、参考文献1. Teo, J. W., & Chang, M. W. (2014). Microbial cellulose biosynthesis and applications in cosmetic industry. Recent patents on biotechnology, 8(2), 95-107.2. Zhang, L., & Han, J. (2017). Novel bio-based hydrogels with potential applications in cosmetics: Preparation, characterization, and rheological properties. Journal of applied polymer science, 134(23).3. Reddy, K. S., & Kumar, T. V. P. (2018). Biopolymers in cosmetics and personal care products. In Biopolymers for food design (pp. 269-286). Woodhead Publishing.。
高温酸液胶凝剂的合成及性能评价崔福员;桑军元;杨彬;李文杰;李军;王云云;谷庆江【摘要】In this paper,a kind of acidizing gelling agent P(AM-co-DAC)was prepared by aqueous solution polymerization using acrylamide (AM)and acryloyloxyethyltrimethyl ammonium chloride(DAC)as raw materials.The optimum conditions were determined by the single factor analytic approach.The product was characterized by IR and proved to be the target product.The text result shows that the product has good acid solubility,tackify performance,thermal stability and shear stability.The viscosity of acidizing fluid of 20% HCl can retain 30 mPa·s at 180 ℃,after shearing 100min at the shearing rate of 170 s-1.%利用丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为原料,进行水溶液聚合,采用低温复合引发体系合成一种高温胶凝酸用胶凝剂P(AM-co-DAC),通过单因素分析法确定最佳反应条件,并对其纯化样品进行红外表征.室内性能评价结果表明,该胶凝剂易溶于酸,增黏效果好.在180℃,170 s-1剪切速率下,质量分数1%的胶凝剂溶于质量分数20%的盐酸中,剪切100 min,黏度保持在30 mPa·s左右,具有较好的耐温性和耐剪切性.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2017(030)001【总页数】5页(P31-35)【关键词】聚合;胶凝剂;增黏;酸化;抗高温【作者】崔福员;桑军元;杨彬;李文杰;李军;王云云;谷庆江【作者单位】渤海钻探工程技术研究院,天津 300280;渤海钻探第四钻井工程分公司,河北任丘 062550;渤海钻探工程技术研究院,天津 300280;渤海钻探工程技术研究院,天津 300280;渤海钻探工程技术研究院,天津 300280;渤海钻探工程技术研究院,天津 300280;渤海钻探工程技术研究院,天津 300280【正文语种】中文【中图分类】TE39当前,油田勘探开发逐步转向超高温储层,其中塔里木、中石化西北局大部分井温都在160~180℃,少部分井温达到190℃,冀东油田潜山储层井温也都在160~180℃,华北油田潜山储层井温更是达到了201℃(如牛东1井)。
毕业论文文献综述应用化学酸液稠化剂的制备及其性能评价1.1酸化的概况酸化处理技术是油气井增产、水井增注的主要措施之一。
它利用酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物(粘土、钻井泥浆、完井液等)溶解和溶蚀作用,恢复或提高地层空隙和裂缝的渗透性[1]。
用酸来解除钻井、完井、修井以及增注等过程对井眼附近地层造成的伤害,疏通流体渗流通道,从而提高油气井的产能,达到增产的效果。
在常规酸化施工中,存在如下缺点:(1)酸岩反应速度快,酸的穿透距离短,只能消除近井地带的伤害;(2)增大酸的浓度可增加酸的穿透距离,但又产生严重的泥砂及乳状液堵塞给防腐蚀带来困难;(3)增产有效期通常短,砂岩经土酸处理之后,由于粘土其他微粒运移堵塞油流通道,造成酸化初期增产而后期产量迅速递减。
可见,酸化处理中的一个重要问题是因酸液与井眼附近地层的碳酸盐作用太快,形成溶洞,砂粒间大部分胶结物被溶去,严重时引起地层出砂,而离井眼较远的地层得不到适当的酸化。
因此控制酸与地层岩石的反应速度成为酸化研究中一个特别突出的问题。
1.2稠化酸的发展史稠化酸及其施工工艺是国外七十年代发展起来的一种新的油、气增产技术,其实质就是在酸液中加入一种性能良好的稠化剂[2]。
加入稠化剂能提高酸液的粘度,降低活性酸向裂缝面的扩散速度,同时形成的胶体网状结构能有效地阻止氢离子的活动,从而使酸液消耗速率降低,增大酸液的作用距离,延缓酸岩的反应时间,增加裂缝的宽度,提高地层渗透率[3]。
并且稠化酸具有滤失量小,摩阻低,细砂悬浮能力强等特性,能减轻对地层的二次伤害,不受施工规模大小的影响。
这种酸液既能单独使用,也能与前置液以及后冲洗液以各种方式混合使用。
与常规酸相比,稠化酸具有良好的缓速能力、降滤失能力、造缝、携砂与减阻的能力,同时能减轻对地层的二次伤害[4],不受施工规模大小的影响,是一种目前公认的有效酸化工作液。
稠化酸的关键在于稠化剂,由于地层条件所致,稠化酸除了要具备一般压裂施工所需具备的性能外,还应克服常规酸液的不足,具有耐温、耐盐、耐剪切、破胶时不产生残渣等性能,这些都对酸液稠化剂提出了要求,使人们努力寻求改进方法,推动酸液稠化剂的发展。
文章编号:1001-5620(2011)06-0064-03变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价陈馥1, 侯帆1, 竭继忠2, 黄磊光3, 罗先波1(1.西南石油大学化学化工学院,成都;2. 吉林油田油气合作开发公司,吉林松原;3.辽河油田井下作业公司,辽宁盘锦)摘要 以油酸和3-二甲氨基丙胺为反应物,在一定条件下通过缩合和季铵化反应合成了十八烷基酰胺丙基甜菜碱(BET-18)。
分别考察了反应物配比、温度及时间对缩合反应的影响,并评价了甜菜碱在不同质量分数(或pH 值)盐酸体系中的增黏性能。
实验结果表明,缩合反应的最佳反应条件为:3-二甲基氨基丙胺与油酸的物质的量比为1.08∶1.0、反应温度为160 ℃、反应时间为8 h;当BET-18加量为5%(m/m)时,能使模拟酸岩反应的酸液体系表现出2次增黏的过程;在温度为80 ℃、剪切速率为170 s-1的条件下,pH值为3~4的BET-18残酸黏度能达到280 mPa·s。
根据BET-18清洁变黏酸液体系的变黏特性,可将其应用到碳酸岩盐基质酸化及酸压增产措施中。
关键词 酸化;变黏酸;酸液稠化剂;十八烷基酰胺丙基甜菜碱;合成中图分类号:TE357.12 文献标识码:A在碳酸盐岩酸压工艺中,广泛采用增加酸-岩反应后残酸黏度的方法,来减少酸液的滤失,增加酸液的有效作用距离,提高措施效果[1]。
甜菜碱作为一种两性离子表面活性剂,随着H+浓度的下降及酸-岩反应后大量金属阳离子(Mg2+、Ca2+)的生成,能有效增加残酸黏度,可应用于酸液稠化剂[2-5]。
基于甜菜碱表面活性剂的特点,探索该类表面活性剂的最佳合成条件,评价其增黏性能,具有很好的现实意义。
1 实验部分1.1 实验仪器和药品3-二甲基氨基丙胺,化学纯,上海阿拉丁化学试剂公司;氯乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾、油酸,化学纯,四川成都科龙化学试剂厂;缓蚀剂JCI-1、铁离子稳定剂SD1-11、黏土稳定剂TDC-15,工业品。
压裂液作为压裂改造储层中的关键流体,其优异的黏弹性和耐温性,对造缝、携砂形成油气疏通的油气缝网尤为重要[1]。
目前,压裂液以胍胶、清洁压裂液和聚合物压裂液为主。
其中胍胶价格昂贵,破胶残渣较多,容易造成地层伤害。
清洁压裂液虽具有破胶残渣少的特点,但其不仅价格昂贵,且耐温性较差,无法大规模使用。
近年来,聚合物压裂液价格低廉,携砂性好,摩阻低,低伤害及破胶残渣少等优点,受到了压裂工作者的广泛青睐[2]。
超分子乳液压裂液[3],作为一种新型聚合物压裂液体系,通过乳液稠化剂与自制增效剂复配,实现分子间自组装相互穿插,使阴阳离子间相互吸引形成离子键,并通过分子间氢键和分子间相互作用力,使得压裂液网络结构更加复杂实现增黏。
同时,该网状结构高温剪切破坏后能够重新复原,因此在整个压裂施工中,液体黏度变化不大。
结果表明:由于体系分子间氢键、离子键和分子间相互作用力协同作用,同用量下比普通聚合物压裂液表现出更优异的耐温耐剪切性和黏弹性。
1 实验材料与仪器丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 (AMPS)、3号白油、山梨醇酐单硬脂酸酯(Span 60),聚山梨酸酯60(Tween 60)均为工业品;丙烯酸(AA)、亚硫酸氢钠、过硫酸钾(KPS)、过硫酸铵(APS)、氢氧化钠均为化学纯;刚性单体M和增效剂SLZ-1为自制;高纯氮气。
WZ-50C6双管微量注射器,史密斯仪器有限公司;雷磁PHS-3C型pH计,上海仪电科学仪器有限公司;GJ-3S高速搅拌机、ZNN-6六速旋转黏度计,青岛海通达石油仪器;博勒飞DVS+数超分子乳液型压裂液稠化剂的研制及性能评价吴诚岐中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司 山东 东营 257077 摘要:选用丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为水溶性单体,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为耐盐单体,与自制刚性单体M经反向乳液聚合成功制备了四元共聚p(AM/AA/AMPS/M)稠化剂SLM-1,并将其与30%自制增效剂SLZ-1复配形成超分子乳液压裂液稠化剂。