改性后的魔芋胶成员链上具有较多的羟基

发布日期:2015-08-24 09:36:55
  改性后的魔芋胶成员链上具有较多的羟基,因而能够与第一全体所制得的 无机钛交联剂停止交联,其交联机理为:
  第一步:无机钛交联剂发作水解,生成钛离子
  第二步:解离进去的钛离子与改性魔芋胶成员链上的羟基停止络合,构成 存正在网状构造的凝胶,其构造如图图4-1凝胶的构造
  因为无机钛交联剂引入了无机配位体,使得凝胶颗粒增大,压裂系统存正在 定然的耐温功能。正在水解进去的钛离子与成员链上的羟基停止络合的同声,有 机配位体异样会与钛离子停止配位,没有只会进步凝胶的稳固性,异样会延伸延 迟工夫,使其更为相符压裂动土当场的请求。
  依据检测压裂液的通行规范-《水基压裂液功能评估办法》,对于压裂液功能 停止以次内定:
  耐温功能内定;
  耐剪切功能内定;
  静态流变功能内定;
  残渣含量内定;
  表、界面拉力的内定;
  岩心浸透威力的内定;
  悬砂功能内定。
  一般状况下,随着动物胶加量的增大,系统的深浅会逐步增大,当深浅达 到定然值时,系统的粘度将没有会失去显然的降低。本全体将经过内定系统的表 观粘度,来肯定改性始终魔芋胶的最佳深浅。
  能够看到,当改性魔芋胶的深浅到达3%时,系统的粘度根本保 持颠簸,分析价钱要素,最终肯定改性魔芋胶的深浅为3%。
  流变功能是调查压裂液功能的主要检测手腕,正常分成动态流变和静态流 变。反应压裂液流变功能的正常囊括以次多少点量度。随着量度的一直降低,交联剂与魔芋胶成员链上羟基构成的 配位键会折断,招致系统的粘度升高;剪切。没有同的剪切进度和剪切工夫,异样会将配位键折断,招致体 系粘度的升高;所选稠化剂的成员量。当稠化剂成员量过低时,系统的粘度会呼应 的升高,因而体现进去的流变功能会较差。
  分之间的作使劲。原子团间的范德华力和离子间力均会反应压裂液的 流变功能。
  本全体将经过流变仪的内定,来判别魔芋胶改性始终的耐温耐剪切功能和 静态流变功能能否失去好转。
  动态流变的测试
  动态流变一般囊括耐温功能和耐剪切功能正在压裂动土当场,压裂液将 会被打入油层,因为油层的量度较高,因而,压裂液应存正在定然的耐温威力;当压裂液随着弹道被打入油层时,其会被弹道壁停止剪切,这时,压裂液应具 备定然的耐剪切功能,能力将支持剂带入指名地位。
  耐温功能的测试,应维持流变仪剪切速率维持恒定,一般为170s-1,而后 逐步降低量度,压裂液的粘度没有能随着量度的降低而急剧降落,应维持较为平 滑的趋向,当系统的粘度升高到50mPa*s以次时,便没有相符压裂动土当场的要 求;耐剪切功能测试,维持量度和剪切速率恒定,视察系统的粘度能否维持稳 定,如急剧降落,便证实其耐剪切功能较差,正在动土当场会形成砂卡,以致压 裂失利。
  对于配制好的冻胶正在流变仪中停止耐温功能的测试,图4-5为魔芋胶和改性 魔芋胶的耐温功能测试图。从图中能够看出,魔芋胶和改性魔芋胶的粘度均与 量度成正比,但改性魔芋胶粘度的降落趋向较缓,且改性魔芋胶的粘度显然高 于魔芋胶的粘度,低温时,改性魔芋胶的粘度为126mPa*s,而魔芋胶的粘度为 50mPa*s,因而改性魔芋胶的耐温功能优于改性事先。
  当固体停止活动时,会体现出定然的粘性生活,发生惯性变迁和形变,对于 于压裂液来讲,但是议论其惯性模量和粘性模量。压裂液正在活动进程中,易受 到外界量度及内部作使劲的反应而发作惯性的变迁,正在外界量度没有变的状况 下,压裂液的粘度也会随着外界作使劲的变迁而升高。正在压裂动土当场中,压 裂液会延续遭到外界作使劲的作用,因而将静态流变作为检测压裂液功能的标 准之一。
  正在内定进程中,维持频次没有变,改性始终魔芋胶压裂液的模量与 量度之间的联系【“】。从图中能够看到化学当量度逐步降低,两种系统的惯性模量和 粘性模量均正在增多,改性魔芋胶的粘弹功能较改性事先失去进步。化学当量度正在 75T以次时,改性魔芋胶的惯性模量和粘性模量均优于魔芋胶,证实改性魔芋 胶的惯性和粘性正在频次没有变的环境下,均好于未改性。因为压裂液的悬砂功能 与系统的粘惯性相关,因而改性后的魔芋胶的悬砂威力失去进步。
  内定进程中,维持量度没有变,改性始终魔芋胶压裂液的模量与频 率的联系直线。从图中能够看到,魔芋胶改性始终的惯性模量和粘性模量与频次成反比。正在频次较低时,改性魔芋胶的惯性模量大于粘性模量,证实正在静态 模量中,系统次要体现为惯性流体,况且惯性模量没有断大于魔芋胶。正在高频次 时,改性魔芋胶的惯性模量小于粘性模量,系统次要体现为粘性流体。正在广播段 率以次,改性魔芋胶的粘性模量大于改性事先。因而,改性魔芋胶的惯性和粘 性均大于魔芋胶。
  经过流变的内定,能够证实改性后,魔芋胶压裂液的耐柔和耐剪切功能均 失去显然进步,适宜较低温度下油层的压裂动土,并且改性后,系统粘惯性均 失去进步,因而呼应的悬砂威力失去进步。
  过多的残渣含量会对于地板发生较大的中伤,况且没有易反排,因而,一种好 的稠化剂,应存正在较少的残渣含量。本试验中采取过硫酸铵停止破胶,过硫酸 铵能够毁坏魔芋胶中的配位键,使得系统的粘度升高,更为简单反排回天空。
  残渣含量的丈量方法:
  辨别取配制的改性魔芋胶压裂液和魔芋胶压裂液l〇〇g,退出0.08%的过 硫酸铵,并将其装入广口瓶中,塞紧瓶盖,装入候温60°C的密闭水浴锅中破胶, 以至压裂液彻底破胶,记载工夫,即为改性魔芋胶压裂液的破胶工夫。
  破胶后辨别将其倒入烘千的离心管中,用醇化水重复洗濯,倒入离 心管中停止离心,转速为3000r/min,离心工夫为半时辰;离心实现后,将离心失去的杂质放入100°C烤箱中停止枯燥,4h后进 行称量,即得破胶后的残渣含量。
  能够看到,改性后的魔芋胶的破胶液的表界面拉力均低于改性之 前,标明改性后的魔芋胶压裂液愈加无助于于反排,对于地板的中伤也大大升高。 4.2.8压裂液浸透率的内定水利压裂对于油层的中伤次要具有三种方式:第一是因为压裂液没有彻底破 胶,招致残留的破胶液中的化学精神,与地板里的矿精神发作化学变迁,对于地 层形成中伤,如与地板中的粘土矿精神发作化学变迁,使得粘土收缩,阻塞油 层,使得渗油屏障增大;第二是因为滤失适度惹起;其三是因为支持剂对于油层 的中伤,反应油层里的地理条件发作变迁。此外还会发活力塞效应,阻塞油层 的毛细通道,反应油层的渗油威力。为了表征压裂液破胶液对于地板的中伤率, 本全体将透过保守的驱替安装对于改性始终的魔芋胶压裂液对于岩心的浸透率进 行内定。
  驱替安装^7”是由注入零碎、模仿零碎、计量零碎和模仿零碎组成,其主 要性能是用于对于反排液停止浸透率的内定、对于地板中伤和采煤化学停止评估和 对于进步采收率停止钻研。本全体将次要对于浸透率停止内定,经过内定岩心正在进 入口的压力的差值,模仿钻研压裂动土当场破胶液中残留精神对于油层的中伤。 试验方法取舍规范的岩心:依据没有同油层的岩心特色,选取适合的岩心,将 选择进去的岩心制造成圆柱体,确保两端平坦,参照规范将岩心显影腌臜,并 烘干24时辰,称重;配制矿化水:其用量辨别为:氯化钾品质分数(下同)为2%,氯化 钠为5.5%,氯化镁为0.45%,氯化钙为0.55%,再用规范玻璃漏子对于配制的矿 化水停止过滤,正在真空环境下停止脱气;解决火油:依据规范SY/T5336停止洗油,确保火油中的杂质被解决腌臜;
  内定岩心偷空饱满及孔隙容积:应用固体饱满法停止孔隙容积的计 算,将选择进去的岩心正在固体中浸至饱满,称取品质,减少烘干后的岩心品质, 二者的差值除以用于浸泡岩心固体的密度,即无暇隙容积;制取破胶液:取10(TC环境下魔芋胶及改性魔芋胶压裂液的破胶液。
  岩心的装置:将充足饱满的岩心搁置夹持?器中,并用堵头将岩心堵 紧;向仪表中通入火油(正),经过量具内定岩心原始浸透率正在失去L数值后,再向仪表中通入破胶液,以至岩心到达饱满;能够看到,魔芋胶压裂液的中伤率为33.63%,高于改性后魔芋胶压 裂液的24.39%,证实改性后的魔芋胶压裂液对于地板的中伤较小,因而改性后的 魔芋胶压裂液能够用来当场压裂动土。
  经过对于表观粘度的内定,肯定了最佳的交联比为0.3%。辨别配制改 性始终的魔芋胶压裂液,辨别对于其单列功能检测;耐温功能测试中,化学当量度到达80°C时,改性后魔芋胶压裂液的粘度 为126mPa*s,而改性事先魔芋胶压裂液的粘度仅为50mPa*S,因而改性后魔芋 胶压裂液的耐温功能失去显然进步;耐剪切功能测试中,改性后的魔芋胶压裂液正在80°C时,粘度没有断维 持正在120mPa*s,改性始终粘度变迁宽度均较小,而魔芋胶的粘度较低,因而可 以判定羧甲基改性后的魔芋胶耐温功能失去进步,而耐剪切功能根本维持没有 变:
  静态流变测试中,正在量度和频次的反应下,改性后魔芋胶压裂液的 惯性和粘性均大于改性事先,且其粘惯性的变迁显然较低,因而改性后魔芋胶 压裂液的携砂功能较好;破胶残渣测试中,改性后的魔芋胶压裂液破胶当前的残渣含量小于 改性事先,且彻底相符压裂动土进程中对于残渣含量的请求;名义拉力测试中,改性后的魔芋胶破胶液的表界面拉力均低于改性 事先;压裂液岩心浸透威力的内定中,改性后魔芋胶压裂液的中伤率为24.39% 低于魔芋胶压裂液的中伤率33.63%,二者的后果证实改性后的魔芋胶压裂液具 有更好的反排威力,对于地板的中伤较小;悬砂功能测试中,改性后的魔芋胶压裂液存正在较优的悬砂功能。
  经过对于压裂液悬砂功能、提早工夫和耐温量度的评估,肯定分解有 机钛交联剂的最佳试药用量和最佳分解工艺为:钛酸丁酯的加量为30%,硝化甘油 与异甲醇的品质比为2,三酒精胺的品质分数为30%,反响量度为80°C,反响时 间为3时辰。
  经过从交联比、交联工夫和交联景象三个范围,对于魔芋胶品种停止 挑选,最终取舍武汉市清江魔芋制品无限公司的魔芋胶(02-TK)作为压裂液 的稠化剂,为处理其耐温耐剪切功能差的成绩,应用氯醋酸对于其停止羧甲基改 性。
  对于改性后的魔芋胶停止表征:红外谱图标明魔芋胶成员链上发作了 双成员亲核取代反响,顺利引入了羧甲基;经过X射线衍射图标明正在魔芋胶分 子链及成员间引入了离子键,使得成员构造变得更为简单,魔芋胶的无序构造 缩小,结晶度升高;经过热重综合谱图标明,改性后的魔芋胶热稳固性失去提 高;经过DSC谱图标明,魔芋胶的成员间的作使劲随之增大,因而魔芋胶改性 后的强度会增大。
  经过对于表观粘度的内定,肯定了最佳的交联比为0.3%。辨别配制改 性始终的魔芋胶压裂液,辨别对于其停止功能检测;动态流变测试标明改性后魔芋胶压裂液的耐温功能失去进步,而耐 剪切功能根本维持没有变;静态流变测试中,正在量度和频次的反应下,改性后魔芋 胶压裂液的惯性和粘性均大于改性事先,且其粘惯性的变迁显然较低,因而改 性后魔芋胶压裂液的携砂功能较好;破胶残渣测试中,改性后的魔芋胶压裂液 破胶残渣含量为274 mg/L,小于改性事先的419mg/L,彻底相符压裂动土过 程中对于残渣含量的请求;名义拉力测试中,改性后的魔芋胶破胶液的名义拉力 为24.17 mN/m,界面拉力为0.71 mN/m,均低于改性事先的35.62 mN/m和0.96 mN/m;压裂液浸透率的内定中,改性后魔芋胶压裂液的浸透率为24.39%低于 魔芋胶压裂液的浸透率33.63%,二者的后果证实改性后的魔芋胶压裂液存正在 更好的反排威力,对于地板的中伤较小;悬砂功能测试中,改性后的魔芋胶压裂 液的沉砂进度为0.15 mm/s,显然优于改性事先。
  分解了存正在较好耐温耐剪切功能的无机钛交联剂,并寻觅出一种新 的动物胶压裂系统,相比于保守的动物胶压裂系统,存正在较好的价钱劣势;对于挑选进去的魔芋胶停止了羧甲基改性/使其占有较好的流变功能, 况且残渣含量较低,易反排,对于地板的中伤较小。
改性后的魔芋胶成员链上具有较多的羟基