耐温抗盐压裂液稠化剂的研制

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1、隶劫大·璺工程硕士学位论文耐温抗盐压裂液稠化剂的研制SYNTHESISoFHEATRESISTANTANDSAIJToLERANTFRACTURINGTHICKENERADissertationSubmittedtoSoutheastUniVers时舢舢㈣川㈣㈣圳洲』Y2627460FortheAcademicDegreeofMaSterofEngineeringBYZHANGQianSupervisedbyProf．ZHOUJian—chengSchoolofChemis仃y&ChemicalEngineeringSoutlleastUniVersi够November201

2、3东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究T作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南人学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：写冬西日期：j垫堕卫曼东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保

3、密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。～魏堕新签名酗期：业摘要压裂施工是油气田增产的重要措施。目前，压裂施工中最常用的为水基压裂液，而稠化剂作为水基压裂液中最主要的成分，在压裂液配制中起着关键作用。随着施工井地层温度升高、矿化度增大，制备经济适用且耐温抗盐性能好的压裂液稠化剂具有重要意义。本文根据稠化剂分子设计原理，并考虑到原料成本、来源等因素，合成了两种稠化剂。稠化剂1采用聚甘油与环氧氯丙烷反应的产物(F)与丙烯酰胺(AM)聚合得到，稠

4、化剂2为丙烯酰胺(AM)，F和2．丙烯酰胺基一2．甲基丙磺酸(AMPS)反应的产物。实验中首先合成聚甘油，将其与环氧氯丙烷按照摩尔比1：1，l：2，1：3反应得到不同的产物，分别标记为Fl，F2，F3。在稠化剂的合成中，采用正交试验进行工艺条件优化，并考察相关因素对产物耐温抗盐性能的影响。通过比较两种稠化剂的性能，选出性能较好的稠化剂，并对该稠化剂进行综合性能评价。实验结果表明：(1)以甘油为原料，采用碱催化法合成聚合甘油，性质分析表明，其羟值为940～950mgKoH儋，羟基数为9，聚合度为7，开口闪点为193．9℃。(2)以AM与F为原料合成稠化剂1，正交试验表明，反应条

5、件对反应的重要性依次为反应温度>引发剂浓度>不同F液。当反应温度45℃；引发剂的浓度为225mg／L；AM的质量分数为25％；尿素浓度为2．5％；AM与F2质量比为12：l时，稠化剂1的耐温抗盐性能最佳且分子量可达362万。(3)以AM，F和AⅧs为原料合成稠化剂2，正交试验表明，反应条件对反应的重要性依次为引发剂浓度>反应温度>AM与F质量比>AM质量浓度。当反应温度45℃；AM的质量分数为25％：尿素浓度为2．5％；引发剂的浓度为225mg／L；AM与舢—Ⅲs质量比20：l；AM与F2质量比12：1时，稠化剂2的耐温抗盐性能最佳且分子量可达486万。(4)比较两种稠化剂发

6、现，稠化剂2的耐温抗盐性能较好，且分子量比稠化剂1高出120万。对稠化剂2的性能评价表明，该稠化剂的粘度随着聚合物浓度以及矿化度的增加呈现递增的趋势；90℃时，有效浓度l％的淡水基与盐水基稠化剂体系的粘度均在1100n1Pa·s之上：且矿化度100000mg／L的聚合物溶液粘度为1460mPa．so此外，该聚合物稠化剂溶液随着剪切速率的增加和老化时问的延长，粘度有所下降，但是总体降幅较小，表现出良好的抗剪切性能与抗老化性能。关键词：压裂液；稠化剂；聚丙烯酰胺；耐温抗盐AbstractFractureisanimportantmeasuret0increaseproductio

7、ninoilandgasnelds．Currently，thewate卜base台acturingnuidisInostwidelyusedaJldtheInost疏portaIltagentm丘actur洫gnuidisthickerler．Thethickeneralsoplaysakeyrole洒thepreparationofwater_base丘acturillgnuid．眦hthemreaSeoftemperatureandsaliIl“yiIlconstruct堍oilwells，itis