水基清洁压裂液的制备及性能研究

【摘要】：水力压裂增产技术是改善油气层的有效方法,是油气井增产、水井增注的一项重要措施,压裂液的性能在作业中起到至关重要的作用。目前,大多数压裂液都是水基压裂液,但目前的水基压裂液其抗高温性差,对地层伤害大。因此,研究新型的清洁压裂液非常关键。主要研究工作和试验结果如下: 1.本文回顾了压裂液技术的发展现状,介绍了水基压裂液常用的添加剂以及清洁压裂液的最新研究进展。 2.通过盐酸、三甲胺水溶液、环氧氯丙烷等为原料合成醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMAC),3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为合成阳离子瓜尔胶的必要原料。实验确定的最佳工艺条件:n(环氧氯丙烷):n(三甲胺盐酸盐)=0.95:1,反应溶液的pH=8,反应时间4～6h,反应温度低温。 3.合成了水基压裂液常用的增稠剂阳离子瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶,并对其进行了表征和性能检测。 4.针对目前油田上压裂液的应用情况,结合油田所需与表面活性剂的特征,制备了表面活性剂作为新型的抗高温清洁压裂液的主剂,并对其进行结构表征,使其与增稠剂进行配伍,确定了最佳配方,分析体系的性能特点,可以满足抗高温清洁压裂液施工的性能要求。 【关键词】：清洁压裂液 瓜尔胶 表面活性剂 性能测试
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE357.1
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 压裂液的基本性能11-12
• 1.2 压裂液技术发展现状12-14
• 1.3 压裂液体系分类14-15
• 1.4 水基压裂液常用添加剂15-21
• 1.4.1 增稠剂15-18
• 1.4.2 交联剂18-19
• 1.4.3 破胶剂19-20
• 1.4.4 水基压裂液的其它添加剂20-21
• 1.5 清洁压裂液21-25
• 1.5.1 表面活性剂在压裂液中的作用机理22
• 1.5.2 驱油用表面活性剂分类22-23
• 1.5.3 清洁压裂液国内外研究现状23-25
• 1.6 目前压裂液存在的问题25-26
• 1.7 本课题的研究目标、主要内容和意义26-28
• 1.7.1 研究目标26
• 1.7.2 本课题的研究内容26-27
• 1.7.3 本课题研究的意义27-28
• 第2章 采取的技术路线和性能测试28-32
• 2.1 增稠剂的选择28-29
• 2.2 表面活性剂的选择29-30
• 2.3 水基压裂液的性能测试30-31
• 2.3.1 红外光谱测试30
• 2.3.2 溶解性测试30-31
• 2.3.3 不溶物含量31
• 2.3.4 悬砂性能31
• 2.3.5 热稳定性测试31
• 2.3.6 与其它添加剂的配伍稳定性31
• 2.3.7 抗盐性能31
• 2.4 小结31-32
• 第3章 瓜尔胶衍生物的制备32-43
• 3.1 实验试剂和仪器32-33
• 3.2 醚化剂的制备33-37
• 3.2.1 实验原理33-34
• 3.2.2 醚化剂的制备过程34-37
• 3.3 阳离子瓜尔胶的制备37-38
• 3.3.1 实验原理37-38
• 3.3.2 阳离子瓜尔胶的制备过程38
• 3.4 羟丙基瓜尔胶的制备38-39
• 3.4.1 实验原理38
• 3.4.2 羟丙基瓜尔胶的制备过程38
• 3.4.3 羟丙基瓜尔胶的结构表征38-39
• 3.5 结果分析与讨论39-42
• 3.5.1 溶解性测试39
• 3.5.2 不溶物含量以及粘度39-40
• 3.5.3 抗温性能40-41
• 3.5.4 稳定性41
• 3.5.5 增稠剂适宜添加量的选择41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第4章 一种新型表面活性剂的制备及水基压裂液体系的研制43-50
• 4.1 实验试剂和仪器43-45
• 4.2 制备原理45
• 4.3 硬脂酸三乙醇胺酯马来酸酯的制备45
• 4.4 压裂液的制备45-46
• 4.5 结果分析与讨论46-49
• 4.5.1 结构表征46-47
• 4.5.2 溶解性能测试47
• 4.5.3 抗温性能47
• 4.5.4 稳定性47-48
• 4.5.5 抗盐性能48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第5章 一种非离子表面活性剂的制备及水基压裂液体系的研制50-56
• 5.1 实验试剂和仪器50-51
• 5.2 制备原理51
• 5.3 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺的制备51
• 5.4 压裂液的制备51-52
• 5.5 结果分析与讨论52-55
• 5.5.1 结构表征52-53
• 5.5.2 溶解性能测试53
• 5.5.3 抗温性能53-54
• 5.5.4 稳定性54
• 5.5.5 抗盐性能54-55
• 5.6 本章小结55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利项目目录64

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