一种阳离子型聚合物防膨剂的制备与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)为原料,采用水溶液聚合法制备出一种阳离子型防膨剂PMAD,通过FTIR进行表征,并对其粘均分子量进行测试;由防膨测试、耐温测试、耐水洗测试、耐盐测试及其与无机盐复配实验,对PMAD的相关性能进行研究。结果表明,PMAD具有较好的防膨性能、耐温性能、耐水洗性能和耐盐性能。当PMAD使用浓度为0.8%时,其防膨率可达87.12%,温度为100℃时防膨率超过80%,矿化度为200 g/L时,防膨率大于90%,三次水洗后,防膨率保持在80%以上。将PMAD分别与KCl、NH_(4)Cl进行复配,在使用浓度为1%时,体系的防膨率均大于90%,表明PMAD具有优异的抑制粘土膨胀的作用。

一种黏土防膨剂的优化及性能评价

将配伍性、耐水洗率和防膨性等作为指标,对以环氧氯丙烷、多乙烯多胺缩聚物及氯化钾为主剂的系列复合型防膨药剂(NW-DJ-01~08)进行了筛选。并在此基础上,应用JMP软件结合混料实验方法进一步分析了上述药剂中3种最优黏土防膨剂和氯化铵进行复配后的防膨性能。结果表明:NW-DJ-02、NW-DJ-06和NW-DJ-08防膨率较为优异,体积分数为1.0%防膨率分别为84.21%、88.42%、77.89%。3种防膨剂与氯化铵在复配体积比为2.0∶3.4∶2.6∶2.0,体积分数为2.0%时,具有最优防膨率(93.68%),总体性能优于目前常用防膨剂。

低渗透强水敏储层防膨剂的筛选方法——以大港油田张东地区沙三段为例

低渗透强水敏储层具有喉道细小和地层微粒易分散运移的特点。对这类储层进行注水开发时,处理剂的选择要求较常规储层高。针对上述特点,提出了适合这类储层防膨剂的筛选方法,即静态与动态相结合的实验评价方法,静态主要评价防膨剂的防膨率,动态主要评价防膨剂的稳定性与持久性。以大港油田张东地区沙三段低渗透强水敏储层防膨剂筛选为例,说明了静态与动态相结合实验评价方法的操作流程,同时运用该方法从6种现有防膨剂中优选出FP-1用于该区注水开发。对于质量分数为1%的FP-1防膨剂,静态评价离心法防膨率为85%,X-射线衍射法防膨率为53.2%,膨胀仪法膨胀率为0.66%,动态评价渗透率保留率大于55%,且渗透率波动范围小,防膨效果稳定。在应用过程中发现,静态评价方法中的膨胀仪法和衍射法与动态评价结果一致性好。

复合型高温酸化用粘土防膨剂的研制

为了解决高温下有机高分子型粘土防膨剂防膨率低的问题,将低分子阳离子化合物N-(丙烯酰胺基)丙基-N,N,N-三甲基氯化铵和具有润湿调节作用的γ-氨丙基三丙氧基甲硅烷按照10∶1的质量比复配,研制了复合型高温酸化用粘土防膨剂HA-1。其性能评价结果表明:在210℃恒温24h后,其防膨率仍保持80%以上;γ-氨丙基三丙氧基甲硅烷通过增加水对粘土颗粒表面的润湿角,使粘土表面亲水性减弱而有效抑制粘土膨胀。

新型双季铵盐抑砂防膨剂性能评价及作用机理探讨

针对疏松砂岩储层酸化后速敏增强、易出砂等问题,研制出了一种以聚醚胺、季铵化试剂、AMDMDAAC共聚物等为原料,具备抑砂、防膨、缩膨功能的新型双季铵盐抑砂防膨剂。通过室内实验,对所研制的新型双季铵盐抑砂防膨剂进行了性能评价,在此基础上开展了作用机理探讨,结果表明该新型抑砂防膨剂与酸液配伍性良好,其抑砂、抗冲刷、防膨、缩膨等性能明显高于市场同类产品,可作为酸化添加剂在疏松砂岩酸化解堵作业中使用,也可单独作为抑砂防膨剂在油井转注、水井试注中使用。

压裂液防膨剂的研制与应用

为了解决现有压裂液防膨剂用量大、配伍性差、不便于现场配液等问题,室内实验研究合成了防膨率高、配伍性好的有机阳离子型液体防膨剂,同时确定了中间产物的最优反应物配比、反应温度和反应时间,以及终产物的最优配方。经评价,防膨剂质量分数为0.3%时,减阻水压裂液的防膨率为70.5%,且不影响压裂液减阻率。中试生产的防膨剂产品与现场市售同类商品相比,防膨率提高17%~33%,在新疆、重庆等现场进行了多井段的压裂施工,表现出优良的配伍性和防膨性,能满足压裂液防膨和连续混配要求。

利用X-射线衍射仪评价防膨剂效果的实验方法

以水化膨胀能力最强的钠蒙脱石为研究对象,利用X′PertPro粉晶X-射线衍射仪测试蒙脱石(001)晶面间距的原理,探索性地建立了使用X-射线衍射仪直接、快速评价防膨剂防膨效果的方法和实验流程。系统总结了钠蒙脱石在去离子水、有机防膨剂、无机防膨剂中的(001)晶面间距变化情况。研究表明,蒙脱石(001)晶面间距的变化能够直观的反应防膨剂的防膨效果。并且采取了先抑后膨、先膨后抑的方法对防膨剂的稳定性、持续性进行了评价,拓宽了评价防膨剂的性能参数。

季铵盐阳离子聚合物防膨剂对W/O乳状液稳定性的影响

为揭示季铵盐阳离子聚合物防膨剂对热采稠油乳状液稳定性的影响规律,根据南堡35-2油田热采现场采出液特征,采用高温高压可视相态釜模拟配制油包水乳状液,研究了季铵盐阳离子聚合物防膨剂对油水界面张力、界面剪切黏度及乳状液表观黏度和破乳脱水率的影响。结果表明,随着防膨剂浓度的增大,油水间的界面张力降低,界面剪切黏度增大;防膨剂浓度一定时,随着剪切速率的增大,界面剪切黏度增大并最终趋于稳定。温度对乳状液体系的性能影响较大:防膨剂在55℃时几乎对原油的乳化不产生影响,防膨剂溶液与原油形成的乳状液不稳定;在乳化温度为100℃和150℃下形成的乳状液稳定性高,且其表观黏度随防膨剂浓度的增大而增大;防膨剂浓度一定时,随着乳化温度升高,乳状液的表观黏度明显增大,脱水率降低,150℃时含0.5%~10%防膨剂乳状液的脱水率均为0,稳定性良好。季铵盐阳离子聚合物防膨剂能降低油水间的界面能,提高界面膜强度,增加W/O型乳状液的稳定性。

粘土防膨剂性能评价的新方法研究

粘土矿物的水化膨胀是导致钻井井壁失稳和储层损害的根本原因,粘土矿物防膨评价方法对于正确使用粘土防膨剂具有重要意义;分析并综述了粘土防膨剂试验结果评价方法及其特点;提出用激光粒度仪法研究粘土防膨的新方法,其基本特点是粘土矿物在不同介质中作用后其粒径分布存在明显差别,粘土颗粒越小,防膨能力越强;研究表明:粘土矿物经粘土防膨剂作用后其粒径明显小于蒸馏水;有机阳离子防膨剂防膨效果要优于无机盐类防膨剂;试验结果证明:激光粒度仪法来评价粘土防膨剂效果的方法是可行的,且其速度快、直观,与离心膨胀法评价方法所得结果比较一致。

多羟基有机铵黏土防膨剂的合成及应用

以三乙醇胺和溴丙烯为原料,采用无溶剂法合成了一种新型多羟基有机铵黏土防膨剂——三羟乙基烯丙基溴化铵(TAAC)。采用均匀设计法,对反应温度、反应时间及n(溴丙烯)∶n(三乙醇胺)等影响因素进行了考察。采用离心法测试、滚动回收实验、粒度分析、XRD和FTIR等手段对防膨剂的防膨性能进行研究。表征结果显示,TAAC的加入可明显增加膨润土的颗粒粒径,有效拉近晶层间距,并排挤晶层间水。通过季铵盐与羟基的协同吸附作用,使TAAC牢固地吸附于黏土表面,起到了良好的防膨效果。实验结果表明,TAAC的最佳合成条件为:n(溴丙烯)∶n(三乙醇胺)=1.5、反应时间26 h、反应温度40℃,TAAC产率可达94.3%。

羟胺基聚醚胺防膨剂的研制

以环氧氯丙烷和二乙醇胺为原料,采用水溶液聚合法制备了一种羟胺基聚醚胺(HAPEA)防膨剂,测试了其防膨性能.实验表明:当环氧氯丙烷与二乙醇胺物质的量比为1∶1、反应温度为60℃、反应时间为7 h时,合成的防膨剂具有较好的防膨效果.当羟胺基聚醚胺(HAPEA)的质量分数为2.0%时,其防膨率为87.5%,与KCl复配使用时防膨效果明显提高.

新型耐温防膨剂的合成与性能研究

针对辽河油田庙五块８２ － ４０ 井组注蒸汽驱油特点，研制了一种新型耐温防膨剂 Ｍ Ｃ－ １ ，考察了 Ｍ Ｃ－ １ 的加量对地层渗透率、防膨效果、驱油效果及长效性的影响，得到了耐高温防膨液组成与配方，并对其作用机理进行了初步分析。

PDMDAAC粘土防膨剂的合成与评价

用过硫酸铵作为引发剂,通过正交试验合成了阳离子粘土防膨剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PD-MDAAC)。通过测定其特性粘数筛选出了最佳合成条件,评价了不同质量分数下的PDMDAAC的防膨率,确定了最佳使用质量分数范围为0·8%。将PDMDAAC与无机粘土防膨剂KCl和NH4Cl复配后进行评价,防膨率能达到76·2%,同时又能节约成本。

压裂液用高效胺类复合型防膨剂的性能研究

根据压裂液行业标准对多羟基胺类复合型防膨剂进行室内性能评价,为其现场应用奠定基础。结果表明,复合型防膨剂在加量为0.5%时,防膨率高达82%;耐温抗剪切性能、热稳定性能均较好,对压裂液破胶性影响小,与压裂液配伍性良好,对岩心水敏性伤害小。

海上油田注水处理用粘土防膨剂的室内筛选

针对海上油田储层特点筛选粘土防膨剂,对控制储层水敏伤害和保障整个油田的持续高效开发有非常重要的意义。综合多种防膨剂评价方法的优点,采用静态与动态相结合的实验评价方法,筛选了适用于海上某油田注水开发的粘土防膨剂。优选出质量分数为l%的FP-3A粘土防膨剂,静态评价离心法其防膨率为79.1%,X-射线衍射法防膨率为54.6%,膨胀仪法防膨率为80.7%,岩心线性膨胀率为0.73%,每100g静态吸附量0.29g;动态评价渗透率保留率大于70%,最佳注入质量分数为0.5%～1.0%,且渗透率波动范围小,防膨效果稳定且作用时间长,适于海上某油田注水开发应用。

油田酸化用粘土防膨剂的发展及应用研究

综述了国内外油田酸化用粘土防膨剂的现状及发展趋势,介绍了重要的油田酸化用粘土防膨剂分类以及酸化用粘土防膨剂的作用机理。并对其使用范围及技术、存在问题及对策进行了论述。

粘土防膨剂的合成及其复配研究

介绍了以三甲胺、二乙胺、乙二胺、盐酸以及醋酸为原料合成4种相对分子质量较小的粘土防膨剂方法;并将这4种防膨剂分别与氯化钾、氯化铵、氯化钾和氯化铵混合物复配;考察了4种防膨剂用量、防膨剂与复配物质量比对防膨率的影响。结果表明,防膨剂用量选择1.0%较合适,4种防膨剂中乙二胺盐酸盐防膨率最高,达88.3%;与氯化钾复配物中三甲胺盐酸盐复配物防膨率最高,达91.6%;与氯化铵复配物中二乙胺盐酸盐复配防膨率最高,达91.9%;与氯化钾和氯化铵混合物复配物中乙二胺盐酸盐复配物防膨率最高,达91.3%。

季胺盐型防膨剂的制备及其性能评价

为了解决低渗透储层粘土膨胀所带来的负面影响,以三乙烯四胺(TETA)与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)合成了一种季胺盐低聚合物,将其作为防膨剂应用.利用红外光谱和核磁共振氢谱分析确认了产物的结构,结果表明当TETA与CTA分别按照1∶1、1∶2和1∶4进行反应后得到了三种不同的低聚物防膨剂.通过采用离心法对不同产物进行不同条件下的防膨性能测试.测试结果表明,当TETA与CTA的摩尔比为1∶4时,季胺盐低聚合物(TETA-FP_(4))具有优良的防膨性能.当TETA-FP_(4)用量为1%时,防膨率为92.08%;经过3次水洗后,其耐水洗率91.02%.当温度超过80℃后其防膨率仍可超过86%.表明该季胺盐低聚合物防膨剂具有优良的耐温耐水洗能力.不同pH和矿化度下的防膨性能表明,TETA-FP_(4)具有良好的耐矿化度和耐酸碱能力.可用作耐温耐酸耐高盐压裂液的防膨添加剂.

表外储油层酸化防膨剂的评价及效果分析

本文论述了采用不同防膨试验方法评价不同类型粘土防膨剂,并以回归曲线和价值工程分析防膨效果。由分子结构理论提出分子保护膜的防膨机理新观点,论述了酸液中添加具有多种功能的非离子型防膨剂QC—1可提高表外储层酸化与排酸效果。