油田用瓜尔胶组成分析及改性研究
本论文以瓜尔胶原料,使用热重分析的方法对瓜尔胶的进行了稳定性分析和品质鉴定,并与常见的油田化学品进行了比较和区分;另外,分别利用3-氯-2-羟基丙磺酸钠和磷酸钠为改性剂对瓜尔胶进行了改性,以粘度和水不溶物为主要评价指标,通过正交实验探究得到了影响实验结果的最佳工艺条件,通过红外分析、热重分析及元素分析等手段进行了表征,探讨了改性反应的作用机理,再采用流变性实验、滤失实验、抑制性评价实验等对其作为压裂液稠化剂进行了作用效能评价。具体内容如下:<br>  (1)瓜尔胶的分解温度区间为230℃~350℃,黄原胶的分解温度区间为210℃~450℃,可溶...
本论文以瓜尔胶原料,使用热重分析的方法对瓜尔胶的进行了稳定性分析和品质鉴定,并与常见的油田化学品进行了比较和区分;另外,分别利用3-氯-2-羟基丙磺酸钠和磷酸钠为改性剂对瓜尔胶进行了改性,以粘度和水不溶物为主要评价指标,通过正交实验探究得到了影响实验结果的最佳工艺条件,通过红外分析、热重分析及元素分析等手段进行了表征,探讨了改性反应的作用机理,再采用流变性实验、滤失实验、抑制性评价实验等对其作为压裂液稠化剂进行了作用效能评价。具体内容如下:
  (1)瓜尔胶的分解温度区间为230℃~350℃,黄原胶的分解温度区间为210℃~450℃,可溶性淀粉的分解温度区间为260℃~450℃,玉米淀粉的分解温度区间为270℃~450℃,聚丙烯酰胺受热易分解,聚乙烯醇的分解温度区间为200℃~550℃,羧甲基纤维素的分解温度区间为200℃~500℃;通过热重法鉴别出瓜尔胶里含有的聚丙烯酰胺的方法是可行的。
  (2)以3-氯-2-羟基丙磺酸钠为磺化剂对瓜尔胶进行改性,以表观粘度和水不溶物含量为评价指标,通过正交实验及单因素分析实验优选出较优改性条件为:反应温度26℃、反应时间2.0h、氢氧化钠占瓜尔胶质量分数为1.0%、3-氯-2-羟基丙磺酸钠占瓜尔胶质量分数为0.5%;优化项磺化产物的0.6%水溶液的表观粘度为104.3mPa·s,与瓜尔胶原粉(78.4mPa·s)相比提高了33%。红外分析中磺化产物在波数为1195cm-1、617cm-1附近出现的硫氧双键(S=O)和碳硫键(S-C)特征峰,证实成功引入磺酸基团;DSC分析中磺化产物吸热峰提前出现,熔融温度降低,S增加;元素分析中C元素的含量降低了1.580%,S元素的含量增加了0.142%,证实向瓜尔胶分子中成功引入了磺酸基;热重实验中磺化产物热分解峰滞后于原胶出现,说明改性产物耐热性增强;通过进行压裂液性能评价实验,结果表明磺化产物较原粉耐温性有所增强,抗滤失性能得到提升,对地层的抑制性有所增强。
  (3)以磷酸钠为磷酯化剂对瓜尔胶进行改性,以表观粘度和水不溶物含量为评价指标,通过正交实验及单因素分析实验优选出较优改性条件为:反应温度30℃、氢氧化钠加量为瓜尔胶质量分数的1.0%、磷酸钠加量为瓜尔胶质量分数的0.1%、反应时间为2.0h。优化项磷酯化产物的0.6%水溶液的表观粘度为103.7mPa·s与瓜尔胶原粉(78.4mPa·s)相比提高了32%;红外分析中磷酯化为产物在波数1085cm-1、856cm-1附近出现的磷氧双键(P=O)和碳氧磷键(P-O-C)的特征峰,证实了磷酸酯键的成功引入;DSC实验中磷酯化产物熔融温度降低了,S增加;热重实验中磷酯化产物热分解峰滞后于原胶出现,说明改性产物耐热性增强;通过进行压裂液性能评价实验,结果表明磷酯化产物较原粉耐温性有所增强,抗滤失性能得到提升,对地层的抑制性有所增强。
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作者: 王海洋
学科专业: 化学工艺
授予学位: 硕士
学位授予单位: 西安石油大学
导师姓名: 张洁
学位年度: 2017
语 种: chi
分类号: TE39
在线出版日期: 2018年1月19日