研发聚合物与表面活性剂可逆物理交联清洁压裂液

【摘要】：油气井的水力压裂增产技术是改造油气层的有效方法,是油气井增产、注水井增注的有效措施。压裂液在水力压裂作业中起着重要的作用,压裂液性能的好坏也直接影响到压裂施工的成败,并且成为影响施工后增产效果的一个重要因素。压裂液的种类繁多,目前使用最广泛的是水基压裂液,其中粘弹性表面活性剂压裂液因其配制简单、粘弹性好、无需破胶剂和交联剂、易返排、对地层伤害小而倍受人们的关注。目前,国内外对粘弹性表面活性剂压裂液的研究已取得了一些进展,但对耐高温的压裂液体系以及压裂液体系的流变性进行分析的研究较少。本文研究了一种新型蠕虫状胶束与聚丙烯酰胺共聚物的可逆物理交联结构压裂液体系的流变性、耐温耐剪切性、剪切回复性、破胶性和悬砂性以及对支撑剂的导流的导流性能。性能评价结果表明,在剪切速率为100s-1,90℃下压裂液粘度为40 m Pa·s,剪切90分钟,压裂液粘度基本不变,流变性良好。剪切速率从40 s-1变为1000 s-1再恢复到40 s-1,压裂液粘度剪切变稀并迅速恢复,抗剪切性较好。在80℃下单粒径陶粒在不同水配制的压裂液中的沉降速率小于0.054mm·s-1,悬砂性能好,破胶时间短,导流率高。体系可以达到现场应用要求。,对油田应用提供一定的理论指导。 【关键词】：蠕虫状胶束 粘弹性表面活性剂 可逆物理交联共聚物 压裂液
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE357.12
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 压裂液的作用7
• 1.2 压裂液的分类7-9
• 1.3 压裂液的基本性能要求9-11
• 1.4 粘弹性表面活性剂压裂液国内外研究现状11-14
• 1.4.1 国外研究进展12
• 1.4.2 国内研究进展12-14
• 1.5 问题的提出14-16
• 1.6 研究目的及意义16-17
• 1.7 本文研究内容17
• 1.8 技术路线17
• 1.9 本文的创新点17-18
• 第二章 粘弹性表面活性剂压裂液机理18-29
• 2.1 表面活性剂结构特征18-20
• 2.2 表面活性剂的分类20-22
• 2.2.1 阴离子表面活性剂20
• 2.2.2 阳离子表面活性剂20-21
• 2.2.3 两性表面活性剂21-22
• 2.3 表面活性剂胶束的形成22-25
• 2.3.1 胶束的结构22
• 2.3.2 胶束的形成机理22-25
• 2.3.2.1 表面活性剂的聚集结构23-24
• 2.3.2.2 表面活性剂聚集结构的影响因素：24-25
• 2.4 表面活性剂压裂液成胶机理25-26
• 2.5 表面活性剂压裂液破胶机理26-29
• 第三章 可逆物理交联压裂液体系的优化29-34
• 3.1 可逆物理交联压裂液的流变行为及其影响因素29-30
• 3.1.1 流变学理论基础29-30
• 3.2 体系配方的初选30-32
• 3.3 体系配方的优化32-34
• 第四章 可逆物理交联压裂液的性能研究34-47
• 4.1 粘弹性表面活性剂溶液的微观结构34-35
• 4.2 流变性实验35
• 4.2.1 实验仪器35
• 4.2.2 实验试剂35
• 4.2.3 实验过程35
• 4.3 实验结果分析35-45
• 4.3.1 温度和剪切时间的影响35-37
• 4.3.2 剪切回复性37-38
• 4.3.3 粘弹性38-39
• 4.3.4 防膨性能39-40
• 4.3.5 悬砂性能40-41
• 4.3.6 破胶性能41-44
• 4.3.6.1 破胶实验41-44
• 4.3.6.2 破胶液表界面张力测定44
• 4.3.7 低伤害性能44-45
• 4.3.7.1 压裂液残渣44-45
• 4.3.7.2 导流性能45
• 4.4 小结45-47
• 第五章 可逆物理交联压裂液应用情况47-49
• 第六章 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 攻读硕士期间发表的论文54-55

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