ZND特种凝胶抗稀释能力的研究.pdf

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1、2010年12月潘丽娟等．ZND特种凝胶抗稀释能力的研究ZND特种凝胶抗稀释能力的研究潘丽娟王平全陶怀志(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都610500)摘要通过从热力学角度研究ZND特种凝胶的溶解和稀释过程，建立了用稀释热评价凝胶抗稀释能力的方法，采用筛余率验证凝胶抗稀释能力，考察了相关影响因素。结果表明，温度是影响筛余率的主要因素，当ZND特种凝胶与水体积比为1：5时，1．5％的ZND特种凝胶在4O℃、120r／min下剪切60min和1．8％的ZND特种凝胶在6O℃、120r／rain下剪切30min后的筛余率均大于70％，ZND特种凝

2、胶具有较好的抗稀释能力，满足现场堵漏应用要求。关键词特种凝胶稀释热抗稀释筛余率堵漏在复杂地层恶性漏失问题的处理中，ZND特试剂厂。种凝胶的应用已越来越普遍¨。根据堵漏工程1．2实验方法经验，ZND特种凝胶在近井地带地层易流动，通在实验装置中，将已知溶解热的标准物氯化过设备泵进入漏层又停止流动，并迅速充满整个钾l0．00g溶于1000mL蒸馏水中，按照公式(1)裂缝空间J。当顺利形成具有足够大启动压差计算实验装置的热容C；同样的温度和压力下，将和承压能力“凝胶段塞’时，即达到堵漏目的。一定质量ZND特种凝胶在1000mL蒸馏水中溶但现场应用中，凝胶在一定程度稀释

3、下，仍可能丧解，按照公式(2)计算ZND的溶解热△；按一定失应用效果，目前对ZND抗稀释能力研究还涉足稀释比，将一定体积的凝胶加水稀释，通过公很少。因此，准确判断ZND抗稀释能力，有利于式(3)计算溶液温度下凝胶的稀释热△。指导现场应用工艺，提高恶性漏失的堵漏成功率。c=通过从热力学角度研究ZND特种凝胶的溶解和稀释过程，我们建立了用稀释热判断抗稀释能力式中，为溶解的标准物的质量，g；为的评价方法，并进行了用筛余率验证凝胶抗稀释标准物的相对分子质量；△为溶解前后的温度能力的室内实验。变化值，℃；△为该溶液温度和浓度下标准物溶解热，kJ／mol，此值可由标准查得

4、；C为实验装1ZND特种凝胶溶解热和稀释热的测量置的热容，kJ／~C。1．1实验装置和试剂测量溶解热和稀释热的实验装置见图1。贝△=％(2)克曼温度计测量溶解和稀释前后的温度变化值，式中，为溶解的ZND质量，g；△T为ZND要求装置化学稳定性和绝热性优良。溶解前后量热系统的温度变化值，oC；△为ZND的溶解热，kJ／g。．A△=(3)温罐r式中，V为稀释的ZND特种凝胶体积，mL；△日。为凝胶的稀释热，kJ／mL。1．3温度对实验装置热容的影响将l0．0og标准KCI溶于l000mL蒸馏水中图1溶解热和稀释热的测量装置ZND固体干粉，四川光亚科技股份有限公收稿

5、日期：2010—08—12。司；聚丙烯酰胺HPAM，相对分子质量l0，大庆油作者简介：潘丽娟，在读硕士研究生，研究方向为钻井液体系田公司；氯化钾，分析纯，四川省成都市科龙化工及其机理。精细石油化工进展第l1卷第12期26ADVANCESINFINEPETR0CHEMICAI5的溶解热参数测定结果见表1。越低，流体越难稀释，抗稀释能力越强，说明ZND特种凝胶的抗稀释能力强于HPAM。这与现场效表1温度对KCi溶解热参数的影响果吻合，表明用稀释热评价抗稀释能力的方法具有可靠性。2用筛余率验证ZND特种凝胶的抗稀释能力2．1实验原理注：表中各参数均为常压F测得；a标

6、为常压F1toolKCI溶等体积的特种凝胶在不同质量分数、温度、剪于20mol蒸馏水中时的溶解热；忽略溶质和溶剂的量对溶解热的影响，取实验条件下的KC1溶解热等于AH{示，下同。切速率下，经不同时间稀释，过lO目筛，将AD定义为稀释前后凝胶体积的变化率，即筛余率，计算从表l可看出，温度不同，量热系统的热容不公式如下：同。因此，ZND特种凝胶的溶解和稀释过程中，溶液温度以l6～18℃为宜。一xl00％1．4ZND质量分数对溶解热的影响式中，，分别为稀释前的凝胶体积和稀不同ZND质量分数下，ZND溶解热参数测定释后的筛余凝胶体积。结果见表2。AD为正值，表示凝胶抗

7、稀释，AD越大抗稀表2ZND溶解热参数测定结果释能力越强；若AD为负值，表示凝胶被稀释，AD绝对值越小抗稀释能力越强；现场应用要求AD为正值或绝对值不超过25％的负值。2．2ZND特种凝胶的抗稀释能力配制不同质量分数ZND特种凝胶1000mL，备用；再按凝胶与水体积比1：5的稀释比将凝胶和蒸馏水混合，置于500mL烧杯中，在不同转速下，从表2可看出，ZND溶解为放热过程，随着搅拌不同时间后，过lO目筛测定筛余体积，用筛余ZND质量分数增加，溶解热减小。由于ZND分子率评价ZND特种凝胶的抗稀释能力，结果见表4。溶剂化形成氢键释放的能量大于克服分子间作用表4ZN

8、D特种凝胶的抗稀释能力力所需的能量，因