表面功能化纳米颗粒与蠕虫状胶束作用机制研究.pdf

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1、分类号TE357.1学号151010045密级学术硕士硕士学位论文题目表面功能化纳米颗粒与蠕虫状胶束作用机制研究作者姓名梁国琦导师姓名、职称张荣军教授专业学位领域油气田开发工程提交论文日期2018年6月5日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

2、论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导

3、师签名：__________日期：__________I中文摘要论文题目：表面功能化纳米颗粒与蠕虫状作用机制研究专业：油气田开发工程硕士生：梁国琦(签名)____________________导师：张荣军(签名)____________________摘要清洁压裂液耐温性差，在高温下粘度迅速降低，滤失量变大。纳米可以提高压裂液的耐温性能，降低清洁压裂液的滤失。然而纳米粒子易团聚，难以发挥纳米材料的性能。因此对纳米粒子进行表面改性再复合清洁压裂液具有重要意义。本论文通过3―氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）对

4、纳米SiO2表面进行修饰，采用电导率法研究KH550的水解工艺。通过红外光谱，Zeta电位等方式对改性效果进行了表征。结果表明KH550最佳水解条件如下：以水/乙醇混合溶液为溶剂，采用正水解方式，当KH550体积分数为10%，KH550水解效果最佳。纳米SiO2的最佳改性条件为：反应温度为70℃，SiO2与KH550物质的量之比为1:4，反应3h，此时表面羟基数最小为2.22个/nm。本论文采用机械搅拌法和超声波振荡法将纳米均匀分散于压裂液中，并采用流变学方法考察了温度、盐度、改性纳米加量对粘弹性表面活性剂的流

5、变性能影响，探讨了改性纳米SiO2对粘弹性流体的作用机理。结果表明，3.0%的N-甲基油酰氨基乙基磺酸钠（JXJ209）在6.0%的KCl盐水中形成强度较高的胶束网络结构，零剪切粘度可达44.06Pa·s。而质量分数为0.3%的KH550-SiO2加入KCl质量分数为3.0%至4.0%的蠕虫状胶束可使该复合体系零剪切粘度分别提高12.6倍与3.8倍。但KCl质量分数提高至6%到7%时，纳米的增益效果开始减弱。在低振荡频率下，KH550-SiO2对JXJ209/KCl粘弹性胶束的增稠作用明显，不仅松弛时间延长，体

6、系的粘弹性也得到改善。此外，KH550-SiO2还可以提高JXJ209/KCl蠕虫状胶束的热稳定性和抗滤失性。将配方为3%209+5%KCl+0.3%KH550-SiO2的粘弹性流体进行压裂液性能评价，该纳米复合粘弹性流体在剪切速-1率为170s，100℃时粘度仍保持在25mPa·s，破胶后粘度小于5mPa·s、岩心伤害率只有8.9%，各项压裂液性能评价均结果优良。关键词：表面活性剂蠕虫状胶束粘弹性纳米材料论文类型：基础研究II英文摘要Subject：Studyonthemechanismofnanoparti

7、clesandwormlikesurfacefunctionSpeciality：FluidPowerTransmissionandControlName：LiangGuoQi(signature)____________________Instructor：ZhangRongJun(signature)____________________ABSTRACTThecleanfracturingfluidhaspoortemperatureresistance,rapidviscosityreductionat

8、hightemperatureandlargefiltrationloss.Nanoscalecanimprovetheperformanceofthefracturingfluidandreducethefiltrationofthecleanfracturingfluid.However,thenanoparticlesareeasilyaggregated,anditisdiff