水泥浆聚合物降滤失剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)和丙烯酰胺(AM)等3种单体为主要原料,采用水溶液自由基聚合的方法合成了一系列聚合物水泥浆降滤失剂,并研究了单体配比、反应温度、引发剂浓度对聚合物水泥浆降滤失剂性能的影响。结果表明,最佳单体质量比(AA∶MA∶AM )为25∶10∶65,反应温度为40℃,引发剂加量为单体总量的1.0%。与常用的几种水泥浆降滤失剂相比,合成样品 JLS 的降滤失性能最好;JLS在水泥浆中加量为0.8%(以水泥的质量计)时,高温高压滤失量为72.3ml,比标准要求低77.7ml,且对表观黏度影响小;JLS 抗温性达120℃;抗盐性满足标准(SY/T 5504.2-2005)要求;JLS和模拟水泥浆体系中的外加剂具有良好的配伍性。     

抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂的合成与评价

针对水基钻井液钻遇高温高矿化度地层时滤失量大、流变性控制难等问题,开展了抗温抗盐降滤失剂的研究。以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-乙丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为单体,采用反相乳液聚合法制备一种抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂。正交试验确定其最佳合成条件为n₍(AM))∶n₍(AA))∶n₍(AMPS))∶n₍(NVP))=3∶2∶0.5∶0.4,HLB=4.5,反应温度为50℃,反应时间为5 h。在该条件下合成出降滤失剂LX-28。其红外光谱分析表明4种单体均参与反应,热重分析显示其功能性基团开始降解温度为345℃。在淡水浆和复合盐水浆中评价了LX-28与同类产品的抗温抗盐降滤失性。结果显示,LX-28在淡水浆中抗温达220℃,抗盐至饱和,且滤失量降低率远高于同类产品;在复合盐水浆中抗温达200℃,滤失量降低率80.6%以上,优于同类产品。电镜扫描滤饼分析其微观形貌,揭示了LX-28的降滤失机理。     

一种新型抗盐聚合物的合成与性能评价

为解决中低分子量部分水解聚丙烯酰胺抗盐性差、污水配制溶液黏度不足的问题,针对有效渗透率200~500mD的中等渗透率油层,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及自制疏水单体为主要原料,设计并合成了一种新型抗盐聚合物,并对其性能进行了评价。结果表明,新型抗盐聚合物的增黏性好于相对分子量为1500万的部分水解聚丙烯酰胺,采用现场污水配制溶液,在浓度为1000mg/L时,黏度可达58.2mPa·s。同时,该聚合物在地层剪切速率范围内(0~10s-1)可表现出剪切增黏性。此外,天然岩心物理模拟试验表明,该聚合物具有较高的工作黏度,同时具有较好的提高采收率能力。     

抗高温磺化沥青降滤失剂的室内研究

选择3种软化点的沥青、发烟硫酸和催化剂LFG-1等为主要原料,用捏合反应方法合成样品。按标准Q/SHCG 3-2011评价其油溶率、水溶率、磺酸钠含量及高温高压滤失量。结果表明,软化点为110℃的沥青、反应温度为40℃、沥青与发烟硫酸和煤油的比例为12∶8∶1、催化剂的加量为2%时合成出的样品15#性能均能满足标准要求,且高温高压滤失量只有17.2ml,比标准产品要求低7.8ml。对比评价现场产品FT-1和15#在模拟聚合物钻井液中的最佳加量、抗温性及抗盐性结果表明,15#最佳加量为3%,抗盐为15%,抗温为170℃;FT-1最佳加量为4%,抗盐为15%,抗温为150℃,说明15#具有很好的高温降滤失性。     

不同缔合强度聚合物的合成及性能评价

采用自由基聚合合成了丙烯酰胺-丙烯酸钠-烷基烯丙基氯化铵的三元疏水缔合共聚物,通过改变疏水单体的种类和疏水单体含量合成了不同缔合强度的缔合聚合物。考察了聚合物分子结构中疏水单体含量及种类对聚合物缔合强度的影响规律,并从增黏性能、抗温性能、抗盐性能等3个方面对聚合物进行了性能评价。试验结果表明,疏水单体含量和烷基链长度对缔合效应的强弱有着显著的影响,随着缔合强度增大,其增黏能力迅速增加,其抗温、抗盐能力也显著提升;在75℃或25000mg/L的盐浓度下,当疏水单体含量大于0.8%时,系列缔合聚合物的表观黏度均高于40mPa·s,并且随着缔合强度的增加其增黏、抗温、抗盐性能会进一步提升。     

微生物对几种水溶性聚合物的降解作用

针对缓/控释肥料包裹材料的广泛应用,通过实验室微生物培养,对几种水溶性聚合材料生物降解作用进行了测定.结果表明,纳米-亚微米级聚乙醇混聚物、甲基丙烯酸羟乙酯混聚物在第4周最先开始降解,废弃聚苯乙烯泡沫塑料混聚物第8周才开始降解;聚乙烯醇混聚物、聚苯乙烯泡沫塑料混聚物、丙烯酸酯类混聚物在11～20周完全降解,苯乙烯-丙烯酸酯混聚物第20周后降解达98%,试验所用纳米-亚微米级聚乙醇混聚物等7种水溶性聚合物均可作为环境友好型缓释肥料包裹材料.     

耐温抗盐稠油降黏剂的室内实验研究

本文针对中原油田稠油油藏地质及稠油特征,应用正交实验设计方法,实验筛选出了耐温抗盐稠油乳化降黏剂体系,最佳配方如下：0.05%聚氧乙烯壬基苯酚醚NP-10+0.1%两性离子表面活性剂CS-B+0.1%十二烷基苯磺酸钠ABS,即在复配降黏剂体系中NP-10、CS-B、ABS的质量比为1:2:2时的降黏效果最佳。研究了pH值、含水量、水矿化度,二价阳离子浓度、温度、配伍性等稠油降黏剂性能的影响。结果表明：在油水比7:3、50℃下所筛选的最佳降黏剂体系对稠油的降黏率达99%,耐温110℃、耐盐,适用于中原油田的稠油井的降黏需要。     

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。     

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。     

聚合物低密度水泥浆体系的优化评价

介绍了一种以AMPS为基料的聚合物降滤失剂(CG88L)来配制低密度水泥浆。该聚合物低密度水泥浆体系具有降滤失效果明显,自由液为零,早期强度高,抗污染性能好等特点,并且具有较好的环境适应性。     

小阳离子粘土稳定剂的合成与性能评价

用三甲胺和烯丙基氯合成了季铵盐小阳离子粘土稳定剂,通过测定不同条件下的合成率筛选出最佳合成条件：最佳反应时间为6h,最佳反应温度为55℃,三甲胺和烯丙基氯的最佳投料比为1∶1.6,产率可达89.8%。试验表明,相比其他粘土稳定剂,三甲基烯丙基氯化铵具有更好的粘土膨胀抑制性能,而且随着浓度增加防膨性能也越好.     

一种新型锆交联剂的制备与性能评价

随着油田深部调剖规模不断扩大,国家对环保的进一步重视,适用于深部调剖调驱体系且性能优良、对储层无害、绿色无污染的锆交联剂有良好的发展前景。以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)、柠檬酸、硫脲、乙醇胺为基本原料,得到一种新型锆交联剂的最佳合成条件:氧氯化锆、柠檬酸、乙醇胺及硫脲摩尔配比为2.2∶1∶6∶11,反应温度为80℃,反应时间为6h。确定了该交联剂的质量浓度为5g/L,同时对影响该聚合物凝胶体系的主要因素,包括温度、NaCl质量浓度、Ca2+、Mg2+和HCO-3进行了评价。该聚合物凝胶体系适宜温度在50~65℃范围内,确定了与该交联剂配伍的聚合物水样的水质指标为矿化度20g/L,Ca2+、Mg2+质量浓度分别不高于400、80mg/L,HCO-3质量浓度应不高于50mg/L。     

孔雀石绿分子印迹聚合物的合成和性能评价

以孔雀石绿为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、已二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂采用本体聚合法合成了孔雀石绿分子印迹聚合物。研究了交联剂和模板用量等参数对印迹聚合物吸附孔雀石绿的影响,最终确定孔雀石绿、丙烯酸和已二醇二甲基丙烯酸酯的摩尔比为1∶4∶20。对合成的分子印迹聚合物采用电镜扫描、平衡吸附试验和特异性吸附试验进行了性能评价。结果表明,研究合成的孔雀石绿分子印迹聚合物对孔雀石绿具有良好的吸附性和特异性。     

一种抗高温高密度水基钻井液体系的优选及室内评价研究

针对深井、超深井温度和压力高,地层结构复杂等因素,结合深井钻井液的技术特点,通过对抑制剂、抗高温稳定剂、抗高温降滤失剂、抗高温增黏剂、润滑剂等添加剂的优化,研制了一套密度在1.80~2.20g/cm3可调、具有现场可操作性的抗高温高密度水基钻井液体系HTDF,其配方如下:4%膨润土+0.1%NaOH+0.5%乙醇胺+0.5%PADS+3%CSMP-2(视博)+3%SPR(视博)+0.2%KPAM+0.3%PAMS+1.5%TEX+重晶石,并对其高温稳定性、抗污染性、抑制性、润滑性、油层保护性和高温高压滤失性能等进行了室内评价。结果表明,该体系具有长时间的抗温稳定性(抗200℃),能有效抑制泥岩的水化膨胀,具有较强的封堵性,滤失量低,对储层伤害小,可以满足钻进时工程地质要求。     

木质素环氧聚合物合成及其改性大豆蛋白胶黏剂的性能

以木质素、乙二醇二缩水甘油醚为材料,在碱性催化剂作用下开环反应合成木质素环氧聚合物(EPL),将木质素环氧聚合物与大豆分离蛋白(SPI)进行交联反应,制备改性大豆蛋白胶黏剂;采用环氧值测定、傅里叶红外光谱、核磁共振、热质量分析等方法,分析木质素环氧聚合物的环氧值、化学结构,探索木质素环氧聚合物对改性大豆蛋白胶黏剂结构、热稳定性、胶合强度的影响,评价木质素环氧聚合物对大豆蛋白胶黏剂结构、胶合性能的改性效果.结果表明:木质素成功接枝环氧基团,合成了高反应活性的木质素环氧聚合物,环氧值为2.92 mol/kg,与商用水性环氧树脂环氧值接近;木质素环氧聚合物可以与大豆蛋白分子发生氢键作用和化学反应,形成交联结构,提高改性大豆蛋白胶黏剂的耐热性能;当木质素环氧聚合物质量分数为5％时,改性大豆蛋白胶黏剂胶合强度达到0.99 MPa,满足国家标准GB/T 9846—2015规定的Ⅱ类胶合板要求.     

一种新型低分子聚合物压裂液体系及其性能评价

中原油田储层物性差,压裂层位较深。为满足当前油田增产增效开发的需要,研发了一种新型低分子聚合物压裂液体系。对该压裂液体系的配方进行研究并评价其综合性能,发现该压裂液体系具有较好的耐温抗剪切性能、易于破胶且破胶彻底、配伍性好、对储层的伤害较低。现场施工结果表明,使用新型低分子聚合物压裂液体系可以取得较好的增产效果。     

无黏土高分子聚合物钻井液体系性能评价及应用分析

针对大庆油田宋芳屯区块地层渗透率低、油层薄、油层易被污染的特点，研制一种无黏土高分子聚合物钻井液体系，对该钻井液体系性能进行了评价，并对其现场应用情况进行了分析。研究表明，该钻井液体系具有较好的抗温和封堵性能，同时具有良好的防塌抑制和抗污染性能；该钻井液体系能有效封堵岩心，且渗透率恢复率高，十分有利于保护油层；现场采用该钻井液体系施工后，提高了平均机械钻速，缩短了钻井周期，取得了良好的效果。     

一种低温底水油藏化学隔板堵剂体系的室内研究

针对低温底水油藏底水水锥问题,研制了一种以脲醛树脂为主剂,在低温(20~60℃)条件下能成功固化的化学隔板堵剂体系。通过室内对比试验确定了堵剂体系最佳配方:主剂脲醛树脂加量为40%~50%,复合固化剂GH-1浓度为800~1000mg/L,调节剂浓度范围1000~3000mg/L,体系固化时间11~51h可调,固化强度为6.8~12.8MPa。并依照优化配方配置堵剂体系,从耐温稳定性、抗盐稳定性、封堵率及封堵强度、注入性能4个方面对其进行了室内性能评价。结果表明,该堵剂体系能在低温条件下形成高强度化学隔板,并具有较好的稳定性与封堵性。