一种具有超长侧链的疏水缔合型聚合物的合成及减阻性能评价

采用曲拉通和丙烯酰氯醇解合成一种水溶性可聚合单体,仅使用水作为溶剂合成一种具有超长侧链的疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)作为减阻剂,通过分子动力学模拟方法对比了聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和合成的具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用,并分别以去离子水和盐水配液改变HAPAM含量,测量不同HAPAM含量的滑溜水在不同流速下的摩阻,并计算相应的减阻率。实验结果表明,具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用最强;减阻率随流速的增加而增大,HAPAM含量越高,减阻率达到70%所需的流速越高,减阻率最高可达80%以上;盐对滑溜水的减阻率和黏度有显著负面影响,需提高HAPAM含量才能获得理想的减阻率;SEM表征结果显示,HAPAM在清水和盐水中的分布形态均为网状结构。

循环水管道减阻节能剂研究进展

介绍了表面活性剂减阻节能剂减阻的原理以及影响减阻的主要因素、减阻节能剂的分子设计。综述了表面活性剂减阻剂的分子结构特征、典型减阻节能剂配方和主要应用领域。建议化工技术人员发挥专业优势,从腐蚀性和安全性数据可靠的工业水处理剂中筛选优良的工业减阻节能剂,类推设计新颖的减阻节能剂分子。

页岩气措施返排液重复利用技术研究

页岩气主要通过采用大规模减阻水多级分段压裂获得。减阻水压裂会产生大量的返排液,返排液若直接排放会对周边的生态环境造成一定的影响,必须对其进行有效处理。如果能够实现对返排液中减阻水压裂液的重复利用,就可减少对环境的污染、降低开采成本、节约水资源,研究其处理方法具有极大的技术价值和经济价值。根据页岩气措施液性能要求,在仔细分析返排液性质的基础上,评选出絮凝剂、杀菌剂等水处理药剂,筛选出适合返排液重复利用的减阻剂,在焦页8-2HF和焦页12-3HF井应用中取得较好的效果。

页岩气藏可回收滑溜水

页岩气藏开发一般采用大排量、大液量滑溜水体积压裂,压裂后返排液量大、处理困难,要求压裂液降阻性能好、可连续混配、可重复利用。根据四川页岩储层特征,研发了速溶、低相对分子质量、低黏乳液降阻剂,形成了可回收滑溜水,其降阻率大于70%,溶解时间小于30s,满足高排量、连续混配要求;筛选了高效杀菌剂,对硫酸盐还原菌的杀菌率达100%,可有效降低细菌对储层的伤害;该滑溜水耐钙镁离子浓度达10000mg/L,返排液经简单沉降后可重复使用,返排液处理后利用率大于95%,现场操作简便,满足工厂化作业要求。

水包水乳液减阻剂的减阻机理研究

将采用分散聚合法制备的水包水乳液减阻剂直接溶解于纯水中,配制成滑溜水;通过环境扫描电子显微镜与室内管道摩阻仪对减阻剂进行微观结构表征与减阻性能测试。实验结果表明,该减阻剂具有良好的速溶性,能在 98 s 内溶解完全;减阻剂浓度和高价离子浓度影响滑溜水的减阻性能,其中,Ca^2+,Fe^3+,SO4^2-质量浓度分别超过 75,20,100 g/L 时,才会影响减阻效率;在滑溜水实际应用时应侧重非结构黏度的减阻作用。

减阻剂在闭式循环水系统中应用的实验研究

在闭式循环水系统中添加减阻剂能有效减小循环冷却水泵的能耗,但现有研究关于减阻剂对换热的影响认识不足。分析了减阻剂CCTDRA在闭式循环水系统中应用时浓度、雷诺数及进口水温对其减阻率和换热减少率的影响。研究结果表明:在Re=11817、体积分数为0.30%时能取得较大的减阻率及相对较小的换热减少率,在25~55℃进口水温范围内,减阻率为46.37%~48.27%,换热减少率为9.72%~13.76%;但通过加大流速至水泵功耗最大值(82 W)时,换热减少率仍有8.89%~12.34%,表明该减阻剂在水泵不节能的情况下也不能完全弥补对换热设备的换热影响,此时该减阻剂在闭式循环水系统应用不可行。

多功能滑溜水减阻剂的制备及性能评价

为获得滑溜水压裂液优良的减阻性,以柴油为分散介质、失水山梨醇单油酸酯和聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为复配乳化剂、过硫酸钾和偶氮二异丁腈为引发剂,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和α-十二烯(EA)为反应单体,采用反相乳液聚合的方法制备了滑溜水减阻剂DGSA-1。用红外光谱仪对合成产物的结构进行了表征。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数,对减阻剂制备条件进行了优选,研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。结果表明,在AM、AMPS、EA 3种物质摩尔比为1.1∶1∶0.1、引发剂用量占单体总质量的0.048%、复配乳化剂的HLB值(表面活性剂的亲水亲油平衡值)为5.5、反应温度55℃、反应时间6 h的条件下制备的滑溜水减阻剂DGSA-1的减阻效果最佳。DGSA-1减阻剂具有分散溶解性好、抗盐、高效减阻和低表界面张力的特性。0.15%DGSA-1水溶液的黏度在2 min内达到最大,减阻率为73.2%,减阻性能优于国内外同类产品。

磺甲基化聚丙烯酰胺合成及在卤水管道的应用

针对聚丙烯酰胺耐温耐盐性能差,在高温卤水管道中减阻性能大幅降低的特点,以聚丙烯酰胺为主要原料,对其进行磺甲基化,引进耐温耐盐的磺甲基。以改性产物在卤水中的减阻率为考核指标,通过正交试验对合成条件进行了优化,得到了最佳合成条件。结果表明,将合成的SPAM按20 mg/kg的比例加入到温度20℃、氯化钠含量150 g/L的模拟卤水中,在Re为32 000的条件下,卤水管道的减阻率为40%,80℃时减阻率为27%,减阻效果明显好于聚丙烯酰胺。

添加减阻剂的前混合磨料射流切割性能试验研究

为提高前混合磨料射流的切割能力和应急抢修的作业效率,选用阳离子聚丙烯酰胺（PAM）和十六烷三甲基氯化铵（CTAC）作为减阻剂,以切割深度为评价指标,对X60钢板进行切割试验。结果表明：减阻剂的添加能够有效提高前混合磨料射流的切割能力;在压力为25-40 MPa时,PAM的最优添加量为20 mg/kg,CTAC/Na Sal的最优添加量为30 mg/kg;CTAC/Na Sal的减阻效果优于PAM,添加CTAC/Na Sal后泵压调低5 MPa,仍可以获得与无减阻剂时相同的切割深度。

适用于页岩气开发的高效滑溜水压裂液体系研究

为满足页岩气储层体积压裂对大排量、大液量的要求,需采用滑溜水压裂液体系进行压裂施工。通过大量室内试验,优选出了性能优良的压裂液添加剂,包括减阻剂CY-1、防膨剂CRJ-2和助排剂CPJ-1,并通过浓度优选以及性能评价等试验,建立了一套适合页岩气储层开发的高效滑溜水压裂液体系,具体配方(w)为:0.1%减阻剂CY-1+1.5%防膨剂CRJ-2+0.5%助排剂CPJ-1。对优选的高效滑溜水压裂液体系进行了性能评价,结果表明:该压裂液体系属于假塑性流体,具有良好的流变性能;其降摩阻性能明显优于常规胍胶压裂液体系,具有低摩阻特点;并且压裂液体系对储层段天然岩心的渗透率伤害率仅为5%左右,具有低伤害的特性,能够满足目标区块页岩气储层压裂施工对压裂液性能的要求。

减水剂在膏体充填管道输送的研究分析

矿山充填过程中,单一料浆输送往往面临沿程阻力过大,管路堵管爆裂问题,为解决这一技术难题,一些活化剂开始应用到充填试验和矿山现场。在满足充填体强度前提下,通过不添加和添加不同比例减水剂可以改善料浆膏体流变特性,在0.8%时料浆发生离析现象,试验数据分析认为添加量0.5%时为曲线拐点,此时料浆表现较好效果;通过多元线性回归分析,料浆流动性与减水剂添加量存在线性相关,可以通过屈服应力和塑性粘度两参数的变化趋势分析流变性能进行设计及推测;微观上对料浆之间颗粒电位进行了分析论证,得出减水剂的添加对料浆电位是有很大影响的,其电位排斥效果是明显的;分析了减水剂随时间推移的分散-饱和-分散作用,初期表现出促进作用,而后表现出变弱趋势,随着水化作用进行,料浆流动性进一步加大,符合试验结论,可以应用到工业充填中。