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1、毕业设计开题报告毕业设计开题报告 应用化学应用化学 酸液稠化剂的制备及其性能评价酸液稠化剂的制备及其性能评价 一、选题的背景和意义一、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
2、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
3、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
4、能外，还应克服常规酸液的 1 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
5、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
6、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：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 2 致谢 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 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 300.1、1mol/L 的 Na
7、Cl 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、中外文参考文献四、中外文参考文献 1 何生厚, 张琪著编. 油气开采工程M. 北京: 中国石化出版社, 2003: 392-405. 2 李克向编. 保护油气层技术M. 北京: 石油工业出版社, 1993: 737-743. 3 修书表, 杜成良等. SCJ-1 稠化酸的研究与应用J. 钻井完井液, 1999, 16(5): 41-44. 4 马喜平. 提高酸化效果的缓速酸J.
8、 钻采工艺, 1996, 19(1): 55-62. 5 Wu M, Zhang Q, zhang G., ProPerties of the for polymer of vinyl Pyrrolidone with itaconic acid, acrylamide and 2-acrylamide-2-1-propanes:sulfonic acid as a fluid-loss reducer for drilling fluid at high temperature. Colloid polymer sci. 2001: 836-842. 6 赵福麟主编. 采油用剂M. 北京:
9、石油工业出版社, 1992. 8. 7 郑家荣. 酸化液缓蚀剂的研究和发展J. 油田化学, 1988, 5(2): 26-29. 8 赫安乐. VY-101 酸液稠化剂的研制及稠化酸的研究J. 油田化学.1996, 13(4):303- 308. 9 Sinkovitz. Polymers for acid thickeningD. US. 410079. 10 方娅, 刘继廷. 酸液添加剂现状及发展趋势J. 钻井与完井液, 2000: 25-30. 11 陆兴章, 高华星, 孙蕴璞,等. HC 型阳离子高分子絮凝剂的絮凝性能及其应用研究J. 环境污染与防治, 1994, 16(6): 6-1
10、0. 12 赵华章, 高宝玉, 岳钦艳. 二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)聚合物的研究进展J. 工业水理 1999, 19(6): 1-4. 13 谢彬强, 蒲晓林, 白小东. 酸液胶凝剂丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵的合成及性 能评价J. 天津化工, 2006, 20(1): 29-31. 14 原青民. 酸液胶凝剂的研制及在改造碳酸岩盐低渗透气藏中的应用D. 低渗透气田 3 压裂酸化工艺技术研讨会. 四川乐山, 1991. 12. 15 严瑞宣等著, 水溶性聚合物M. 化学工业出版社, 1992. 16 梁兵, 黄荣华. AM/DMAM/AMPS 聚合物的合成及结构分析D. 油田化学.
11、 五、研究的整体方案与工作进度安排五、研究的整体方案与工作进度安排（内容、步骤、时间） 进度安排：进度安排： 序号序号时间时间内容内容 1 1 2010.12.10 至 2010.12.30文献的查阅 2 2 2010.12.10 至 2010.12.30实验方案制定 3 3 2010.12.10 至 2010.12.30实验前期准备 4 4 2011.1.3 至 2011.1.20.摸索实验 5 5 2011.1.3 至 2011.1.20.研究实验的影响因素，优化工艺条件 6 6 2011.1.3 至 2011.1.20.产品性能评价 7 7 2011.3.1.至 2011.4.20.毕业论文撰写 六、研究的主要特点及创新点六、研究的主要特点及创新点 本实验以水溶液自由基聚合制备的酸液稠化剂 PDA 为研究对象，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。为油田增产增效提供基础研究数据。
