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粘弹性表面活性剂压裂液研究与应用

作　者: 戴鲲
导　师: 那辉
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学和物理
关键词: 粘弹性清洁压裂液表面活性剂添加剂
分类号: TE357
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 562次
引　用: 2次
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内容摘要

本文在确定长链烷基季铵盐型阳离子表面活性剂可作为清洁压裂液用表面活性剂的基础上,由四甲基己二胺与长链卤代烷反应,或二溴代烷与长链烷基二甲基叔胺反应,合成出4种季铵盐型Gemini表面活性剂,并利用红外光谱和核磁共振氢谱对其进行结构表征,分析结果表明,所合成的分子结构与所设计的分子结构相同。通过对比季铵盐型Gemini表面活性剂与其对应“单体”的表面性质可知:前者形成胶束的能力更强,在研究其流变性与粘弹性的基础上,确定该表面活性剂适宜作为清洁压裂液使用。本文还筛先出以季铵盐型Gemini表面活性剂为主剂的压裂液配方,并研究了浓度、温度、剪切应力、无机盐、有机小分子以及pH值对该体系的影响。此外,还研究了该压裂液体系的悬砂性、滤失性与破胶性,结果表明,其性能优良。本研究在外围低渗储层及老区三次加密薄差储层开展了该清洁压裂液的现场试验,结合低渗透储层的特点,研究确定了“先低后高”的变配比施工工艺技术;由于该压裂液体系遇油水不破胶,必须加氧化剂破胶,从而建立了前置液加破胶剂的复合破胶工艺技术。在两类试验区,三个试验区块的13口井应用试验结果表明该压裂液体系对于低渗透油藏压裂改造具有明显优势,为低渗透油藏的压裂开发提供了有效技术手段。

全文目录

内容提要  4-5
Abstract  5-8
第一章文献综述  8-21
  1.1 压裂液的发展状况  8-10
    1.1.1 压裂液技术现状  8-10
    1.1.2 压裂液性能要求  10
  1.2 清洁压裂液机理  10-19
    1.2.1 表面活性剂结构特征及分类  11-13
    1.2.2 表面活性剂聚集体结构及其影响因素  13-16
    1.2.3 清洁压裂液成胶机理  16-18
    1.2.4 表面活性剂破胶机理  18-19
  1.3 清洁压裂液国内外研究与应用现状  19-21
第二章压裂用粘弹性表面活性剂筛选与合成  21-32
  2.1 清洁压裂液用表面活性剂类型及结构的筛选  21-23
    2.1.1 粘弹性表面活性剂结构的确定  21-22
    2.1.2 长链烷基季胺盐类表面活性剂压裂液耐温耐剪切性能  22-23
  2.2 季铵盐型Gemini 表面活性剂的合成与表征  23-29
    2.2.1 Gemini 表面活性剂的分子结构及特性  23-24
    2.2.2 实验药品及仪器  24-25
    2.2.3 实验原理  25-26
    2.2.4 实验步骤  26
    2.2.5 Cm-s-Cm·2Br 的表征  26-29
  2.3 季铵盐型Gemini 表面活性剂的表面性能  29
  2.4 季铵盐型Gemini 表面活性剂压裂液主剂与助剂的确定  29-30
  2.5 小结  30-32
第三章季铵盐型Gemini 表面活性剂压裂液性能评价  32-52
  3.1 压裂液粘弹性表面活性剂体系流变性研究  32-33
    3.1.1 流变性理论基础  32
    3.1.2 粘弹性表面活性剂流变参数的测定  32-33
    3.1.3 流变性实验  33
  3.2 体系的粘弹性研究  33-37
    3.2.1 粘弹性原理  33-34
    3.2.2 表面活性剂压裂液体系粘弹特性研究  34-37
  3.3 浓度对粘弹性表面活性剂压裂液粘度的影响  37
  3.4 粘弹性表面活性剂压裂液耐温耐剪切性能研究  37-38
  3.5 无机盐的影响  38-39
  3.6 有机小分子的影响  39-41
  3.7 pH 值的影响  41
  3.8 压裂液用粘弹性表面活性剂体系的悬砂性能  41-45
    3.8.1 常规静态悬砂性实验  42
    3.8.2 密度计法表征压裂液悬砂性  42-45
  3.9 压裂液用粘弹性表面活性溶液的滤失性  45-49
    3.9.1 压裂液滤失机理  45-46
    3.9.2 压裂液滤失性研究  46-49
  3.10 压裂液的破胶性能评价  49-50
    3.10.1 破胶性能  49-50
    3.10.2 不同配比浓度的破胶水化液表界面张力性能  50
  3.11 小结  50-52
第四章现场应用研究及效果评价  52-66
  4.1 试验区概况  52
  4.2 现场试验及工艺研究  52-61
    4.2.1 粘弹性表面活性剂压裂液施工工艺研究  52-59
    4.2.2 粘弹性表面活性剂压裂液油藏适用性试验  59-61
  4.3 效果评价  61-64
    4.3.1 敖南区块  61-63
    4.3.2 杏北区块  63-64
    4.3.3 朝阳沟区块  64
  4.4 小结  64-66
第五章结论  66-68
参考文献  68-74
致谢  74

粘弹性表面活性剂压裂液研究与应用

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