有機鈦交聯(lián)劑的制備及其在改性魔芋膠壓裂液中的應(yīng)用.pdf

1、低滲透油田具有較高的石油儲量，逐漸受到人們的關(guān)注，其特點是含有較高的礦物雜質(zhì)，堵塞起到滲透作用的毛細管，使得巖石的滲透率降低，并且使得采油助劑注入也比較困難。針對低滲透油田的地層特征，要求壓裂液不僅要具有較優(yōu)的耐溫耐剪切能力，還應(yīng)具備較好的反排能力，能夠有效地減少對地層的傷害。
　　由于低滲透油田油層較深，需要壓裂體系具有較優(yōu)的耐溫能力，目前油田通常采用有機硼交聯(lián)劑，但其具有耐溫能力較差和不易反排的缺點，因此限制了其應(yīng)用。而本文制

2、備了一種可以提高壓裂液耐溫性能的有機鈦交聯(lián)劑，并通過對壓裂液性能的評測，確定了合成反應(yīng)中試劑的最佳用量和最佳合成工藝;由于瓜爾膠主要產(chǎn)自印巴高原，價格不穩(wěn)定，因此本文尋找到一種可以有效替代瓜爾膠的稠化劑---魔芋膠，有效降低壓裂體系的成本，并通過氯乙酸對魔芋膠進行羧甲基改性，提高魔芋膠壓裂液的耐溫耐剪切性能，并對其進行相關(guān)性能的評價。
　　(1)有機鈦交聯(lián)劑的最佳試劑用量和最優(yōu)合成工藝為:鈦酸丁酯的加量為30％，甘油與異丙醇的質(zhì)量

3、比為2∶1，三乙醇胺的加量為30％，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為3小時。
　　(2)對改性后的魔芋膠顆粒進行表征:紅外譜圖表明魔芋膠分子鏈上發(fā)生了雙分子親核取代反應(yīng)，在1740cm-1處成功引入了羧甲基;通過X射線衍射圖表明在魔芋膠分子鏈及分子間引入了離子鍵，使得分子結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，魔芋膠的有序結(jié)構(gòu)減少，結(jié)晶度降低;通過熱重分析譜圖表明，改性后的魔芋膠熱穩(wěn)定性得到提高;通過示差掃描量熱分析譜圖表明，魔芋膠的分子間的作用力增大，因

4、此魔芋膠改性后的強度會增大。
　　(3)對改性后魔芋膠壓裂液進行性能評價:在耐溫性能測試中，改性后魔芋膠壓裂液在80℃時，粘度為126mPa·s，遠高于改性之前魔芋膠壓裂液的粘度;在耐剪切性能測試中，改性后的魔芋膠壓裂液在80℃時，粘度一直維持在120mPa·s左右，靜態(tài)流變測試表明改性后魔芋膠壓裂液的耐溫性能得到提高，而耐剪切性能基本保持不變;動態(tài)流變測試中，在溫度和頻率的影響下，改性后魔芋膠壓裂液的彈性和粘性均大于改性之前，且

5、其粘彈性的變化明顯較低;破膠殘渣測試中，改性后的魔芋膠壓裂液破膠殘渣含量為274mg/L，小于改性之前的419mg/L;表面張力測試中，改性后的魔芋膠破膠液的表面張力為24.17mN/m，界面張力為0.71mN/m，均低于改性之前的35.62mN/m和0.96mN/m;壓裂液巖心滲透能力的測定中，改性后魔芋膠壓裂液的傷害率為24.39％，低于魔芋膠壓裂液的傷害率33.63％，結(jié)果證明改性后的魔芋膠壓裂液具有更好的反排能力，對地層的傷害較