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压裂液用非氟碳助排剂研究

作　者: 王宏彪
导　师: 曹晓春
学　校: 大庆石油学院
专　业: 油气井工程
关键词: 助排剂压裂液表面活性剂复配
分类号: TE357.1~2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

压裂液助排剂由表面活性剂组成,含氟表面活性剂有良好的抗温及降低表面张力的性能,但它的使用成本较高且对环境有一定的污染,故碳氢系表面活性剂复配助排剂仍有应用前景。通过对助排剂的助排机理及助排剂的使用特点的探讨,围绕助排剂的表面张力,油水界面张力,对石英砂的润湿角以及助排剂与压裂液的配伍性进行了实验与分析。运用阴/阳离子表面活性剂复配理论,优选表面活性剂,用AES作为增溶剂,增大阴/阳离子表面活性剂络合物的互溶能力,使复配后有优异的表面活性。最后优选出表面张力和界面张力较低的两个助排剂配方:助排剂A:12%(ABS+LP)+8%AES+25%溶剂+55%水,助排剂B:14%(K-12+OS)+6%AES+25%溶剂+55%水。助排剂A的1‰水溶液表面张力为26.4 mN/m,与煤油界面张力为1.2 mN/m;助排剂B的1‰水溶液的表面张力为25.0 mN/m,与煤油界面张力为1.3 mN/m。助排剂B虽然降低表面张力的能力较强,但原油与破胶液乳化倾向严重,破乳率低,助排效果不好。助排剂A加量为0.5‰时,原油与破胶液的乳化倾向小,恒温60℃、4 h破乳率为99%;加助排剂A的破胶液的表面张力小于28 mN/m,与煤油的界面张力小于2 mN/m,最后测定助排率为90.1%,与含氟助排剂F的助排率相当。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-11
第一章压裂液及其添加剂  11-17
  1.1 压裂液  11-13
    1.1.1 不同施工阶段压裂液  11
    1.1.2 压裂液的类型  11-12
    1.1.3 压裂液应具备的性能  12-13
    1.1.4 胍胶及其衍生物  13
  1.2 压裂液添加剂  13-15
    1.2.1 支撑剂  13
    1.2.2 水基冻胶的交联剂  13-14
    1.2.3 破胶剂  14
    1.2.4 黏土防膨胀剂  14
    1.2.5 破乳剂  14
    1.2.6 杀菌剂  14-15
    1.2.7 助排剂  15
    1.2.8 降滤失剂  15
  1.3 压裂施工流程及压裂液破胶后的返排方法  15-16
  1.4 稠化水冻胶压裂液对地层的伤害  16-17
    1.4.1 压裂液残渣对地层的伤害  16
    1.4.2 毛管力影响  16
    1.4.3 流体乳化影响  16
    1.4.4 黏土矿物膨胀和颗粒运移的影响  16-17
第二章助排剂作用机理及复配理论  17-28
  2.1 压裂液用助排剂的发展  17
  2.2 压裂液用助排剂的组成  17
  2.3 与助排剂作用机理有关的概念  17-18
    2.3.1 表面张力  17-18
    2.3.2 润湿角  18
    2.3.3 表面活性剂  18
    2.3.4 表面活性剂降低表面张力或液-液界面张力的原理  18
  2.4 压裂液用助排剂的作用机理  18-20
  2.5 助排剂复配理论  20-28
    2.5.1 表面活性剂的分类  20
    2.5.2 表面活性剂的分子结构及特点  20-23
    2.5.3 表面活性剂复配理论  23-28
第三章室内实验原理及方法  28-36
  3.1 表面张力和油水界面张力的测定  28-29
    3.1.1 实验原理  28
    3.1.2 仪器及试剂  28
    3.1.3 实验步骤  28-29
    3.1.4 实验结果精确度  29
  3.2 样品外观及水溶性判断  29
    3.2.1 仪器及药品  29
    3.2.2 实验步骤  29
  3.3 接触角的测量方法  29-31
    3.3.1 实验原理  29-30
    3.3.2 实验仪器  30
    3.3.3 润湿角测定步骤  30-31
  3.4 助排剂与压裂液配伍性测定  31-34
    3.4.1 实验原理  31
    3.4.2 实验仪器药品  31
    3.4.3 基液、交联液和冻胶的配制  31-32
    3.4.4 基液表观黏度的测定  32
    3.4.5 压裂液流变参数测定  32-33
    3.4.6 助排剂对压裂液成胶性能的影响实验步骤  33
    3.4.7 助排剂对压裂液破胶性能影响实验步骤  33
    3.4.8 助排剂对压裂液乳化和破乳性能的影响实验步骤  33-34
  3.5 助排剂助排性能测定方法  34-36
第四章实验结果与分析  36-53
  4.1 阴/阳离子表面活性剂复配结果与分析  36-47
  4.2 助排剂润湿角的测定结果与分析  47-49
    4.2.1 表面张力的测定结果与助排剂浓度的选定  47-48
    4.2.2 线性回归求K值并计算接触角  48-49
  4.3 助排剂对压裂液成胶性能的影响  49-50
  4.4 助排剂对压裂液破胶性能的影响  50-51
  4.5 助排剂对压裂液破胶液的乳化和破乳性能测定结果与分析  51
  4.6 助排剂助排性能测定结果与分析  51-53
结论  53-54
参考文献  54-57
发表文章目录  57-58
致谢  58-59
详细摘要  59-68

压裂液用非氟碳助排剂研究

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