堵水剂的制备与性质实验报告
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新型聚丙烯酰胺类堵水剂的合成与评价摘要:现阶段我国获取聚丙烯酰胺的主要方式是通过丙烯氧化,但石油是不可再生资源,为了可持续发展不能过分开采,而且在石油开采过程中会污染环境,生物法合成聚丙烯酰胺因为不会造成环境问题成为了研究热点。
本文应用全生物聚合法,并选取最佳反应条件,合成一种新型堵水剂,这种堵水剂的优点是溶胀倍率大,且在地层深处可以逐渐膨胀,实现逐级封堵。
关键词:聚丙烯酰胺;堵水剂;溶胀倍率现阶段我国大部分油田为了提高采收率,都应用了注水驱油法。
但是弊端是注水到了后期,可以采出油藏十分有限。
到了这个阶段开发成本会逐年提高,需要使用堵水剂来增加原油采出率,对高含水层进行有效封堵是堵水剂的主要作用。
聚丙烯酰胺主要特点是可以遇水膨胀和遇油收缩,膨胀时可以使体积变大几十倍,这种情况下可以起到堵水的作用。
聚丙烯酰胺类堵水剂由于合成工艺简单,生产成本低,不污染环境,因此有着广阔的发展前景。
1生物法合成聚丙烯酰胺类堵水剂聚丙烯酰胺的化学合成法,由于会对环境造成污染,所以早就不再应用了,现在主要应用的是生物合成法,它的主要优点是生产工艺简单,且不会污染环境。
但应用生物法合成聚丙烯酰胺,也会有一些难点需要解决,例如丙烯腈的获得需要使用石燃料,原料获取十分不易。
经过科学家们的不懈努力,终于找到了新的方法用于合成,新方法的原料主要是生物基,这些生物基可以来自于可再生资源,因此生物方法制备化学品是拥有广阔前景的全新领域。
生物法合成丙烯酸,丙烯酸氧化得到聚丙烯酰胺,这种方法相较化学合成法,成本相对低廉,而且不会对环境造成污染,所以特别符合我国可持续发展战略。
应用生物法逐渐替代化学法,可以更好地利用资源,不再是一味的利用石油化学品。
生物法可分为直接发酵法和间接发酵法,间接发酵法是先合成中间物质,例如3-羟基丙酸,然后再进行转化最终生成聚丙烯酰胺。
直接发酵法是由丙烯酸直接氧化得到聚丙烯酰胺,下面对几种生物法进行详细阐述。
1.1 乳酸生物法脱水现阶段乳酸是应用比较广泛的再生中间原料,我国也一直在应用乳酸来生产丙烯酸。
调剖堵水用聚丙烯酰胺纳米微球的制备及应用调剖堵水技术在油田开发中具有重要的意义,可以有效阻止油井中的水窜进,提高油井的产油能力。
聚丙烯酰胺纳米微球作为一种新型的调剖剂具有良好的吸水性能和渗透能力。
本文将介绍聚丙烯酰胺纳米微球的制备方法以及在调剖堵水中的应用。
聚丙烯酰胺纳米微球制备的方法有很多种,常见的方法有原位聚合法、乳化-聚合法和溶液聚合法等。
其中,原位聚合法制备的聚丙烯酰胺纳米微球具有较小的粒径和较好的分散性,因此在调剖堵水中应用广泛。
原位聚合法的制备过程如下:首先将丙烯酰胺单体、交联剂和表面活性剂等原料加入反应器中,控制反应条件,在一定的温度和压力下进行聚合反应。
通过调节反应条件可以制备不同粒径的聚丙烯酰胺纳米微球。
在反应过程中,交联剂的加入可以提高聚丙烯酰胺纳米微球的稳定性和耐高温性能,表面活性剂的加入可以有效地控制聚合反应的速率和粒径分布。
调剖堵水中,聚丙烯酰胺纳米微球可以用于增加油藏温度和改变渗透性,以达到提高采油效果的目的。
聚丙烯酰胺纳米微球通过吸水膨胀,可以改变储层的渗透性,增大油井周围的有效渗透半径,提高油井的排油能力。
此外,聚丙烯酰胺纳米微球还可以在油藏中形成一层薄膜,阻止油水分离,减少水的渗进,从而减少水的产量,提高油井的产油能力。
在实际的调剖堵水中,需要考虑聚丙烯酰胺纳米微球的投量和注入方式。
一般情况下,聚丙烯酰胺纳米微球的投量为0.5-1.5%。
为了保证聚丙烯酰胺纳米微球的均匀分布,可以采用多井注入的方式,即同时在多口井注入调剖液,使调剖液均匀地分布在油藏中。
调剖堵水是油田开发中的重要环节,聚丙烯酰胺纳米微球作为一种新型的调剖剂,具有吸水性能和渗透性能优异,能够有效地提高油井的采油能力。
通过合理制备聚丙烯酰胺纳米微球,并合理使用和注入,可以实现调剖堵水的目标,进一步提高油田的开发效益。
因此,聚丙烯酰胺纳米微球在调剖堵水技术中具有广阔的应用前景综上所述,聚丙烯酰胺纳米微球作为调剖堵水技术中的一种新型调剖剂,具有优异的吸水性能和渗透性能,能够提高油井的采油能力和开发效益。
注聚区油水井用解堵剂和保护剂的研制及评价一、引言介绍注聚区油水井堵塞问题的背景和意义,以及当前已有解堵剂和保护剂的局限性,引出该研究的必要性和意义。
二、研究方法与实验设计介绍研究方法和实验设计,包括实验设备、材料和方法,并对实验数据进行分析。
三、解堵剂的研制及性能评价详细介绍解堵剂研制的步骤和所用材料,包括吸附材料、离子交换材料和化学反应剂等。
此外,还需对其解堵效果、使用寿命、经济性等方面进行评价。
四、保护剂的研制及性能评价介绍保护剂研制的方法和所选材料,包括缓蚀剂、表面活性剂和缓蚀剂等,并对其保护效果、稳定性、环境适应性等方面进行评价。
五、结论与展望总结以上研究成果,总结解堵剂和保护剂的应用价值、优劣势,并对今后研究方向和课题展开进行探讨。
注意事项:论文提纲中所述内容,均需包括关键性论述和重点论证,且简洁明了,不要太过细致,以确保论点准确、清楚明了。
同时,提纲中还应该注明参考文献和研究用途等重要信息。
在油田开采过程中,由于油水混合物中存在多种杂质和沉积物,容易导致油水井口和管道的堵塞。
堵塞问题不仅会降低油井或水井的产能,还会对造成经济损失和环境污染,因此解决油水井堵塞问题成为油田开发过程中的重要问题。
为了解决注聚区油水井的堵塞问题,已经研制出不同类型的解堵剂和保护剂,这些剂类型多样、作用机制不同,其研究和评价成为当前注聚区油水井堵塞问题研究中的重要一环。
当前注聚区油水井堵塞问题主要存在以下几个方面:1. 调剖剂堵塞问题论述调剖剂是油田注水处理工艺中的重要剂型之一,通过减小油水相间的相互作用力,使水能够更深地渗透到油层中,提高油层的采收率。
但是在使用调剖剂的过程中,往往导致井口和管道的沉积物增多,从而影响其正常运行,这时需要使用解堵剂和保护剂来解决。
2. 油砂堵塞问题论述注聚区油田开发中,由于油砂含量高,沉积物易于产生,局部砂层中的颗粒堵塞会严重影响油田的开发效率,甚至直接影响井身。
此时需要使用解堵剂来解决这些问题。
高性能疏水暂堵剂的制备与性能研究【摘要】钻井液在钻井过程中发挥调解油层与外界压力、外界与泥浆的压力,而一旦钻井液在钻井过程中大量流入油层,就会带给油层巨大的破坏,不利于原油的开采。
本文基于生产经验,探索改进了一种高性能疏水暂堵剂,研究了其制备过程及物性,以期应用于生产,提高工作效率。
【关键词】钻井液;高性能疏水暂堵剂;钻井1.高性能疏水暂堵剂的提出目前,国内的各大油田在钻井过程中由于对油层的破坏,对其会造成很大的污染及伤害,以往的生产经验,一般都采用比较常规的保护措施,但其对油层渗透率的影响十分局限,很容易产生二次污染。
很多油田都以酸化压裂的方式来缓解伤害,但这种方法很存在巨大危险,在完井固井过程中,如何恢复油层原有物性,且能有效阻止水相,是生产中应该注意的事项。
疏水暂堵技术就是在常规暂堵技术的基础上,加上疏水处理剂形成大通道,有效控制污染液体流入油层,该技术是目前暂堵技术的前沿,具有广阔的应用的前景。
2.高性能疏水暂堵剂的制备(1)配置理想状态下的泥浆混合液:3.0%膨润土+0.3%碳酸钠,3000rpm高速搅拌10min后,放置24h,备用。
(2)将几种聚合醇按照规定程序,注入理想泥浆之中,防止其凝固,要保持较高速度搅拌。
(3)将一定量的疏水处理剂加入到体系中,全部加完后,将温度升高到50℃,强力搅拌30min,后静置备用。
3.形成性能优良的疏水暂堵钻完井液体系利用d90理想充填理论优选高性能疏水暂堵钻完井液体系,根据先进的填充理论指导,要让注入泥浆的半径达到规定要求。
针对胜利油田某区块的油藏物性,确定其渗透率为52×10-3μm2,最大孔喉直径为32μm,(d90)1/2=2.6μm。
从结果可以看出,根据油保基线确定的d90为65μm。
随后得到最适合该油藏的组合:500目、200目和YHS-1确定的最佳复合比例为8:44:48。
首先选“3.0%钠基膨润土+0.3%PAC141+0.3%LV-CMC+2.0%SD101+0.1%K-PAM+1.5%SD-202+0.1%KOH+8.0%KCl+3.0%聚合醇”,以此为基本配方,进而得到几组合理的配方。
堵水剂
产品简介
本产品是油井高含水专用堵剂,堵水不堵油,它根据油井含水的不同情况以及油田地质技术专家对堵水的不同要求,采用不同的堵水专用技术,包括:堵大水不堵小水,堵近井腔油层中的水,不堵远离井腔油层中的水,堵油层裂隙、裂缝等高渗透部位的水,堵水串、水突进、水锥进部位的水。
堵水是让水在高分子材料作用下形成凝胶状,失去流动性而堵住后续部分的水流通道,让没中水流分流动改变方向,为油井创造更大的供油半径,让注入的水或地层水在更大的驱油半径上发挥以水驱油的作用,提高油井产量,提高油井最终采收率。
技术指标
使用方法
根据需要,将产品用注入水配制成一定浓度的悬浮液,一般为10-35%左右;用调剖泵将液注入地层;关井候凝。
包装贮存
采用三合一复合袋,每袋净重25公斤,存放于干燥、阴凉、通风的仓库内。
本产品储存,使用时严禁与水接触,以免造成损失。
安全事项
本产品为无毒性和腐蚀性化学品,与皮肤接触后应马上冲洗干净,防止误食。
应急自动堵漏材料的设计制备及模拟实验
水是社会发展和经济繁荣的基础,水资源短缺和污染是影响国家发展的一大困扰。
为了向未来水源污染提供有效解决办法,我们研究开发一种能够快速堵住渗漏设施的应急自动堵漏材料。
该自动堵漏材料的设计灵感来自当今许多现有的地质自动注浆材料,并结合现实中实时堵漏技术的发展,重点考虑到污水渗漏出污染现象的解决方案。
该材料由水泥和发泡体按照特定配比制作成,具有良好的柔韧性、抗腐蚀性和堵漏效果。
该材料可以在用户操作前进行分级,当发生渗漏时,当局可以立即投放自动堵漏材料,实现快速堵漏。
为了验证该材料的堵漏能力,我们进行了\仿真实验。
这一实验包括水渗漏和表面形状实验。
实验中,我们取样不同比例的水泥和发泡体,将这些形状堵漏材料以不同的形式投入到模拟渗漏的水渠中,考察堵漏材料的堵漏效果,并记录水渠的泄漏情况。
通过实验表明,不同比例的水泥和发泡体制作的应急自动堵漏材料都能够有效地堵住模拟渗漏的水渠,堵漏效果良好。
经过验证,该材料能够快速有效地堵住污水渗漏,减少污染,有利于社会发展和水资源的保护。
本研究的目的是为了研发一种能够快速堵住渗漏设施的应急自动堵漏材料,在实验中证明了其在模拟渗漏的环境中的良好效果,这些成果为堵住污水渗漏提供了良好的解决方案,为社会发展和水资源的保护提供了有效支持。
油田化学堵水剂研究及发展油田化学堵水剂研究及发展摘要:该文综述了国内外油田应用的堵水调剖剂的种类,性能,作用机理和性能评价方法及应用开发情况,并对堵水调剖剂的研究及发展提出了建议。
关键词:堵水剂;调剖剂;油田化学;应用在油田生产活动中地层的不均质性经常导致注入水沿高渗透孔道突入油井。
水对高渗透层的冲刷,大幅度提高了地层的不均质性,从而使水更容易沿高渗透层突入油井。
为了提高水驱的采收效率,必须封堵这些高渗透层。
从油井封堵这些高渗透层时,可减少油井产水,这种方法称为堵水。
我国油田化学堵水技术从20世纪50年代起在现场应用,至今已有50多年历史。
一、关于油田化学堵水调剖剂(一)油田堵水方法油田中采用的堵水方法分为机械堵水和化学堵水两类,化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成诸塞,机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开,以阻止水流入井内。
就目前应用和发展情况看,主要是化学堵水。
根据堵水剂对油层和水层的堵塞作用,化学堵水可分为非选择性堵水和选摔性堵水;根据施工要求还有永久堵和暂堵。
非选择性堵水是指堵剂在油层中能同时封堵油层和水层的化学剂;选择性堵水是指堵剂只与水起作用,而不与油起作用,故只在水层造成塔塞而对油层影响甚微。
(二)化学堵水剂概念及类型根据施工对象的不同,堵水作业分为油井堵水和注水井调剖两大类,无论是堵水还是调剖,目前行之有效的方法都是使用化学剂,即通过化学手段对水层造成堵塞,这类化学剂品种多,发展快,效果显著。
按其对油层和水层的堵塞作用,化学堵水剂分为选择性堵水剂和非选择性堵水剂;按工艺分为单液法堵水剂和双液法堵水剂;按形式分为冻胶型、凝胶型、沉淀型和胶体分散型;按苛刻条件可分为高温、大孔道、低渗地层、高矿化度地层等类型。
二、现有油田化学堵水剂(一)非选择性堵水剂主要包括:水泥类堵水剂、树脂型堵剂、无机盐沉淀型调剖堵水剂、凝胶型堵剂等。
(二)选择性堵水剂油田化学选择性堵水剂是利用油和水、出油层和出水层之间的性质差异达到选择性堵水目的。
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精品
中国石油大学(油田化学)实验报告
实验日期: 成绩:
班级: 学号: 姓名: 教师:
同组者:
实验六 堵水剂的制备与性质
一、实验目的
1. 学会几种堵水剂的制备方法。
2. 掌握几种堵水剂的形成机理及其使用性质。
二、实验原理
堵水剂是指从油、水井注入地层,能减少地层产出水的物质。从油井注入地
层的堵水剂称油井堵水剂(或简称堵水剂),从水井注入地层的堵水剂称为调剖剂。
常用的堵水剂有冻胶型堵水剂、凝胶型堵水剂、沉淀型堵水剂和分散体型堵
水剂,这些堵水剂的形成机理和使用性质各不相同。
1. 冻胶型堵水剂
冻胶(如锆冻胶)是由高分子(如HPAM)溶液转变而来,交联剂(如锆的多核羟
桥络离子)可以使高分子间发生交联,形成网络结构,将液体(如水)包在其中,从
而使高分子溶液失去流动性,即转变为冻胶。
锆冻胶是油田常用的冻胶型堵水剂。锆冻胶是由锆的多核羟桥络离子与
HPAM中的羧基发生交联反应而形成的。体系的pH值可影响多核羟桥络离子的
形成及HPAM分子中羧基的量,因此,pH值可影响锆冻胶的成冻时间和冻胶强
度。
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精品
2. 凝胶型堵水剂
凝胶是由溶胶转变而来。当溶胶由于种种原因(如电解质加入引起溶胶粒子
部分失去稳定性而产生有限度聚结)形成网络结构,将液体包在其中,从而使整
个体系失去流动性时,即转变为凝胶。油田堵水中常用的是硅酸凝胶。硅酸凝胶
由硅酸溶胶转化而来,硅酸溶胶由水玻璃(又名硅酸钠,分子式Na2O·mSO2)与活
化剂反应生成。活化剂是指可使水玻璃先变成溶胶而随后又变成凝胶的物质。盐
酸是常用的活化剂,它与水玻璃的反应如下:
Na2O·mSiO2 + 2HCl → H2O·mSiO2 + 2NaCl
由于制备方法不同,可得两种硅酸溶胶,即酸性硅酸溶胶和碱性硅酸溶胶。
这两种硅酸溶胶都可在一定的条件(如温度、pH值和硅酸含量)下,在一定时间内
胶凝。
评价硅酸凝胶堵水剂常用两个指标,即胶凝时间和凝胶强度。胶凝时间是指
硅酸体系自生成至失去流动性的时间。凝胶强度是指凝胶单位表面积上所能承受
的压力。
3. 沉淀型堵水剂
沉淀型堵水剂由两种可反应产生沉淀的物质组成。水玻璃-氯化钙是油田最
常用的沉淀
型Na2O·mSiO2 + CaCl2 → CaO2·mSiO2 + 2NaCl
4. 悬浮体型堵水剂
悬浮体是指溶解度极小但颗粒直径较大(大于10-5cm)的固体颗粒分散在溶
液中所形成的粗分散体系。分散体系中的固体颗粒可以在多孔介质的喉道处产生
堵塞作用。油田中常用的分散体型堵水剂是粘土悬浮体型堵水剂。粘土悬浮体中
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的粘土颗粒可用聚合物
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精品
(如HPAM)絮凝产生颗粒更大、堵塞作用更好的絮凝体堵水剂。絮凝是聚合
物(HPAM)在粘土颗粒间通过桥接吸附形成。
三、仪器与药品
1. 仪器
100ml烧杯,10ml具塞刻度试管,5ml、25ml量筒,玻璃棒,广泛pH试纸。
2. 药品
聚丙烯酰胺,氧氯化锆,水玻璃,氯化钙,盐酸。
四、实验步骤
1. 锆冻胶堵水剂的制备与性质
取3个100ml烧杯,用量筒各加入质量分数为5×10-3的聚丙烯酰胺水溶液
20ml,其中一个烧杯中滴加6滴质量分数为1×10-2的盐酸,另一烧杯中滴加7滴
质量分数为1×10-2的NaOH,搅拌均匀,用广泛pH试纸测定三个烧杯中聚丙烯
酰胺溶液的pH值,然后向三份聚丙烯酰胺溶液中分别加入2ml质量分数为5×
10-3的ZrOCl2溶液(注意:边用玻璃棒搅拌,边缓慢加入),观察并记录冻胶形成的
现象(注意记录成冻时间,由于都是瞬间成冻,均记为0)和冻胶的强度(用玻璃棒
挑起程度衡量)。
2. 硅酸凝胶堵水剂的制备与性质
取三支10ml具塞刻度试管,加入质量分数为0.1的水玻璃5ml,用滴管向三
支试管中依次加入质量分数为0.1的盐酸16滴、14滴、12滴并摇匀,观察凝胶
的生成并记录胶凝时间,待三支试管中全部胶凝后用玻璃棒插入凝胶,从玻璃棒
插入的难易排出三种凝胶强度的顺序。
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3. 水玻璃—氯化钙沉淀型堵水剂的制备与性质
取一支10ml的具塞刻度试管,加入质量分数为0.1的水玻璃5ml,然后用滴
管逐滴加入质量分数为0.1的氯化钙溶液,摇匀,观察硅酸钙沉淀的生成情况
。
五、结果处理
用表格形式表达实验现象与数据,并解释实验现象。
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精品
表一 实验现象与数据
堵
剂类型 锆冻胶堵剂 硅酸凝胶堵剂 水玻璃-氯化钙
沉淀型堵剂
实
验
数
据
与
现
象
加入质量分数1×10-2 的HCl 或NaOH (滴) 测定项目 加入质量分数0.1 的HCl (滴) 测定项目
逐滴加入氯化钙溶液后不
断生成白色絮状沉淀
pH
值
成冻 时间 (min) 冻胶强度(是否挑起) 凝胶时间 (min) 凝胶强度
(排
出顺
序)
HCl 6 2 / 不能挑起 12 3.06 偏弱
NaOH
7
10 / 不能挑起 14 0.66 居中
无 4 / 完全挑起 16 0.5 略强
解释实验现象:
1、对锆冻胶堵剂实验现象的解释
锆冻胶是由锆的多核羟桥络离子与 HPAM 中的羧基发生交联反应而形成
的。体系的 pH值可影响多核羟桥络离子的形成及 HPAM 分子中羧基的量,因
此,pH值可影响锆冻胶的成冻时间和冻胶强度。pH过高或过低都不能形成足够
强度的冻胶。
2、对硅酸凝胶堵剂实验现象的解释
盐酸浓度越高,硅酸凝胶堵剂的成胶时间越短,凝胶强度越高,因为硅酸凝
胶由水玻璃与活化剂HCl反应生成的硅酸溶胶转化而来,体系先在一定的pH值、
温度、硅酸含量下先形成硅酸溶胶,然后在一定时间内形成硅酸凝胶,因此,其
形成与活化剂的浓度有关,活化剂的浓度又进而影响了成胶时间与成胶强度。
3、水玻璃-氯化钙沉淀型堵剂实验的解释
沉淀型堵水剂由两种可反应产生沉淀的物质组成。水玻璃-氯化钙是油田最
常用的沉淀型堵水剂,它通过如下反应产生沉淀:
Na2O·mSiO2 + CaCl2 → CaO2·mSiO2 + 2NaCl
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精品
滴加氯化钙后不断生成钙盐沉淀即白色絮状沉淀。
六、思考题
1. 解释 pH值对锆冻胶生成的影响。
答:锆冻胶是由锆的多核羟桥络离子与 HPAM 中的羧基发生交联反应而形成
的。体系的 pH值可影响多核羟桥络离子的形成及 HPAM 分子中羧基的量,因
此,pH值可影响锆冻胶的成冻时间和冻胶强度。pH过高或过低都不能形成足够
强度的冻胶。
2.本实验中制备的硅酸凝胶是碱性硅酸凝胶还是酸性硅酸凝胶,解释原因。
答:本实验制备的硅酸凝胶是碱性硅酸凝胶。
酸性硅酸凝胶是将水玻璃加到盐酸中制得的,此时H+过剩,它的胶粒表面
带正电;反之,碱性硅酸凝胶是将盐酸加到水玻璃中制得的,因反应在SiO32-过
剩的情况下制得,它的胶粒表面带负电。
由于本实验中的堵水剂是将盐酸加入到水玻璃中制得的,所以属于碱性硅酸凝
胶。
七、实验总结
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