富勒烯材料的制备及其在压裂液中的应用研究

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酸化压裂技术在油气田勘探开发中起着至关重要的作用,其最关键的组成部分是压裂液。压裂液在输导地面压力方面发挥着高效的作用,可以压开地层,输送进支撑剂,并且使支撑剂在裂缝中尽量均匀地展开,减少液体在地层中的滤失。当运送完所计算体积的支撑剂后,继续排出一定量的液体,这样一次系统的酸化压裂泵注过程就完成了。压裂液主要包括水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液、清洁压裂液等,而目前国内最被广泛应用的为羟丙基胍胶压裂液,其滤失量低、携砂好,适用于大部分常规油气井,但是羟丙基胍胶压裂液不能耐高温且抗剪切能力不是很好,这限制了其在高温深层油气井的应用。本文介绍了富勒烯材料的制备过程,并研究了富勒烯材料对压裂液耐高温抗剪切性能的影响。首先,我们成功制备了富勒烯材料,并对其合成、分离、提纯进行了研究。其次,我们对富勒烯材料在压裂液中的应用进行了研究。高温下产生的自由基会使压裂液中的高分子链断裂,高分子链断裂是导致粘度下降的主要原因,针对这个问题我们首次提出了加入纳米材料以改善压裂液的耐温抗剪切性能。富勒烯材料被称为“自由基海绵”可以有效去除自由基进而保护羟丙基胍胶分子链不被断裂,以此增加压裂液的粘度,改善其耐高温抗剪切性能。
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