黄原胶的改性及其压裂体系和流变性能研究
我国非常规资源储量丰富，经济价值巨大，同时，非常规石油气的开发可填补常规石油气不足所产生的空缺。目前广泛应用于油田增产的措施是水力压裂，而压裂液增稠剂作为水力压裂的一部分也是学者研究的热点。首先，以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、环氧丙烷为改性剂与黄原胶(XG)发生醚化反应获得阳离子黄原胶(CXG)和阳离子羟丙基黄原胶(HCXG)，经过单因素实验以及正交试验的探究优化，最终得到的最优合成条件下质量分数为0.4％的HCXG溶液表观黏度分别是XG、CXG溶液的6.27倍和2.27倍。采用红外光谱、核磁共振和X射线衍射(XRD)等方法表征了产物的结构，研究了XG、CXG和HCXG溶液的流变性能及其作为压裂液的性能指标。红外、核磁以及XRD测试结果表明，阳离子醚化剂和羟丙基已成功接入XG;HCXG溶液的流变性能和压裂液基液性能优于CXG和XG溶液。 其后，采用超重力技术进一步优化黄原胶的性能，得到超重力改性黄原胶(CHCXG)，通过单因素优化后，其粘度相较HCXG有了进一步的提升，0.4％浓度下较HCXG溶液，再次提升了28.98％。之后的流变及基液的性能测试也证明了其综合性能的进一步强化，最优条件下的反应时间相较之前也缩短了0.5h。同时，探究开发了适用于黄原胶的有机锆交联剂配方，并通过单因素进行优化。 最后将得到的最优改性黄原胶与自制有机锆交联剂交联，并对有机锆交联超重力改性黄原胶压裂体系进行了流变性能的测试。结果表明，较HPG冻胶，CHCXG冻胶体系具有更为优异的粘弹性以及耐温性能。
油气开采;水力压裂;压裂液增稠剂;黄原胶;化学改性;流变性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
曹辉
2020
中文
TE357.12
2020-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）