發(fā)布時(shí)間：2017-03-25 06:10

  本文關(guān)鍵詞：改性纖維素壓裂液交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：壓裂液的交聯(lián)流變性是決定壓裂施工成功與否的關(guān)鍵。本文首次利用光學(xué)微流變儀研究了速溶無(wú)殘?jiān)男岳w維素FAG-500本征交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué),考察了FAG-500溶液穩(wěn)態(tài)剪切和振蕩剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)。研制了一種新型陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素(QACMHEC)稠化劑,研究了穩(wěn)態(tài)剪切流場(chǎng)和振蕩剪切流場(chǎng)QACMHEC的交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)；為了模擬壓裂過(guò)程,首次研究了體系變溫剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)過(guò)程；并利用微流變儀研究了QACMHEC靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程。考察了不同濃度FAG-500和QACMHEC溶液的減阻性能,主要得到以下結(jié)論：1)根據(jù)彈性因子EI隨著時(shí)間的變化曲線,證實(shí)FAG-500溶液靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是黏性液體轉(zhuǎn)變?yōu)槿跄z的過(guò)程,第二階段是弱凝膠繼續(xù)交聯(lián)形成致密網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程,首次建立了本征交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程可描述體系靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程。2)明確了穩(wěn)態(tài)剪切流場(chǎng)中溫度和剪切速率對(duì)FAG-500交聯(lián)過(guò)程中黏度的影響；獲得了振蕩剪切流場(chǎng)中交聯(lián)劑用量、pH調(diào)節(jié)劑用量和溫度對(duì)交聯(lián)過(guò)程中彈性模量的影響。分別建立了相應(yīng)的剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程表征穩(wěn)態(tài)剪切和振蕩剪切交聯(lián)過(guò)程。3)以羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(CHPTAC)為原料,合成了纖維素基稠化劑QACMHEC,明確了相關(guān)影響因素,獲得合適工藝。證明相同濃度下QACMHEC表觀黏度和觸變性明顯高于CMHEC。4)獲得了穩(wěn)態(tài)剪切流場(chǎng)和振蕩剪切流場(chǎng)中QACMHEC體系交聯(lián)過(guò)程中流變性變化及其影響因素(交聯(lián)劑濃度、溫度、QACMHEC濃度等),建立了相應(yīng)的剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程。明確了QACMHEC溶液靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程中交聯(lián)劑用量、pH調(diào)節(jié)劑用量和溫度對(duì)彈性因子和固液平衡值的影響。5)首次明確了QACMHEC非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程中黏度隨時(shí)間變化及其影響因素,建立了適用不同交聯(lián)條件的4-參數(shù)剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程,模型參數(shù)物理意義明確。6)減阻性能研究表明,QACMHEC溶液和FAG-500溶液均具有很好的減阻效果,減阻率隨濃度增大而增大,對(duì)于濃度大于0.1%的溶液,兩種改性纖維素溶液減阻率均大于70%,表明QACMHEC和FAG-500可以作為新的高分子減阻劑。
【關(guān)鍵詞】：改性纖維素 交聯(lián)過(guò)程 壓裂液 流變動(dòng)力學(xué) 減阻
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE357.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論和研究進(jìn)展12-20
• 1.1 緒論12-13
• 1.2 研究進(jìn)展13-18
• 1.2.1 水基壓裂液的研究進(jìn)展13-16
• 1.2.2 纖維素陽(yáng)離子改性的研究進(jìn)展16-17
• 1.2.3 壓裂液交聯(lián)過(guò)程研究進(jìn)展17-18
• 1.2.4 光學(xué)微流變研究18
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 速溶改性纖維素FAG-500本征交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)研究20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分20-21
• 2.2.1 材料和儀器20-21
• 2.3 研究方法和原理21
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法21
• 2.3.2 微流變?cè)硌芯?/span>21
• 2.3.3 4-參數(shù)本征交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程的建立21
• 2.4 結(jié)果與討論21-32
• 2.4.1 FAG-500溶液與凝膠的結(jié)構(gòu)分析21-26
• 2.4.2 FAG-500壓裂液體系本征交聯(lián)過(guò)程研究26-30
• 2.4.3 4-參數(shù)本征交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程描述FAG-500靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 速溶改性纖維素FAG-500剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)研究34-55
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34
• 3.2.1 材料和儀器34
• 3.3 研究方法和原理34-37
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 3.3.2 有機(jī)鋯交聯(lián)機(jī)理35
• 3.3.3 FAG-500交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)過(guò)程描述35-37
• 3.4 結(jié)果與討論37-53
• 3.4.1 FAG-500溶液和交聯(lián)凝膠的流變性37-38
• 3.4.2 穩(wěn)態(tài)剪切流場(chǎng)中FAG-500交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)研究38-45
• 3.4.3 振蕩剪切流場(chǎng)中FAG-500交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)研究45-52
• 3.4.4 FAG-500非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程研究52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第4章 陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素制備與溶液流變性55-67
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-56
• 4.2.1 材料和儀器55-56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)原理和方法56-57
• 4.3.1 陽(yáng)離子改性纖維素衍生物反應(yīng)原理56
• 4.3.2 陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素的制備56-57
• 4.3.3 改性前后纖維素流變性研究方法57
• 4.4 結(jié)果與討論57-66
• 4.4.1 堿化條件對(duì)羧甲基羥乙基纖維素相對(duì)黏度的影響58-59
• 4.4.2 NaOH與醚化劑摩爾比對(duì)QACMHEC相對(duì)黏度的影響59
• 4.4.3 溫度對(duì)QACMHEC相對(duì)黏度的影響59-60
• 4.4.4 醚化劑用量對(duì)QACMHEC相對(duì)黏度的影響60
• 4.4.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)QACMHEC相對(duì)黏度的影響60-61
• 4.4.6 QACMHEC的表征61-63
• 4.4.7 CMHEC和QACMHEC溶液的流變性63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第五章 陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素穩(wěn)態(tài)剪切交聯(lián)過(guò)程流變性研究67-80
• 5.1 引言67
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分67
• 5.2.1 材料和儀器67
• 5.3 研究方法和原理67-68
• 5.3.1 研究方法67-68
• 5.3.2 交聯(lián)過(guò)程流變動(dòng)力學(xué)方程68
• 5.4 結(jié)果與討論68-79
• 5.4.1 交聯(lián)條件對(duì)QACMHEC交聯(lián)過(guò)程的影響68-71
• 5.4.2 一級(jí)穩(wěn)態(tài)剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程表征QACMHEC交聯(lián)過(guò)程71-76
• 5.4.3 二級(jí)穩(wěn)態(tài)剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程表征QACMHEC交聯(lián)過(guò)程76-79
• 5.5 本章小結(jié)79-80
• 第6章 陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素振蕩剪切和靜態(tài)交聯(lián)流變學(xué)研究80-95
• 6.1 引言80
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分80
• 6.2.1 材料和儀器80
• 6.3 實(shí)驗(yàn)方法和原理80-81
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)方法80-81
• 6.3.2 實(shí)驗(yàn)原理81
• 6.4 結(jié)果與討論81-93
• 6.4.1 交聯(lián)條件對(duì)振蕩剪切流場(chǎng)中QACMHEC交聯(lián)過(guò)程的影響81-87
• 6.4.2 二級(jí)振蕩剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程描述QACMHEC交聯(lián)過(guò)程87-90
• 6.4.3 交聯(lián)條件對(duì)QACMHEC溶液靜態(tài)交聯(lián)過(guò)程的影響90-93
• 6.5 本章小結(jié)93-95
• 第7章 陽(yáng)離子羧甲基羥乙基纖維素非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程流變學(xué)研究95-108
• 7.1 引言95
• 7.2 實(shí)驗(yàn)部分95
• 7.2.1 材料和儀器95
• 7.3 研究方法和原理95-96
• 7.3.1 非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程的研究方法95-96
• 7.3.2 耐溫耐剪切性能測(cè)試96
• 7.3.3 4-參數(shù)剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程建立96
• 7.4 結(jié)果與討論96-107
• 7.4.1 交聯(lián)條件對(duì)QACMHEC非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程的影響96-99
• 7.4.2 QACMHEC交聯(lián)過(guò)程中的耐溫耐剪切性能99-100
• 7.4.3 4-參數(shù)剪切交聯(lián)流變動(dòng)力學(xué)方程表征QACMHEC非等溫剪切交聯(lián)過(guò)程100-107
• 7.5 本章小結(jié)107-108
• 第八章 纖維素衍生物溶液減阻性能研究108-116
• 8.1 引言108
• 8.2 實(shí)驗(yàn)部分108-109
• 8.2.1 材料和儀器108-109
• 8.3 研究方法和原理109-110
• 8.3.1 流體減阻率的測(cè)定原理109-110
• 8.3.2 研究方法110
• 8.4 結(jié)果與討論110-115
• 8.4.1 不同濃度FAG-500減阻性能110-112
• 8.4.2 不同濃度QACMHEC減阻性能112-115
• 8.5 本章小結(jié)115-116
• 第9章 總結(jié)論和建議116-118
• 9.1 總結(jié)論116-117
• 9.2 建議與展望117-118
• 參考文獻(xiàn)118-126
• 致謝126-127
• 攻讀碩士期間研究成果127

【參考文獻(xiàn)】

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6 何良好;聚合物稠化劑制備及超高溫壓裂液體系流變性能研究[D];華東理工大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：266768