酸液稠化剂的制备及其性能评价【开题报告】

毕业设计开题报告
应用化学
酸液稠化剂的制备及其性能评价
一、选题的背景和意义
酸化处理技术是油气井增产、水井增注的主要措施之一。它利用酸液对岩石胶结物 或地层孔隙、裂缝内堵塞物(粘土、钻井泥浆、完井液等)溶解和溶蚀作用，恢复或提高 地层空隙和裂缝的渗透性。
在常规酸化施工中，存在如下缺点：（1）酸岩反应速度快，酸的穿透距离短，只能 消除近井地带的伤害；（2）增大酸的浓度可增加酸的穿透距离，但又产生严重的泥砂及 乳状液堵塞给防腐蚀带来困难；（3）增产有效期通常短，砂岩经土酸处理之后，由于粘 土其他微粒运移堵塞油流通道，造成酸化初期增产而后期产量迅速递减。可见，酸化处 理中的一个重要问题是因酸液与井眼附近地层的碳酸盐作用太快，形成溶洞，砂粒间大 部分胶结物被溶去，严重时引起地层出砂，而离井眼较远的地层得不到适当的酸化。因 此控制酸与地层岩石的反应速度成为酸化研究中一个特别突出的问题。由于酸与地层岩 石的反应为液固反应，其过程可分为三部：（1）液相中的氢离子向岩石表面扩散；（2） 氢离子与岩石表面反应；（3）反应产物由岩石表面扩散到液相中。由此可见，只需在酸 液中加入某些聚合物(稠化剂或胶凝剂)使酸液粘度增加，有目的的降低 H 十向岩石表面 的扩散速度，这样可以延缓酸岩的反应速度，达到深度酸化的目的。这就是我们通常所 用的稠化酸。
稠化酸(也称胶凝酸)及其施工工艺是国外七十年代发展起来的一种新的油、气增产 技术，其实质就是在酸液中加入一种性能良好的稠化剂。加入稠化剂能提高酸液的粘度， 降低活性酸向裂缝面的扩散速度，同时形成的胶体网状结构能有效地阻止氢离子的活 动，从而使酸液消耗速率降低，增大酸液的作用距离，延缓酸岩的反应时间，增加裂缝 的宽度，提高地层渗透率。与常规酸相比，稠化酸具有良好的缓速能力、降滤失能力、 造缝、携砂与减阻的能力，同时能减轻对地层的二次伤害，不受施工规模大小的影响， 是一种目前公认的有效酸化工作液。稠化酸的关键在于稠化剂，由于地层条件所致，稠 化酸除了要具备一般压裂施工所需具备的性能外，还应克服常规酸液的不足，具有耐温、

耐盐、耐剪切、破胶时不产生残渣等性能，这些都对酸液稠化剂提出了更高的要求，促 使人们不断的探索，努力寻求改进方法和新的发展，从而推动酸液稠化剂的发展。
二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)与丙烯酰胺(AM)的共聚物 PDA 是一种新型、精 细、多功能性的高分子聚合物。由于其大分子链上所带正电荷密度可调，水溶性好，阳 离子单元结构稳定，相对分子质量和阳离子度易通过不同制备工艺条件加以控制，pH 使用范围广，高效无毒，造价低廉等特点，广泛应用于石油开采、造纸、采矿、纺织印 染、日用化工及水处理等领域，日益受到人们的重视。
PDA 的制备方法一般以二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺为单体，过硫酸铵-亚硫 酸氢钠作为引发剂一步法水溶液聚合制得，反应简单。对已反应制备的不同种类的 PDA 通过分析比较，挑选最佳的单体配比浓度制备的 PDA 进行分析，并结合油田实际应用 情况以及国内外稠化剂的研究现状，按照行业标准对其性能进行研究和评价，确定出制 备较好性能的 PDA 的最佳工艺方法，以便满足工业的需求，促进工业及社会的发展。
二、研究目标与主要内容（含论文提纲）
结合油田实际应用情况以及国内外稠化剂的研究现状，初步讨论了反应条件对聚合 物合成的影响，对所合成的聚合物结构进行表征，利用红外光谱和核磁共振 C 谱的谱图， 分析并确定产物的分子结构，按照行业标准对其性能进行研究和评价，测定产品的酸溶 时间，流变性，热稳定性，剪切稳定性以及与各种酸的配伍性等，判断是否达到行业标 准可以作为稠化剂来使用。
论文提纲：
1 文献综述 2 实验 2.1 稠化剂性能的评价实验 2.2 稠化酸性能的评价 2.3 聚合物的表征 3 结果与讨论 4 结论 参考文献 致谢
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等
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本课题采用实验研究法，对聚合物 PDA 的各种特性进行实验分析。 聚合物 PDA 采用红外光谱进行结构表征，在 30±0.1℃、1mol/L 的 NaCl 溶液中的 特性粘数来进行分析评价。 实验主要考察酸液稠化剂 PDA 的性质，按照行业标准并对产品进行相应的性能评 价，测定稠化酸剂的酸溶时间，流变性能，热稳定性能，剪切稳定性能，以及与相应的 酸、盐的配伍性。
四、中外文参考文献
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