疏水改性胍膠的制備及其性能研究.pdf

1、水力壓裂是一種提高油氣產量的常用措施,是利用粘彈性的壓裂液把支撐劑從地面帶入地下裂縫中,使裂縫被支撐或者延伸,烴類物質就可以沿著支撐裂縫流到井底,達到更加高效地提高產量的目的。壓裂液凝膠通常是由水溶性的大分子物質、交聯(lián)劑、破膠劑和其他添加劑組成。水溶性大分子物質作為稠化劑通常使用的是胍膠或者胍膠改性衍生物質,羥丙基胍膠(HPG)、羧甲基胍膠(CMPG)、羧甲基羥丙基胍膠(CMHPG)等都是針對它開發(fā)出來的。因稠化劑的使用濃度(0.3%以

2、上)通常都比較高,而高濃度的稠化劑在泵注過程中會產生很大摩阻,降低泵的效率,也會增加水溶液配制難度,增大凝膠破膠后的殘渣量。如果降低壓裂液中稠化劑用量就可以在一定程度上改善上述情況。因而本課題對胍膠進行系列改性,通過對結構與性能及流變學測試分析,以求使用合適的方法得到能降低稠化劑使用濃度,符合壓裂要求的改性胍膠。
　　 以胍膠(GG)為原料,溴代十二烷(C12H25Br)、溴代十四烷(C14H29Br)、溴代十六烷(C16H33

3、Br)為醚化劑在堿的催化作用下以無水CH3CH2OH為溶劑通過兩相聚合方式制備出系列疏水改性胍膠(C12-GG、C14-GG、C16-GG)。通過紅外(FT-IR)、XRD、TGA試對改測性胍膠結構性能進行了研究。測定了C12-GG等溶液表觀粘度,并對交聯(lián)后的凍狀體在較高溫度下做耐剪切、耐溫性能及穩(wěn)態(tài)動態(tài)流變測試并進行了研究。FT-IR、XRD測試結果說明了憎水長鏈接入了GG;TGA表明:GG的耐熱性可以通過接入憎水基團改變。相同濃度的

4、改性03溶液在穩(wěn)定性及粘度較GG溶液有提高。測試表明溶液在不同溫度(T)下的分子與分子之間的摩擦粘度以及固體膠體的粘彈性大小、熱穩(wěn)定性等方面,經過接入憎水基團的GG都比一般的要好。
　　 以GG原粉為原料,正丁基縮水甘油醚(BGE)為疏水增稠試劑,氫氧化鈉為催化GG的試劑,異丙醇為溶劑,制備出了2-羥基-3-丁氧基丙基胍膠(HBPG)。通過FT-IR、XRD、TGA對HBPG結構進行了表征,并研究了HBPG水溶液和凝膠的穩(wěn)態(tài)流變