酸液稠化剂的性能评价【毕业论文】

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本科毕业论文（20届）酸液稠化剂的性能评价专业：应用化学 摘要：酸化处理是油气井增产增注的重要措施之一，而其中稠化剂是酸液中一种重要的酸性添加剂。本文主要采用行业标准（SY/T6214-1996）对产品性能进行了评价，测定了稠化酸的配伍性、热稳定性、剪切稳定性等；并且采用红外光谱表征了稠化酸的分子结构。结果表明：由该稠化剂配制的稠化酸在90℃时的热稳定性为80.23%;在室温、剪切速率170/s条件下剪切2h，剪切稳定性为86.4%;这说明了该稠化剂具有良好的热稳定性和剪切稳定性，通过配伍性试验表明，该稠化剂与酸液中常用的添加剂具有很好的相容性。由此可得该产品性能优良，可用作酸液稠化剂。关键词：稠化剂；性能评价；红外光谱；相容性AcidThickeningAgentPerformanceEvaluationAbstract：Acidificationtreatmentisoneofthemostimportantmeasuresingasandoilreservoirs,andtheviscosifierisanimportantacidadditive.InthisarticleweevaluatedthePDAperformancebyusingindustrystandard(SY/T6214-1996).Thecompatibility,thermalstability,shearstabilityofthickeningacidandthemolecularstructureofNGwerecharacterizedbytheinfraredspectrum.TheresultsshowedthatthethermalstabilityofthisviscosifierpreparedfromPDAwas80.23%at90℃.Atroomtemperature,aftershearing2hattherateof170/s,itsshearstabilitywas86.4%,whichindicatedthatthiskindofviscosifiershowedbettercompatibilitywhencomparingwiththeoften-usedagentsintheacid.Sowecanknowthatthisproducthasexcellentperformanceandcanbeusedasacidthickeningagent.Keywords:viscosifier;evaluation;IR;Compatibility 目录1文献综述11.1酸化的概况11.2稠化酸的发展史11.3PDA的性质21.4PDA的应用21.5酸液添加剂31.5.1缓蚀剂31.5.2铁稳定剂31.5.3防乳化剂31.5.4粘土稳定剂41.5.5助排剂41.6本论文主要研究目标和实验内容42实验42.1稠化剂性能的评价实验42.1.1实验试剂42.1.2实验仪器52.2稠化酸性能的评价52.2.1稠化酸试样的制备52.2.2稠化酸酸溶时间的测定52.2.3稠化酸的热稳定性52.2.4稠化酸的流变性62.2.5稠化酸的热稀释性62.2.6稠化酸的剪切稳定性62.2.7稠化剂PDA与各种酸液添加剂的配伍性62.3聚合物的表征63结果与讨论73.1红外光谱分析71111 3.2酸液稠化剂PDA的性能评价结果73.2.1稠化酸试样的制备结果73.2.2稠化酸酸溶时间的测定评价结果83.2.3稠化酸的热稳定性评价结果93.2.4稠化酸的热稀释性的评价结果93.2.5稠化酸的剪切稳定性的评价结果103.2.6稠化剂PDA与各种酸液添加剂的配伍性的评价结果114结论11参考文献：12致谢131111 1文献综述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。酸液增稠剂在国外研究试验的历史已有40年。近几十年来国外酸液增稠剂产品主要有丙烯酞胺类、乙烯类、纤维素类以及生物类等聚合物。其中最重要的是丙烯酞胺类增稠剂，例如1998年美国联合碳化公司研究出了一种克服酸液120℃温度下降解的四元共聚物(丙烯酞胺或N—甲基丙烯酞胺或N，N一二烷基丙烯酞胺与其他单体的共聚物)，用其配置的稠化酸在实验室模拟实验中展示出良好的粘度稳定性和较宽的温度适应范围。又如美国钻井专业产品公司菲力浦化学公司(PhillipsPetroleumCo.)的DSGA酸液稠剂为二丙烯酞胺二甲基丙磺酸钠与丙烯酸胺的共聚物；美国哈里伯(Halliburton1111 Services)的一种高温酸液增稠剂乃是丙烯酞胺与氯代季按欲的聚合物。目前国内常用的酸液增稠剂有许多类同于水基压裂液用胶凝剂，例如孤胶及其衍生物、纤维素及其衍生物、丙烯酞胺类聚合物。虽然我国酸液增稠剂试验研究工作起步较晚，但是已有大量的酸液增稠剂品种被开发出来。例如四川石油局天研所研制的CTI一6系高温酸液增稠剂，现场应用表明其性能接近或达到引进的增稠剂。还有北京油化所研制的酸液增稠剂RTA是含NaAMPS单体的共聚物。RTA与国外增稠剂在实验室条件下比较结果表明，其耐温性与耐酸性能可与美国DSGA增稠剂媲美，而对碳酸岩的缓速能力还优于DSGA，剪切速率稳定性则优于国内常用的PAM和美国的pusher一500[5]。在酸液稠化剂的发展过程中，国内外的研究者对稠化剂进行了大量的评选和新产品研制工作，特别是对各种高分子增粘剂进行了广泛的研究和现场实验。如聚丙烯酰胺类化合物（PAM）、羧甲基纤维素（CMC）和羧乙基纤维素（HEC）、聚乙烯醇、羟丙基胍胶（HPG）、聚乙烯吡咯烷酮和聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）等。由AM和DMDAAC聚合得到的产物为PDA，目前，国内外对PDA的研究已经比较多。1.3PDA的性质二甲基二烯丙基氯化铵(dimethyldiallylammoniumchloride，简称DMDAAC)与丙烯酰胺(acrylamide，简称AM)的共聚物(PolyDMDAAC-AM，简称PDA)是阳离子型聚电解质，由于其大分子链上所带正电荷密度可调，水溶性好，阳离子单元结构稳定，相对分子质量和阳离子度易通过不同制备工艺条件加以控制，PH使用范围广，高效无毒，造价低廉等特点，广泛应用于石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工及水处理等领域，日益受到人们的重视[12]。PDA商品一般为水溶液，呈中性，干燥后微黄至白色粉末，具有强烈的吸湿性，热分解温度为280—300℃。室温下PDA水溶液在碱性介质中能发生部分水解。PDA溶于水、甲醇、冰醋酸等溶剂，不溶于乙醇、丙醇、苯、甲苯、丙酮、DMF等有机溶剂，其分子带有正电荷，水溶液和吸湿性固体粉末具有导电性，导电机理为离子迁移导电，其导电性能同时也受到温度、浓度以及阳离子度的影响。在纯水中，随聚合物浓度的减小，溶液的比浓粘度不是减小而是迅速增大，呈现出典型的聚电解质粘性特征。由于聚电解质溶于水后离解产生聚离子和反离子，随着溶液的稀释，聚离子和反离子之间的距离增大，聚电解质离子化程度增大，聚离子电荷密度增大，聚离子链上同种电性基团静电斥力增大，导致高分子链的扩张，比浓粘度因而增大。另外，聚合物黏度也受到外加盐的种类、盐的浓度以及溶剂的影响。通常用特性粘数来表征PDA相对分子质量，其大小受溶剂种类和浓度及温度等条件的影响，为了便于比较，国内外普遍采用在1mol/L的NaCl水溶液中30℃测定PDA溶液的特性粘数。国内外关PDA的毒性研究较少，其中陆兴章等人[11]研究了命名为HC型阳离子高分子絮凝剂的PDA对TA98、TA100标准株菌AMES实验和动物急性毒性实验，结果表明HC型阳离子高分子絮凝剂无毒性。1.4PDA的应用PDA在石油工业中应用时间很长，主要作为粘土稳定剂、污水净化剂、防水垢剂、泥浆和水泥浆改性剂、酸化液添加剂和封堵液等，以及泡沫和乳浊液的稳定剂。在水处理过程中，PDA凭其良好的絮凝效果、脱色效果和操作简便等优点，发挥了巨大的作用。它可用来处理含悬浮物、含油类的废水，也可回收废水中金属，以及处理含无机硅的水，另外，在生活污水的净化、生化污泥和消化污泥的脱水方面，阳离子絮凝剂PDA又有独特的功效。1111 在造纸工业中，主要用作助滤剂、干强剂及废水处理的絮凝剂等，利用这些功能，可在有效改善纸张的质量，提高细小纤维及填料的留着率、提高车速、降低原材料的消耗、降低环境污染。在制造静电复印纸和喷墨印刷用纸的涂层上以提高纸的防静电性能、耐水性。在采矿业中，PDA可用于处理含水矿浆以及分离煤矿废水中的悬浮物。用高阳离子度的PDA来处理煤矿泥浆，用量少且沉降快[14]。PDA是一种阳离子表面活性剂，在日用化工行业中的应用也越来越广泛，应用于香波、染发剂、液体肌肤清洁剂等。应用于工业中抗菌素的提取、发酵液的助滤、制糖业中糖浆的澄清、油质废水的脱乳化等，也应用于食品添加剂和电池缓蚀剂。1.5酸液添加剂由于早期的酸化技术不成熟，对金属管线腐蚀严重，并且对地层也造成伤害。人们面对此问题，结合多年的酸化处理经验，考虑是否可以向酸液中加入抑制剂，以解决上述问题。从此，酸液添加剂就成为酸化研究的主题之一。酸化是油气井增产的重要措施，而酸化效果，尤其是在高温、低渗透性深井的酸化效果，在很大程度上取决于酸液添加剂[6]。酸液添加剂主要用于抑制酸液对施工设备和管线的腐蚀，减轻酸化过程中对地层产生新的伤害，提高酸化效率使之达到设计要求。近年来，国内外相继研制开发出酸液缓蚀剂、缓速剂、粘土稳定剂、铁离子稳定剂等产品系列，并在此基础上配套开发出低伤害多功能的缓速、降滤失酸液体系，目前，国内外各油气田面临深井施工和低渗透油气藏改造，所以对酸化工作液的性能提出一个更高的要求。因此，需加快发展完善酸化添加剂的品种，配套发展酸液体系以满足酸化技术发展的要求。目前，酸液添加剂有下列儿种：1.5.1缓蚀剂酸液中使用的缓蚀剂[7]决定于酸浓度和地层温度。①低温（80℃）、低浓度（酸的质量分数低于0.15）的条件下，可用含氧化合物（如甲醛）；②低温、高浓度（酸的浓度高于0.15），可用含氧化合物（如肉桂醛）或含氮化合物（如胺盐、吡啶盐）；③中温（80℃一120℃）、高浓度，可用炔醇或炔醇与含氮化合物复配作缓蚀剂；④高温（120℃一210℃）、高浓度，可用Mannich碱（胺甲基化反应产物，如甲烷基酮）或Mannich碱与炔醇复配作缓蚀剂。并且还要在缓蚀剂中加缓蚀增效剂以提高它的缓蚀效果[8]。1.5.2铁稳定剂由于钢铁腐蚀产物氧化铁、硫化亚铁和含铁矿物（如菱镁矿、赤铁矿）在酸中的溶解，都会在残酸中产生Fe3+和Fe2+。为将Fe3+稳定在残酸中，可用铁稳定剂：（1）络合剂或鳌合剂：乙酸（HAC）、柠檬酸（CA）、次氮基三乙酸（NTA）和乙二胺四乙酸（EDTA)。乙酸只能用至66℃，而后三者可用至200℃。（2）还原剂：甲醛、硫脉、联氨、异抗坏血酸(EA)。其中，EA是最有效的。1.5.3防乳化剂由表面活性剂或岩石微粒稳定的任何类型的乳状液都会影响酸化后的排液。可用防乳化剂防止原油与酸形成乳状液。防乳化剂可分为两类：有分支结构的表面活性剂和互溶剂。1.5.4粘土稳定剂1111 粘土稳定剂是用来抑制酸化施工中引起的粘土矿物的膨胀和运移，提高酸化效率。目前常用的粘土稳定剂主要有无机类和有机类[9]。如氯化钾、氯化铝、羟基铝、氧氯化锆；阳离子聚合物聚铵、聚季铵PTA、PAE—1、PTF—2、PA—F、QC—1、BCS851和美国的J55等。据现场和室内实验表明：无机盐类稳定剂有效期短，高价金属离子在地层中易产生沉淀；阳离子表面活性剂能引起水湿性砂岩表面润湿反转。阳离子聚合物是目前应用最广泛的酸化液粘土稳定剂。如华北油田采用的TDC15复配NH4Cl作为酸液稳定剂达到有效期长、抗剪切、耐酸、耐高温与地层水配伍性好的效果。1.5.5助排剂助排剂是酸化处理后使残酸及时容易的返排的一种添加剂。主要是一些醇和非离子表面活性剂以及含氟的阳离子表面活性剂等。如Halliburton公司的ENWSR—288和FZ—43以及STS—4等就是助排剂[10]。1.6本论文主要研究目标和实验内容基于上述分析，我国稠化剂的发展较晚，且种类较少，比较单一。结合油田实际应用情况以及国内外稠化剂的研究现状，初步讨论了反应条件对聚合物合成的影响，对所合成的聚合物结构进行表征，利用红外光谱图，分析并确定产物的分子结构，按照行业标准对其性能进行研究和评价，测定产品的酸溶时间，流变性，热稳定性，剪切稳定性以及与各种酸的配伍性等，判断是否达到行业标准可以作为稠化剂来使用。2实验2.1稠化剂性能的评价实验2.1.1实验试剂表2-1实验试剂试剂名称规格备注酸液稠化剂自制PDA粉末浓盐酸化学品浙江三鹰化学试剂有限公司氢氟酸化学品杭州巨基化工有限公司浓硫酸化学品浙江三鹰化学试剂有限公司缓蚀剂工业品杭州巨基化工有限公司铁离子稳定剂工业品浙江三鹰化学试剂有限公司粘土稳定剂工业品浙江三鹰化学试剂有限公司表面活性剂类助排剂工业品杭州巨基化工有限公司2.1.2实验仪器1111 表2-2实验仪器一览表仪器名称规格型号备注六速旋转粘度计NDJ—5S上海伦捷机电仪表有限公司电热恒温水浴锅DF-101S巩义市予华仪器有限责任公司恒温磁力搅拌仪HJ—3上海民桥精密科学仪器有限公司分析天平AN1011上海民桥精密科学仪器有限公司毛细管黏度计平行乌氏台州市椒江区玻璃仪器厂红外光谱仪IR-440日本岛津公司2.2稠化酸性能的评价稠化酸的主要性能指标有稠化能力、热稀释性、剪切稳定性、热稳定性和配伍性。按照SY/T6214—1996[16]对比稠化剂的性能进行评价。2.2.1稠化酸试样的制备按照SY/T6214—1996“酸液稠化剂评价方法”中稠化酸试样的制备方法，我们配制了一系列浓度(l.0%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%)的稠化剂试样。向烧杯中加入实验室配制的20％盐酸，在精密电动搅拌器高速搅拌下，迅速均匀倒入一定量的聚合物，继续高速搅拌。等聚合物充分溶解后，加入2％的缓蚀剂，充分搅拌后，用六速旋转粘度计在要求温度下测定酸液粘度。2.2.2稠化酸酸溶时间的测定按照S/T6214—1996“酸液稠化剂的评价方法”中稠化剂酸溶时间的测定，我们在室温下，按2.5%的比例取稠化剂加入到浓度为20%的盐酸溶液(此浓度为现场最常使用的盐酸浓度)中。在60r/min转速下搅拌，用六速旋转粘度计每间隔20min测定酸液粘度，记录数据，当粘度趋于稳定后，再以30min为间隔测定两个数据。然后以酸液粘度读数为纵坐标，测试时间为横坐标，做酸液粘度一时间的曲线，再取最后两点做直线，曲线与直线的交点所对应的时间即为稠化剂的酸溶时间。2.2.3稠化酸的热稳定性首先，取所配成的稠化剂浓度为2.5%稠化酸液，用旋转粘度计在170s-1剪切速率下，测得室温30℃酸液的表观粘度，然后再将稠化酸置于带有冷凝装置的500ml磨口瓶内并置于恒温水浴中加热到60℃，恒温4h后取出，自然冷却至30℃后，测定酸液在170/s下的表观粘度。重复上述步骤，测定90℃、170s-1下的表观粘度。稠化酸的热稳定性按下式计算:ω=(μa,/μa)·100%ω—稠化酸热稳定性，%μa，—稠化酸恒温前表观粘度，mPa·s；μa—稠化酸在60℃(或90℃)恒温后自然冷却至30℃时的表观粘度，mPa·s；2.2.4稠化酸的流变性1111 按照SY/T6214—1996标准，测量稠化酸的流变性，只需将一定浓度的稠化剂配制在规定浓度的酸液，测定出稠化酸的热稀释性和剪切速率对稠化酸粘度的影响即可。2.2.5稠化酸的热稀释性具体步骤如下:配制稠化剂的浓度为2.5%，盐酸浓度为20%的稠化酸，测定该酸在30、45、60、75、90℃等不同温度下，在170/s下的稠化酸的表观粘度。同时根据表中的数据做出稠化酸的表观粘度—温度曲线。但是为了对合成稠化剂有一个比较详细的评价，我们测出了由不同浓度的稠化剂配成的酸液在不同温度下的表观粘度，同时做出了稠化剂浓度为2.0%、2.5%、3.0%的稠化酸表观粘度—温度曲线。2.2.6稠化酸的剪切稳定性在现场施工中，一般将80—100m3的盐酸泵入井下大约需要2小时，在此过程中，稠化酸酸液受到剪切作用，进入井底时粘度可能降到较低的数值。为了考察稠化剂在酸液中的剪切稳定性，我们将稠化剂浓度为2.5%、盐酸浓度20%的稠化酸在室温下恒温，用旋转粘度计连续剪切，剪切速率170s-1、连续剪切时间为120min，在剪切过程中每隔20min记录一次酸液的表观粘度。稠化酸的剪切稳定性按下式计算：ω，=(μaη/μaθ)·100%ω，—稠化酸的剪切稳定性，%；μaη—恒温后剪切前稠化酸的表观粘度，mPa·s；μaθ—剪切120min后稠化酸的表观粘度，mPa·s。2.2.7稠化剂PDA与各种酸液添加剂的配伍性用稠化剂和10%~25%的盐酸配成的稠化酸与下述常用的酸液添加剂进行配伍实验。稠化酸体系配方：20%盐酸+2.5%稠化剂+2.0%缓蚀剂+0.15%铁离子稳定剂+0.15%破乳剂+0.5%助排剂+0.3%粘土稳定剂。配制好的酸液在常温下放置15天，若无沉淀和不溶物产生，并且对此稠化酸分别进行了热稀释性、热稳定性、剪切稳定性评价，性能优良，则说明加入的各添加剂并未改变稠化酸的性能，合成的稠化剂与酸液添加剂有良好的配伍性。2.3聚合物的表征红外光谱（IR）分析主要是对样品中官能团的检测和分析，多种类型的聚丙烯酰胺中的典型官能团对红外分析比较敏感，因此，IR是分析聚合物PDA中分子结构的有效手段[15]。制备得到的聚合物样品在做红外光谱前，应将其用无水乙醇进行多次提纯，然后置于干燥烘箱中进行低温（40℃）干燥，除去产品中的水，以防止水的存在影响分析结果。将烘干的聚合物磨成粉末，用溴化钾（KBr）压片制样。最后用岛津IR-440型红外光谱仪对聚合产品做红外分析。3结果与讨论3.1红外光谱分析1111 将样品烘干后磨成粉末，用溴化钾(KBr)压片制样。用日本岛津公司生产的IR-440红外光谱仪对P(DMDAAC-AM)聚合产品进行红外分析。分析结果如图3-1所示。图3-1PDA红外谱图从图3-1中可以看出，3400cm-1附近均出现胺基-NH3的伸缩振动吸收峰，在3300cm-1附近出现-OH的特征吸收峰，说明两种聚合物都具有强烈的吸水性。2930cm-1附近为与-N+相连的-CH3的伸缩振动吸收峰，1656cm-1附近出现酰胺基中羰基—C=O的特征吸收峰。从图3.1可看出，1406cm-1处还出现了与-N+键合的双甲基特征峰，在610cm-1附近出现了N-C键的弯曲振动吸收峰。说明该聚合物为PDA。3.2酸液稠化剂PDA的性能评价结果3.2.1稠化酸试样的制备结果根据2.2.1的步骤中，我们用20％的盐酸配制了一系列浓度(l.0%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%)的稠化剂试样。等聚合物充分溶解后，加入2％的缓蚀剂，充分搅拌后，用六速旋转粘度计在要求温度下测定酸液粘度。稠化酸试样的粘度记录如表3-1所示。表3-1稠化酸试样的粘度加20%HCI+稠化剂，室温1111 稠化剂浓度/％1.02.02.53.03.5酸液粘度/(mPa·s)26.436.845..950.253..43.2.2稠化酸酸溶时间的测定评价结果根据2.2.2的方法，我们在室温下，按2.5%的比例称取稠化剂加入到浓度为20%的盐酸溶液(此浓度为现场最常使用的盐酸浓度)中。在60r/min转速下搅拌，用六速旋转粘度计每间隔20min测定酸液粘度，记录数据，当粘度趋于稳定后，再以30min为间隔测定两个数据(数据见表3-2)。然后以酸液粘度读数为纵坐标，测试时间为横坐标，做酸液粘度一时间的曲线，再取最后两点做直线，曲线与直线的交点所对应的时间即为稠化剂的酸溶时间（如图3-2）。表3-2酸溶时间的测定20%HCl+2.5%稠化剂，室温时间/min20406080110140170酸液粘度/(mPa·s)22.835.342.645.846.145.945.7图3-2酸溶时间的测定由实验数据和实验结果表明，该稠化剂的酸溶时间约为80min左右。3.2.3稠化酸的热稳定性评价结果根据2.2.3的方法，我们先取所配成的稠化剂浓度为2.5%稠化酸液，用旋转粘度计在170s-11111 剪切速率下，测得室温30℃酸液的表观粘度，然后再将稠化酸置于带有冷凝装置的500ml磨口瓶内并置于恒温水浴中加热到60℃，恒温4h后取出，自然冷却至30℃后，测定酸液在170/s下的表观粘度。重复上述步骤，测定90℃、170s-1下的表观粘度测量结果如表3-3所示。表3-3稠化剂在酸液中的热稳定性(盐酸浓度20%)μa，/mPa·sμa/mPa·sω/%60℃45.940.187.4290℃45.936.880.23实验结果表明:合成的稠化剂在酸中加热到90℃未产生沉淀或悬浮物，且稠化酸在60℃、90℃时的稳定性均在80%以上。这说明稠化剂在盐酸中具有良好的热稳定性。3.2.4稠化酸的热稀释性的评价结果根据2.2.5的方法，我们配制稠化剂的浓度为2.5%，盐酸浓度为20%的稠化酸，测定该酸在30、45、60、75、90℃等不同温度下，在170/s下的稠化酸的表观粘度。同时根据表中的数据做出稠化酸的表观粘度—温度曲线如图3-3。但是为了对合成稠化剂有一个比较详细的评价，我们测出了由不同浓度的稠化剂配成的酸液在不同温度下的表观粘度，同时做出了稠化剂浓度为1.0%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%的稠化酸表观粘度—温度曲线，其测试结果如下表3-4。表3-4不同浓稠化剂的稠化酸的热稀释性(表观单位mPa·s)122.533.530℃26.435.845.950.253.445℃22.732.342.74750.560℃15.825.836.440.846.475℃12.522.733.237.541.790℃10.120.430.534.938对于酸化中酸液，一般要求于170/s条件下，60℃一90℃时初始表观粘度达到25mPa·S以上；在90℃以上时初始表观粘度达到20mPa·S以上。由上表3-4可知，随着温度上升，稠化酸粘度要下降；对于井底温度低于75℃的井(即井深大致在2000m以下)稠化剂用量为2.0%即可达到要求;对于，目前深井(井底温度在90℃以上)，我们可以采用2.5%稠化剂用量。现场施工时，可根据不同的底层温度和粘度要求配制适当浓度的稠化酸。1111 图3-3稠化酸热稀释性的测定3.2.5稠化酸的剪切稳定性的评价结果根据2.2.6方法，我们将稠化剂浓度为2.5%、盐酸浓度20%的稠化酸在室温下恒温，用旋转粘度计连续剪切，剪切速率170s-1、连续剪切时间为120min，在剪切过程中每隔20min记录一次酸液的表观粘度。实验数据见表3-5，图如3-4。表3-5稠化酸的粘度与剪切时间时间/min020406080100120表观粘度/mPa·s45.945.444.743.943.142.239.51111 图3-4稠化酸剪切稳定性的测定测试结果表明:由合成稠化剂所配成的稠化酸(稠化剂浓度为2.5%、盐酸浓度20%)在室温、剪切速率170/s条件下剪切2h，其粘度下降的幅度较小，剪切稳定性达85%。可见，合成稠化剂具有良好的剪切稳定性。3.2.6稠化剂PDA与各种酸液添加剂的配伍性的评价结果（1）在稠化剂PDA与各种酸液添加剂的配伍性实验中，按要求配制好的酸液在常温下放置15天无沉淀和不溶物产生，并且对此稠化酸分别进行了热稀释性、热稳定性、剪切稳定性评价，结果表明，加入各添加剂并未改变稠化酸的性能，说明合成的稠化剂与酸液添加剂有良好的配伍性。（2）在酸液稠化剂PDA与酸的配伍性实验中，在20%的硫酸、氢氟酸、磷酸中均能形成透明的黏性液体，结果表明，该聚合物PDA在这几类酸中都具有良好的配伍性。（3）在酸液稠化剂PDA与盐的配伍性实验中，在聚合物在总矿化度高达40000mg/L的标准盐水中配制的20%稠化酸，静置6h，未出现沉淀或分层，结果表明，该聚合物在高含Ca2+、Mg2+、Na+的酸液中不会变质沉淀，具有较强的抗盐性。4结论根据石油天然气行业标准SY/T6214—1996“酸液稠化剂的评价方法”对合成聚合物进行性能评价得出如下结论：（1）稠化酸具有较高的粘度，与常规酸相比，能明显延缓酸液反应速度，增大酸液有效的作用距离。（2）稠化酸在酸液中与大多数酸液添加剂有很好的配伍性。（3）稠化剂耐酸、耐温性能良好，在盐酸中受热不产生沉淀，始终保持均一性。（4）稠化酸在剪切速率170/s条件下连续剪切2h，其粘度下降的幅度较小，剪切稳定性达85%，表现出了良好得剪切稳定性，可以作为稠化剂使用。参考文献：[1]何生厚,张琪著编.油气开采工程[M].北京:中国石化出版社,2003:392-405.[2]李克向编.保护油气层技术[M].北京:石油工业出版社,1993:737-743.[3]修书表,杜成良等.SCJ-1稠化酸的研究与应用[J].钻井完井液,1999,16(5):41-44.[4]马喜平.提高酸化效果的缓速酸[J].钻采工艺,1996,19(1):55-62.[5]MWu,QZhang,G.zhang,ProPertiesoftheforpolymerofvinylPyrrolidonewithitaconicacid,acrylamideand2-acrylamide-2-1-propanes:sulfonicacidasafluid-lossreducerfordrillingfluidathightemperature.Colloidpolymersci.2001:836-842.1111 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