基于淀粉微球交联剂的低浓度羟丙基胍胶压裂液性能研究

目的针对低渗透油藏,需要降低压裂液稠化剂用量,减少对储层的伤害,并确保压裂液具备延迟交联、携砂等性能和耐温耐剪切性能。方法利用反相乳液聚合法合成淀粉微球,通过硅配体和硼羟基修饰淀粉微球表面,制备了一种交联性能优良、伤害性低的微球型硅硼交联剂(KBSM)。结果KBSM交联剂能够实现多活性位点交联,增强交联密度,从而降低羟丙基胍胶(HPG)的用量,具有延迟交联特性。其延迟交联时间在2~6 min内可调。质量分数为0.2%的HPG交联冻胶在120℃、170 s-1剪切120 min后的黏度为80 mPa·s。交联冻胶中砂质量分数(以下简称携砂比)为40%时,陶粒沉降速度为0.1167 cm/min。加入质量分数为0.25%的过硫酸铵破胶剂可使交联冻胶在90℃下、120 min内完全破胶,且残渣质量浓度为214 mg/L。同时,破胶液的岩心损害率为26.55%。结论基于淀粉微球交联剂的低含量羟丙基胍胶压裂液对于降低低渗储层伤害有一定的指导意义。

延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂及其性能研究

针对现有硅酸凝胶堵水剂普遍存在成胶时间短、成胶后脆性大的问题,结合L油田油藏条件,通过考察活化剂类型及用量,弹性改善剂类型及用量,以及水玻璃用量对成胶时间和弹性模量的影响,得出了一种延迟成胶弹性硅酸凝胶堵水剂。其配方为:6%水玻璃+0.85%活化剂三元弱酸一铵GL-1+0.1%弹性改善剂正电胶,该配方在油藏温度65℃下,成胶强度达到E级的时间为72 h,成胶后的弹性模量为589.46 Pa。采用填砂管实验评价了堵水剂的注入性及封堵性,结果表明堵水剂在L油田中具有良好的注入性及封堵性,在渗透率为1168.06×10^(-3)~5061.57×10^(-3)μm^(2)的填砂管中,注入0.8 PV的最高注入压力仅有0.72 MPa,封堵率均>96%。该堵水剂可用于L油田的油井堵水。

耐温抗剪切微球调剖剂的制备及评价

聚合微球深部调剖是一种改善油藏非均质性的有效方法,而常规聚丙烯酰胺微球耐温性、耐剪切性差,限制了微球适用范围。针对这一问题,文中以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯酰胺为单体,失水山梨醇单油酸酯(Span80)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为乳化剂,采用调整表面活性剂加量控制微球粒径大小,通过乳液法制备了微米与亚微米2种不同粒径级别的微球。结果表明:微米尺寸微球表面富含丙烯酰胺链段,而亚微米尺寸微球具有核壳非均质结构,并且微球的壳以交联的丙烯酰胺链段为主;热重分析显示这两种微球具有良好的耐温性能,耐温可达300℃以上,耐温性能明显优于传统聚丙烯酰胺微球;研究剪切速率与剪切时间对微球粒径的影响可知这两种微球具有显著抗剪切能力。

基于ARGET ATRP原理控制就地聚合体系成胶时间

针对传统自由基聚合引发方式在油藏中控制就地聚合成胶时间难以实现的问题,提出了以电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)引发体系代替传统引发剂,优选了络合还原剂,考察了ARGET ATRP引发体系中引发剂1,2-二溴乙烷,催化剂三氯化铁,络合还原剂维生素C各组分加量对成胶时间的影响,采用优选的ARGET ATRP引发体系评价就地聚合调剖体系在岩心中的注入性和封堵性。研究结果表明,在80℃条件下,当1,2-二溴乙烷加量为0.35%数0.4%、引发剂加量为0.012%数0.02%、络合还原剂维生素C加量为0.18%数0.26%时,可调节各组分加量使就地聚合体系成胶时间大于24 h,成胶强度达I级;当矿化度低于7000 mg/L时,成胶时间随矿化度增大而延长,而凝胶强度由I级降至E级。岩心评价实验表明就地聚合体系具有良好的注入性,ARGET ATRP引发体系可以在岩心中引发聚合单体交联成胶,成胶后对岩心的整体封堵率达到77.71%。因此,基于ARGETATRP原理对就地聚合体系在油藏中的成胶时间调控具有可行性。

利用毒代动力学模型研究氟虫腈在夹杂带丝蚓体内的手性选择性积累过程

农药的生物积累直接影响其毒性,但是手性农药在生物体内的选择性积累过程仍不明确.本文在恒定环境水浓度的条件下,开展手性农药氟虫腈的外消旋体及其对映体在底栖无脊椎动物夹杂带丝蚓体内的生物积累实验.在96 h和72 h的吸收和消除实验过程中,测定生物体内的氟虫腈的外消旋体和对映体浓度随时间的变化情况,构建毒代动力学模型,获取吸收和消除速率常数.结果表明夹杂带丝蚓对R-氟虫腈的生物浓缩因子(1981 L·kg^-1脂肪)比对S-氟虫腈(1748 L·kg^-1脂肪)更大.R-氟虫腈和S-氟虫腈的吸收速率常数相当,分别为311±11 L·kg^-1脂肪·h^-1和313±13 L·kg^-1脂肪·h^-1,而R-氟虫腈的消除速率常数小于S-氟虫腈,分别为0.157±0.006 h^-1和0.179±0.008 h^-1,因此相对较慢的消除是导致R-氟虫腈在夹杂带丝蚓体内更高生物积累的主要原因.研究说明毒代动力学参数可有效阐释手性外源物质在生物体内选择性积累的差异.

高温下润滑剂致使钻井液起泡的原因研究

针对目前川庆钻井公司在其塔里木地区所用钻井液中添加润滑剂之后,钻井液出现严重起泡的问题,对川庆钻井公司在塔里木地区常用的三种钻井液润滑剂在高温下引发钻井液起泡的性能进行了评价,对润滑剂引发钻井液起泡的影响因素和原因进行了研究。研究结果表明,在140℃、pH值为10时,加有润滑剂YDL-1的钻井液起泡性最强;当pH值>10时,加有润滑剂RH-220的钻井液起泡性最强。钻井液的起泡性与润滑剂中所含酯类物质的水解皂化密切相关。增加钻井液pH值,会加剧酯类物质水解皂化,从而产生更多表面活性物质,增强钻井液的起泡性;相同pH值下,增加润滑剂的加量也会增加钻井液中表面活性物质的量,导致钻井液起泡性增强。

α-环糊精主客体识别超分子水凝胶的制备及其宏观流变性能构建过程研究

采用7 wt%的α-环糊精(α-CD)溶液和5 wt%的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯均聚物(PMPEGA-2000)溶液制备了α-CD/PMPEGA-2000超分子水凝胶,并对其形貌、结构、形成条件和宏观流变学性能构建过程进行了表征和研究。结果表明,体积比不低于1.5:1是两种溶液混合后形成凝胶的必要条件;当体积比为2:1时,形成的凝胶黏度最大。热重分析、X射线粉末衍射分析和扫描电镜结果表明,该凝胶是基于α-CD与PMPEGA-2000之间的主客体识别所形成,具有三维网络结构。光学微流变分析结果显示,该凝胶宏观流变性能的构建过程实则是凝胶内部主客体识别交联点不断增多,网络结构强度不断增强的过程。该过程始于α-CD溶液与PMPEGA-2000溶液混合后的8′36′′,在64′00′′后基本完成,耗时约55′24′′。

乳液聚合制备交联聚(苯乙烯/丙烯酰胺)微球

针对目前聚合物微球调剖剂品种单一、生产成本高的问题,本文以苯乙烯(St)、丙烯酰胺(AAm)、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料,采用乳液聚合法,制备出了粒径小于1μm的交联聚(St/AAm)微球.采用粒度分析、SEM、TEM等手段详细研究不同反应条件对微球粒径的影响规律,并对其影响机理进行了探讨.SEM和TEM结果表明,AAm与St质量比和MBA加量是制备微球的关键,只有控制AAm与St质量比≤3∶17,MBA加量≤18.5g/L才能制备出形状规则的微球.粒度分析结果表明,AAm与St质量比和MBA加量对微球粒径的影响最大;微球的粒径随AAm与St质量比的增加而变大,随着MBA加量的增加,呈先减小后增加的趋势;AES浓度、APS加量以及温度对微球粒径的影响不大.微球的最佳制备条件是:AAm与St质量比≤3∶17,MBA浓度≤6.25g/L,AES浓度≤7g/L,APS浓度为1.25g/L,温度70℃.在此条件下,通过调节反应条件,可实现微球平均粒径在58.5~559.8nm之间可调.

聚乙二醇类单体的制备及其生物相容性测定

聚乙二醇类单体是合成功能性高分子材料的重要单体。直接酯化法是合成此类单体的主要方法,但利用该法所制备产物的双键保留率偏低。针对这一问题,本文以聚乙二醇单甲醚-200和丙烯酸为原料,在携水剂存在的同时,向反应体系中引入变色硅胶,提高了直接酯化法去除生成水的效率,制备出了高双键保留率、高产率的聚乙二醇单甲醚-200丙烯酸酯(MPEGA-200),并采用红外光谱、1H NMR对产物进行了表征,采用过氧化氢酶评价了产物的生物相容性。通过正交实验确定了最佳合成条件为:醇酸摩尔比1:2,催化剂对甲苯磺酸和阻聚剂对苯二酚加量均为2%,变色硅胶占醇酸总质量的12%,携水剂石油醚60~90加量为18%,反应温度120℃,反应时间6h。在此条件下,酯化率可达95.47%,MPEGA-200的双键保留率为95.45%,产率为87.68%。另外,本文还采用单因素法研究了各反应条件对酯化反应的影响规律。