有机胺粘土稳定剂的合成及性能评价

以环氧氯丙烷、二甲胺为主要单体,乙二胺为交联剂,合成了3种有机胺粘土稳定剂,采用离心法测定粘土稳定剂的防膨性能及与无机盐复配性能。结果表明,粘土稳定剂EED合成最佳条件为:环氧氯丙烷与二甲胺摩尔比为1∶1,温度为60℃,反应时间为4 h,交联剂乙二胺用量为单体总质量的2%。采用交联剂合成的粘土稳定剂EED防膨性能和复配性能优于未加交联剂的粘土稳定剂,稳定剂EED质量浓度为1.2%时,防膨率为88.96%,与无机盐复配后,防膨率进一步提高。

AM/AMPS/DMC酸化用稠化剂的合成研究

用非离子单体丙烯酰胺(AM),阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),阴离子单体2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)作原料,采用水溶液聚合法合成了两性离子的三元共聚物。通过单因素变量法确定了最佳反应条件:所用单体占总反应体系的质量30%,且n(AM)∶n(DMC)∶n(AMPS)=6∶1∶3,引发剂(过硫酸铵和亚硫酸氢钠)用量占单体质量0.4%。在反应体系pH为7,反应温度45℃,反应6 h得目标产物,并对产物进行了性能评价。结果表明,该稠化剂的酸溶时间约为20 min,增黏能力良好,稠化剂质量分数为2.5%+盐酸质量分数为20%的溶液在170 s-1下进行剪切实验,表现出良好的抗剪切能力,稠化酸溶液与地层水有良好的配伍能力和很好的缓速性能。

压裂液用黏弹性表面活性剂的合成及性能

以长链溴代烷烃和叔胺合成了十四烷基二甲基羟丙基溴化铵(C14-2-1-1)、十六烷基二甲基羟丙基溴化铵(C16-2-1-1)、十八烷基二甲基羟丙基溴化铵(C18-2-1-1)阳离子表面活性剂。测定这3种阳离子表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)值和表面张力,结合产率高低,选取C18-2-1-1作为压裂液用黏弹性表面活性剂。黏弹性胶束溶液的助剂水杨酸钠(NaSal)与C18-2-1-1配制成黏弹性表面活性剂(VES)压裂液,得出VES压裂液的最佳配方为2.5%(质量分数)C18-2-1-1+1.0%(质量分数)NaSal,VES压裂液黏度最高可达489 mPa·s。性能研究表明:VES压裂液黏弹性良好,流性指数n′为0.23062,稠度系数K为19.49;在170 s-1剪切速率下耐温耐剪切性能良好,90.0℃时,VES压裂液黏度40 mPa·s,持续剪切1 h后体系黏度仍能保持在30 mPa·s;380~830μm陶粒在VES压裂液中自由沉降速度为0.0516 cm/min,能够有效携带支撑剂;遇煤油后自动破胶,破胶后残渣含量低,对岩心基质渗透率的损害率仅为4.19%,在开采油气资源领域有一定的价值。

新型温控变黏酸的合成及配方研究

选取丙烯酰胺(AM)为主要单体,2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰氧乙基三甲氯化铵(DAC)为功能改善单体,(NH4)2S2O8-NaHSO3为引发剂,通过水溶液聚合得到温控变黏酸稠化剂PAAD。并以该稠化剂为基础设计一种温控变黏酸配方:4%PADD+1%复合交联剂m(甲醛)∶m(硫酸铝)=1∶1),并通过分析该配方的交联和破胶性能得出90℃至120℃为其最佳使用温度。