长庆油田压裂返排液对储层支撑裂缝损害室内研究

为降低压裂返排液对储层支撑裂缝的损害,对长庆油田目前使用的压裂液类型如胍胶体系、生物胶体系、滑溜水体系及滑溜水-胍胶体系开展了压裂返排液对储层支撑裂缝损害的研究。首先在室内测定了4种压裂返排液体系的pH值、密度、固相含量、颗粒粒径;然后对4种压裂返排液进行了预处理,评价了压裂返排液对岩心基质渗透率损害程度;最后探讨了4种压裂返排液中悬浮物粒径、悬浮物浓度与支撑裂缝损害之间的关系。评价结果表明,胍胶和生物胶对支撑裂缝的损害程度较小,滑溜水和滑溜水-胍胶混合液对支撑裂缝的损害程度较大;随着悬浮物颗粒粒径以及质量浓度的减小,压裂返排液对支撑裂缝损害也随之减弱;压裂返排液对地层岩心基质损害率较小,可以实现压裂返排液体系的再利用,具有一定的应用前景。     

压裂返排液颗粒粒径与储层损害关系研究

为减小压裂返排液对储层的损害,对陕北油田3种不同配方体系的压裂返排液样品中的悬浮物及其浓度、粒径大小与分布对储层的损害程度进行评价,通过过筛对压裂返排液进行处理,评价处理后压裂返排液对储层的损害情况,并对处理前后的压裂返排液损害储层的机理进行了分析。研究发现,3种体系的压裂返排液中,胍胶体系L41中悬浮物颗粒中值粒径最大,胍胶滑溜水混合体系AP189悬浮物颗粒中值粒径最小,滑溜水体系AP183悬浮物颗粒中值粒径居中;当压裂返排液流入岩心时,悬浮物的浓度及其颗粒粒径与岩样孔喉大小关系将直接决定是在岩心端面形成外滤饼还是直接侵入岩心内部造成损害。     

柳杨堡气田高温压裂液体系优化

针对柳杨堡气田前期压裂施工中存在的稠化剂浓度高、残渣含量高、延时交联时间较短、施工泵注压力高、破胶不彻底等问题,优选了高温缓速交联剂,并在此基础上优化了稠化剂HPG浓度、交联比、破胶剂组合类型:稠化剂浓度由0.55%降至0.45%,最佳交联比为0.3%~0.5%。采用高温胶囊破胶剂+APS组合破胶的方式,开展了破胶剂加量优化及对应破胶时间试验,优化形成了一套适合柳杨堡深层高温气田压裂施工需要的压裂液配方。该配方有效降低了稠化剂浓度,延迟了交联时间,在保证了顺利压裂施工的同时,能够快速破胶返排。现场试验应用3井/11段,施工成功率100%,效果良好,能够满足该区块高温井压裂施工需要。     

多层瓦楞纸淀粉胶的性能

分别以玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉为原料,采用二步法按不同配比制备多层瓦楞纸生产线用淀粉胶黏剂,并对其性能进行研究。结果表明,糊化温度随淀粉胶质量分数和NaOH质量分数的增大而降低;SteinHall黏度随NaOH质量分数增大先减小,当NaOH质量分数超过0.7%时,Stein-Hall黏度迅速增大。在同一温度时,Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、小麦淀粉胶、玉米淀粉胶;经过同一放置时间时,Brabender黏度从大到小依次为马铃薯淀粉胶、玉米淀粉胶、小麦淀粉胶。     

压后关井期间压裂液黏度影响因素及预测模型研究

压裂液能否有效破胶是影响压裂效果的重要因素,破胶剂是实现压裂液顺利破胶的重要手段,现场主要依靠经验线性加破胶剂,通常出现压裂液破胶不彻底或过早破胶而影响压裂效果甚至导致压裂失败的现象。针对该问题,利用Arrhenius方程和黏时曲线建立了预测破胶对压裂液黏度影响的经验关系,结合黏度无因次预测模型,建立了综合考虑温度和破胶影响的压裂液黏度预测模型,利用该模型分析了压后停泵温度恢复和破胶剂浓度对压后关井期间压裂液黏度的影响。研究结果表明,停泵后温度恢复和破胶均会降低压裂液黏度;破胶对压裂液黏度的影响比温度更显著。该结果为确定关井时间和优化破胶剂加量提供了理论依据。     

地毯草黄单胞菌产黄原胶与魔芋胶复配胶的流变性

改善地毯草黄单胞菌FJAT-10151产的黄原胶的力学性能,研究黄原胶/魔芋胶复配胶的流变性,为该复配胶的开发应用提供基础数据及参考。通过分析复配比、质量浓度、pH值、加热温度、加热时间、氯化钾浓度等对黄原胶/魔芋胶复配胶黏度的影响研究其流变性。结果表明:黄原胶/魔芋胶复配胶为"非牛顿流体",最佳复配比为4∶6;复配胶的黏度随pH的增大先增大后减小,在pH 8.0时黏度最大;复配胶的黏度随加热温度的增大而先增大后减小,在60℃达到最大值;复配胶的黏度随加热时间的延长而减小;氯化钾浓度和冻融处理对复配胶的黏度都有一定程度的影响。0.5%复配胶在60℃加热30min条件下黏度为454.337Pa·s,其稠度系数为9 117。     

有机无机复合交联剂研制及性能评价

研制出了一种新型有机无机复合交联剂,该交联剂与主剂 HPAM溶液形成一种复合交联聚合物凝胶体系,该体系成胶时间可调,成胶黏度大,抗温可达120℃,抗盐可达250000mg/L,稳定时间长达90d以上；同时,该体系堵水率大于90%,突破压力梯度大于5.0MPa/m,可用于油田开发深部调剖或堵水。     

一种新型线性胶压裂液的室内评价及应用

从体系交联性能、耐温耐剪切性能、滤失性能、破胶性能、助排性能以及储层岩心伤害性能等对一种由人工合成的线性胶稠化剂配置而成的新型线性胶压裂液体系进行了室内评价,并在红河油田红河121井长81层进行了现场应用。室内评价结果及现场应用表明,新型线性胶压裂液体系携砂性好,60℃条件下连续剪切90min时压裂液黏度仍保持在100mPa·s左右;破胶彻底,残渣低,在储层温度下均能完全破胶,且180min内破胶液黏度均小于5mPa·s,60℃时破胶后的残渣含量为18mg/L;破胶液黏土防膨效果较强,防膨率达到82.5%;破胶液表、界面张力较低,55℃时,破胶液的表面张力为26.7mN/m,界面张力为1.24mN/m,利于压后返排;破胶液对岩心平均伤害率仅为15.3%,伤害较低,该压裂液既能满足现场压裂施工和压后快速破胶返排的需要,又利于保护储层。     

水溶性离子对聚合物-有机铬凝胶体系性能的影响研究

用不同离子的水溶液配制聚合物溶液,加入自制有机铬交联剂,形成聚合物-有机铬凝胶体系,考察不同水溶性离子对聚合物凝胶体系成胶性能的影响。聚合物-有机铬凝胶体系配方为:聚合物质量浓度为0.15g/L,交联剂质量浓度为0.2g/L。随着NaCl质量浓度的增加,凝胶体系的成胶时间会明显降低,当NaCl质量浓度超过40g/L时,凝胶强度会变弱;Ca2+、Mg2+会影响聚合物分子线团尺寸,导致成胶时间缩短,凝胶强度降低;Fe2+、S2-会引起聚合物分子降解,严重破坏凝胶形成,其中Fe2+氧化形成的Fe3+会占据聚合物分子链上的交联点从而阻碍凝胶形成。     

低黏度羟丙基甲基纤维素溶液黏度行为的研究

[目的]为了研究羟丙基甲基纤维素溶液黏度的影响因素及变化规律。[方法]采用控制变量法,依次对羟丙基甲基纤维素质量分数、温度、pH、促凝剂、盐分等影响因素进行探究。[结果]黏度随着羟丙基甲基纤维素质量分数的增加呈指数增加的变化趋势;随着温度的降低,黏度降低;黏度几乎不受酸碱的影响;结冷胶与羟丙基甲基纤维素的相容性良好,具有黏度行为协同效应;随着盐分质量分数的增加,黏度逐步降低,趋于稳定。[结论]低黏度羟丙基甲基纤维素溶液的应用性能受到羟丙基甲基纤维质量分数、温度和盐分等因素的影响。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性1）

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇（ PVA）交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂／无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱（ FT－IR）研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。 FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

聚乙烯醇交联硅酸钠木材胶黏剂的耐水改性

采用有机助剂氨基磺酸、正硅酸乙酯和十二烷基磺酸钠,无机填料纳米二氧化硅和活性氧化镁对聚乙烯醇(PVA)交联硅酸钠木材胶黏剂进行耐水改性。研究有机助剂添加比例、无机填料配比以及有机助剂/无机填料配比对硅酸钠胶黏剂耐水性能的影响,并采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究耐水性提高机制。结果表明,与单独使用有机助剂或无机填料改性硅酸钠胶黏剂相比,有机助剂和无机填料复合改性硅酸钠胶黏剂的耐水性有较大提高。FTIR分析表明,相对于PVA交联处理硅酸钠胶黏剂,有机助剂和无机填料复合改性可以进一步促进硅酸钠胶黏剂固化,提高胶黏剂的交联度,从而提高耐水性能。     

油田酸化压裂废液中F-在土壤中的迁移规律研究

通过土柱实验研究了大庆油田酸化压裂废液中氟离子(F-)对土壤环境的影响,考察了酸化压裂废液中不同浓度的F-在土壤中的迁移转化规律,以及不同酸度、不同的土壤质地对F-在土壤中的迁移规律的影响.并探讨了相关作用机理.结果表明,油田酸化压裂废液中F-对土壤环境产生明显的影响,随着废液中F-浓度增加,F-在黑钙土中的迁移深度增加;沿土壤深度方向发展,土层中F-含量呈现降低趋势;随着F-浓度的变化,F-在黑钙土中的迁移基本符合负指数y=y0+a·exp(-x/t)规律;而随着压裂废液中酸度的增加,土壤中粘土矿物Ca2+,Al3+等阳离子浓度增高,与水中氟形成难溶化合物,从而使得F-在土壤环境中的迁移深度反而降低;F-在大庆地区3种典型土壤中的迁移深度符合黑钙土>黄土>碱土的规律;油田酸化压裂废液中F-主要存在于在10 cm深度的土壤表面层.     

处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂的影响

研究了交联改性前大豆蛋白基胶黏剂的NaHSO3改性处理工艺对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响。结果表明：当反应温度为30℃、反应时间为0.5 h、加入4% NaHSO3处理大豆蛋白,再经交联剂改性制备的大豆蛋白基胶黏剂胶合板干、湿强度满足GB/T 9846.3-2004中有关I类胶合板的强度要求。动态热机械性能( DMA)分析结果表明, NaHSO3改性处理后大豆蛋白基胶黏剂的机械性能和热稳定性都有所提高,固化起始温度略降低。差示扫描量热( DSC)和傅里叶红外光谱( FTIR)分析表明,经NaHSO3处理后蛋白质分子中的二硫键有明显的断裂,且有明显的DSC固化放热峰。交联改性前,大豆蛋白通过NaHSO3改性处理,可以降低大豆蛋白基胶黏剂的交联剂使用量,从而在不影响使用性能的前提下,进一步降低大豆蛋白胶黏剂的制作成本。     

刨花板用大豆蛋白基胶黏剂的研究

为了提高刨花板用大豆Glycine max蛋白基胶黏剂的内结合强度和耐水性,在碱、尿素共同作用的大豆蛋白与酚醛树脂共聚（SPF）反应的基础之上,研究了在共聚之前经过交联的SPF与未经过交联的SPF对刨花板力学性能和吸水厚度膨胀率的影响。结果表明:①共聚之前经过交联的SPF胶黏剂刨花板24 h吸水厚度膨胀率满足国家标准GB/T 4897.3－2003中潮湿环境下的结构用板要求（10.0%）。其中,酚醛预聚液作为交联剂,刨花板内结合强度值满足标准中干燥状态下使用的家具及室内装修用板要求（0.40 MPa）。②傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析表明,交联剂主要与豆胶的伯胺反应,通过加成反应接到大豆蛋白分子链上。③差示扫描量热法（DSC）分析表明,交联剂与豆胶有比较明显的交联固化峰,交联反应比较理想。图2表1参9     

淀粉/聚丙烯酸/胶磷矿缓释肥包膜材料的制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,使胶磷矿、淀粉与丙烯酸盐共聚交联,制备了一种兼具保水性的含磷缓释肥包膜材料并应用于包衣尿素缓释肥。磷矿质量分数为14%时,材料在去离子水、自来水中的吸水率分别为560 g/g、254 g/g,包衣尿素的缓释周期为65 d,符合GB/T23348-2009规定的缓释要求。     

竹单板条层积复合材制备工艺及物理力学性能

以竹单板条、酚醛树脂(PF)胶黏剂、异氰酸酯(PMDI)胶黏剂为主要原料,按照设计的工艺流程制备了竹单板条层积复合材(PBSC);采用正交试验法,分析竹单板条原料规格尺寸、PF和PMDI两种胶黏剂溶液质量分数及浸渍时间对PBSC物理力学性能的影响,遴选制备PBSC的适宜工艺参数。结果表明:在实验范围内,PBSC物理力学性能随着胶黏剂溶液质量分数增加而增强,PF和PMDI两种胶黏剂质量分数为30%时PBSC力学性能均最佳,弹性模量分别为9 780、9 840 MPa,静曲强度分别为121.08、124.34 MPa,均达到GB/T20241—2006《单板层积材》结构用单板层积材100E优等品等级的规定值;浸渍时间为60 min时,性能最佳;单板条的尺寸规格对PBSC静曲强度和弹性模量的影响不显著; PF和PMDI浸渍处理的竹单板条制备的PBSC,物理力学性能无明显差异。     

乙二醛对蛋白基胶黏剂结构及性能的影响

选用2种典型蛋白原料大豆粉及谷蛋白粉,通过刨花板内结合强度性能测试及CP-MAS 13CNMR分析,对比乙二醛化蛋白基胶黏剂与甲醛化蛋白基胶黏剂的性能特征。结果表明,乙二醛与蛋白分子之间发生了化学反应,但由于其交联程度不及甲醛化蛋白胶黏剂,导致其胶接性能不及后者,若提高pMDI等交联剂的添加量,乙二醛化蛋白胶黏剂也可用于人造板制备。     

稠油乳状液在水浴与微波加热方式下的降黏实验

为了探究稠油乳状液在水浴与微波两种加热方式下的降黏特性及机理,以含水率50%的委内瑞拉稠油乳状液协同纳米降黏剂为研究对象,设计了水浴与微波两种加热方式下的降黏对比实验,包括降黏规律分析、四组分(SARA)分离、全二维气相色谱质谱(GC-MS)分析、傅立叶红外光谱分析(FT-IR)及黏度反弹实验,探究了降黏剂质量分数、加热温度及加热时间对稠油乳状液表观黏度的影响规律。实验结果表明:降黏剂质量分数对表观黏度影响最大;微波能够作用原油极性组分及水分子,其非热效应进一步降低稠油乳状液的表观黏度;微波加热可将稠环芳核、多环或杂环异构烷基的胶质及沥青质片层状分子转化为轻组分,降低杂原子基团质量分数;30天内,微波加热油样的表观黏度微小升高,但仍有87.44%降黏率。研究结果对于稠油降黏采输工艺具有重要的指导意义。     

页岩气压裂返排液对小麦生长及生理特性的影响

为了探究页岩气开采产生的压裂返排液对农作物的影响,以冬小麦为材料,探究了小麦3个不同关键生育期(播种期、分蘖期、抽穗期)施入压裂返排液对小麦生长及旗叶、根部生理特性的影响。结果表明:随着返排液浓度升高,小麦株高、生物量、产量总体呈下降趋势,光合作用及抗氧化酶活性均呈先升高后降低的趋势,可溶性糖含量显著降低。播种期、分蘖期、抽穗期施入返排液浓度分别为≥50、50、150 g·kg^-1时,小麦株高显著降低;返排液浓度分别为≥200、150、200 g·kg^-1时小麦生物量明显降低;返排液浓度分别为≥200、150、100 g·kg^-1时,小麦产量、光合作用及抗氧化酶活性明显降低。研究表明,高含量的有机物及盐分离子是压裂返排液中的主要污染物。在播种期、分蘖期、抽穗期返排液泄漏进入农田土壤的浓度分别为≥200、150、100 g·kg^-1时,返排液通过诱导小麦氧化应激反应进而影响光合作用及植物生长,其中返排液于抽穗期进入土壤对小麦影响最大。