甲酸盐及有机盐钻井液基液的润滑性

室内用FANN212型极压润滑仪对钻井液完井液常用的甲酸盐、有机盐及其混合溶液润滑性进行了测定,并与常用无机盐进行了比较。得出甲酸盐、有机盐溶液润滑系数都比蒸馏水润滑系数小,且都随溶液密度升高而降低;溶液密度越高,润滑系数越小。饱和氯化钠、氯化钾溶液润滑系数与蒸馏水润滑性性系数相近。饱和甲酸盐和有机盐溶液的润滑系数都随温度升高而增大。不同饱和甲酸盐和有机盐溶液按不同体积混合后,混合溶液的润滑系数与相同密度的该甲酸盐、有机盐溶液润滑系数相近。而与饱和KCl、NaCl溶液按体积1∶1混合后,混合溶液的润滑系数,则比相同密度的该甲酸盐、有机盐溶液润滑系数稍高。     

钾离子稳定井壁作用机理研究

研究了钙蒙脱土、钠蒙脱土和钾蒙脱土在清水和7%KCl溶液中的水化膨胀,用X射线衍射仪测定了3种蒙脱土在清水和7%KCl溶液中浸泡后的层间距,结合粘土膨胀机理的最新研究结果,对K 抑制粘土水化膨胀的作用机理进行了探讨.在粘土膨胀实验中发现,KCl溶液在岩心中的渗透速度较清水快,使得在实验前期,岩心在7%KCl溶液中的膨胀高度大于在清水中的膨胀高度,这种现象对井壁稳定是不利的,有必要进行更深入的研究.研究结果表明,在粘土的晶层膨胀阶段,层间阳离子受束缚而不能进行离子交换,因此K 不能有效抑制钠蒙脱土和钙蒙脱土的晶层膨胀;在粘土的渗透膨胀阶段以及完全分散的粘土中,层间阳离子能进行离子交换,K 能有效抑制粘土的渗透膨胀和分散,控制地层造浆.与渗透膨胀相比,粘土的晶层膨胀量低但膨胀压力大,晶层膨胀引起的近井壁地层应力变化对井壁稳定有重要影响.     

甲酸钾抑制蒙脱石水化机理的分子动力学模拟

在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中，钻遇的地层含有大量的蒙脱石，蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物，当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳，发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故。有机盐钻井液的主要成分是含有抑制作用强的甲酸钾，成为目前钻复杂井段的重要水基钻井液体系。为了深入揭示有机盐钻井液中的主要抑制剂甲酸钾抑制蒙脱石水化的机理，采用分子动力学的方法，从分子角度研究其抑制机理。通过建立甲酸钾和蒙脱石的模型，计算两者的相互作用。研究发现在甲酸钾溶液中，电离出的甲酸根主要偏向作用于层间水，且能与水分子形成氢键，电离出的钾离子会吸附在蒙脱石表面，与蒙脱石表面作用，降低蒙脱石的Zeta电位，当质量分数大于一定量时，钾离子对蒙脱石表面作用饱和并开始向层间扩散。通过模拟发现，低浓度的甲酸钾有利于蒙脱石力学性质稳定，随着其浓度继续增加，有利于抑制水分子扩散，而蒙脱石的杨氏模量、剪切模量略微降低，泊松比上升，当浓度大于一定量后，其抑制性趋于稳定，蒙脱石力学性质趋于稳定。模拟认为钻井液中甲酸钾最佳质量分数（相对于水）范围应在32.57%～34.92%。      

有机胺抑制剂WAN-1室内评价及应用

通过黏土造浆、页岩分散回收率、岩心浸泡和蒙脱土黏土颗粒Zeta实验,对有机胺WAN-1的抑制性进行了评价,结果表明有机胺抑制剂WAN-1能有效抑制泥页岩的水化膨胀,保证井壁稳定。有机胺强抑制封堵防塌钻井液体系在盐227区块,解决了长水平段泥页岩水化失稳导致井塌的难题,施工中井壁稳定,井下安全,井身质量良好,机械钻速明显提高,达到了优快钻井的目的。     

端氨基超支化聚合物泥页岩抑制剂的合成与性能评价

通过丁二酸酐和二乙烯三胺合成了端氨基超支化聚合物(HP-NH_2)泥页岩抑制剂,采用FTIR,~1H NMR,TOFMS等技术对其结构进行了表征;通过线性膨胀和3次滚动回收实验对HP-NH_2抑制剂的抑制性能进行了评价;通过吸附实验、XRD及FTIR分析对HP-NH_2作用于蒙脱土的机理进行了初步研究。实验结果表明,HP-NH_2对泥页岩的水化分散和膨胀具有良好的抑制性能,并随HP-NH_2含量的增加其抑制性能增强。HP-NH_2在蒙脱土表面发生有效吸附,单位吸附量可达0.35 g/g,且可进入蒙脱土晶层间距并通过置换层间水化阳离子将结合水挤出,起到抑制蒙脱土水化膨胀的作用。     

天然气互换性判别方法研究

超深井多选用高密度饱和盐水磺化钻井液体系,本研究引入高浓度甲酸钾溶液作为钻井液基液,有效减少高密度钻井液固相含量,提高钻井液及关键处理剂的热稳定性,同时加快超深井深部巨厚盐岩层钻井速度、减缓钻具腐蚀,充分发挥甲酸盐钻井液良好的抑制性和泥饼质量,低环空压耗等优势。讨论了重晶石在甲酸钾溶液中的溶解性以及甲酸钾溶液的抗盐抗钙污染能力,研究结果表明,重晶石在甲酸钾溶液中几乎不溶,所以在饱和盐水磺化钻井液中可用30%-70%（w）甲酸盐溶液提高基液密度,然后采用重晶石进行加重是可行的。此外,氯化钠和石膏在甲酸盐溶液中的溶解度均有不同程度的降低,可用于进一步提高磺化钻井液的抗盐抗钙污染能力。     

黏土对聚合物溶液黏度和渗流特性影响研究——以渤海SZ36-1油田为例

聚合物类调驱剂流经多孔介质时,不可避免地与储层填隙物接触,因水动力学捕集、机械捕集、表面吸附和聚合物分子间的相互作用而产生滞留,这种物理化学作用不仅会影响注入流体的渗流特性,而且会对交联聚合物成胶性能产生影响。以岩石矿物学、物理化学和高分子化学为理论指导,以仪器分析、化学分析和物理模拟为技术手段,以砂岩储层中主要黏土矿物与聚合物间相互作用为研究对象,开展了黏土矿物类型和含量对聚合物凝胶黏度、吸附量和渗流特性实验研究。结果表明,蒙脱土、高岭土和伊利土等三种黏土矿物会不同程度的降低聚合物溶液和凝胶的黏度,原因在于它们表现出的较大吸附能力差异,其中蒙脱土吸附量较大,其次为高岭土,再其次为伊利土,晶层结构差异是产生这种差异的直接原因。与聚合物溶液相比较,黏土矿物对交联聚合物溶液吸附量较小。在进行聚合物浓度取样检测时,容器上层液聚合物浓度通常要比下层液低,但整体水平差异不大。进一步分析发现,黏土矿物吸附作用导致聚合物在孔隙中滞留增加,孔隙过流断面减小,阻力系数和残余阻力系数增大。此外,黏土颗粒在多孔介质内运移和捕集也会造成渗流阻力增大。     

黏弹性表面活性剂吸附滞留特性研究

通过黏弹性表面活性剂VES静态吸附可知:VES在不同矿物表面均存在吸附损失,在石英砂表面吸附后黏度损失较小,而在蒙脱土和高岭土表面吸附后黏度损失幅度较大;同时,在不同矿物表面吸附前后的界面张力也存在较大的差别,在石英砂表面吸附后,界面张力整体进一步下降或维持同一水平,在蒙脱土和高岭土表面吸附后界面张力增大.由动态滞留研究可知:随温度升高,VES在岩石表面的吸附滞留量呈显著下降趋势;随注入浓度的增大,注入VES达到稳定后吸附滞留量整体呈增大趋势;随配制水矿化度增大,VES在岩心中的平衡吸附量整体呈增加趋势;在较低的注入速度下(小于0.5 cm3/min),VES吸附滞留量随注入速度增加较显著,注入速度进一步增大后吸附滞留量略有下降;不同渗透率岩心中的吸附量表现为在较低渗透率(50 mD)时吸附滞留量较小,后急剧增大并保持平稳状态.     

有机改性蒙脱土对苯酚的吸附性能研究

通过离子交换的方法用季铵盐对蒙脱土进行有机改性,并采用静态吸附试验考察了有机改性蒙脱土对废水中苯酚的吸附性能。结果表明在有机改性蒙脱土的用量为2 g/L,吸附时间为30 min,吸附温度为60℃,苯酚初始质量浓度为250 mg/L的条件下,改性蒙脱土对苯酚的去除率可达78%。有机改性蒙脱土对苯酚的吸附过程可以通过伪一级动力学方程进行描述。     

聚胺与甲酸盐抑制性对比实验研究

为了满足"优质、环保、安全、快速"的现代钻井工程需要,近年来开发了聚胺高性能水基钻井液,其性能被认为最接近油基钻井液。聚胺页岩水化抑制剂作为该体系的关键处理剂,以其独特的分子结构和优异的抑制性能,逐步引起人们的重视。文中通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试,对比评价了聚胺和甲酸盐的抑制性;通过X射线衍射分析层间距、Zeta电位测试、表面张力测试、改性膨润土吸水实验及活度测试等,分析研究了聚胺和甲酸盐的作用机理。结果表明,与甲酸盐相比,聚胺在低浓度时即能最大限度降低黏土水化层间距,使黏土去水化;同时聚胺吸附在黏土表面后,能增强黏土的疏水性;甲酸盐主要通过降低溶液活度实现抑制作用。     

甲酸铯/钾无固相钻井液和完井液研究

自1999年9月壳牌公司首次使用甲酸铯钻井液以来,到2009年10月,世界上已有18家石油公司在220多口高温高压井中使用甲酸铯/钾盐水进行钻井、完井及修井等作业。甲酸铯/钾钻井液、完井液具有无固相、气体溶解度和腐蚀性低、润滑性和相容性好及储层伤害性低等特点,很好地解决了高温高压井中常规钻井液存在的缺陷。气体溶解度低能够较好地控制井涌;润滑性能好能够降低摩阻和扭矩,从而降低压差卡钻的风险,提高机械钻速;相容性好、储层伤害性低能够降低修井需求,提高采出速度;可生物降解能降低HSE风险。基于对卡博特公司的甲酸铯手册及国外发表的有关甲酸铯/钾钻井液和完井液文献的深入分析,介绍了国外甲酸铯/钾钻井液和完井液的常用处理剂、配方,应用现状及回收利用情况,并对其应用前景进行了分析。      

高密度甲酸钾完井液在酸液中的析出机理及配方优化北大核心CSCD

目的在高温高压碳酸盐岩油气藏开发过程中,高密度甲酸钾完井液与酸液混合会产生白色沉淀物。优化完井液性能,以实现高密度甲酸钾完井液与酸液良好的配伍性。方法通过分析甲酸钾完井液与酸液析出沉淀规律、固相沉淀物组成、甲酸钾在酸液中解离度和KCl在酸液中的溶解度,揭示了甲酸钾完井液在酸液中的析出机理。结果酸液的酸性环境增大了甲酸钾的解离度、降低了KCl的溶解度,溶液中K+与Cl-产生吸附,并最终以KCl晶体析出。结论基于上述析出机理,优化构建了一套完井液配方,密度在1.10~1.50 g/cm^(3)可调,与酸液配伍好,高温稳定性良好。     

甲酸甲酯氯化制双光气

介绍了甲酸甲酯及氯甲酸甲酯氯化制双光气的方法，并对两种方法进行了比较。     

甲酸盐加重瓜胶压裂液体系

为解决深层破裂压力高、常规压裂液难以压开的难题,开展了加重压裂液体系研究。由于压裂液需要进入到储层深部,因此要求加重剂具有良好的水溶性,而瓜胶压裂液需要在弱碱性环境中交联,因此强酸弱碱盐类加重剂,如氯化钙、氯化锌等不适用,溴酸盐（溴化钾、溴化钙等）虽可用但成本较高,难以应用,因此选择甲酸盐,该加重压裂液密度在1.0~1.5g/cm3范围内可调。受电性、分子量和分散性的影响,助排剂和黏土稳定剂可能与甲酸盐发生化学反应或物理作用,出现絮凝、析出或沉淀现象,通过实验优选出ME-1微乳助排剂和FP-2黏土稳定剂,结合流变性、滤失和破胶等实验,优选了与其配伍的有机硼交联剂等相关助剂,形成综合性能良好的加重压裂液体系。董8井压裂层段5 353.70~5 364.45 m,地层温度为120℃,优化加重压裂液（密度为1.2 g/cm3）现场配制工艺,成功地进行了现场应用;压后破胶液黏度小于5 mPa·s,返排率达100%。该加重压裂液技术为下一步的高闭合应力油藏的压裂改造提供了经验。      

特低渗透砂岩储层盐敏实验及应用

以松辽盆地南部长岭凹陷腰英台区块储层岩心为研究对象,通过开展矿化度升高和降低的盐敏性实验,揭示了特低渗透储层的盐敏特性,探讨了盐敏损害机理.该区块储层岩性为岩屑长石砂岩,孔隙度为6%～16%,渗透率为0.01×10-3～10×10-3μm2,孔喉中值半径为0.01～0.54 μm;粘土矿物含量为0.8%～6.5%,其中伊利石含量为20%～90%,伊/蒙间层含量为4%～36%.实验结果表明,矿化度升高和降低时,基块的盐敏程度均为弱到中等,裂缝的盐敏程度强.根据敏感性实验结果,优选出了矿化度范围适宜的两性离子聚合物甲酸钾钻井完井液,为更好地保护储层同时采用了屏蔽暂堵技术.现场应用结果表明,应用该储层保护技术的3口井,目的层井段平均井径扩大率为0.66%,比未采用该技术的邻井缩小了5.78%;表皮系数为1.75,低于没有应用该技术井的表皮系数平均值(4.54),证明以盐敏实验结果为依据设计并实施的钻井完井液技术,有效地控制了储层损害.     

甲酸甲酯合成技术进展

综述了国内外 6种甲酸甲酯合成方法的技术进展 ,包括甲酸酯化法、甲醇羰基化法、甲醇脱氢法、甲醛二聚法、二氧化碳与甲醇加氢缩合法与合成气直接合成法 ,并分别进行了评价。     

甲醇钠和甲酸钠的化学分析

建立了一种准确、可靠的分析甲醇钠和甲酸钠的方法。进行了甲醇钠与甲醇、乙醇、二甲苯等共存体系中甲醇钠的处理和分析以及甲酸钠与Ｃｕ催化剂体系中甲酸钠的分析     

甲酸甲酯的生产发展与应用前景

综述了甲酸甲酯的性能、生产发展、合成工艺及应用,展望了其扩大应用范围等的前景。     

甲酸盐钻井液体系的研究

对甲酸钠在钻井液体系中的应用进行了研究.对甲酸钠钻井液进行了耐温试验、储层保护试验及盐敏试验,结果表明,其钻井液体系具有耐温性好,储层伤害低,但甲酸钠加量过高会导致岩心盐敏伤害,甲酸钠最佳加量为20％,现场使用甲酸钠加重需控制其加量.     

碳酸铵到甲酸胺的催化转化研究

在三苯基膦铑络合物催化剂的存在下,研究了在不同实验条件下碳酸铵到甲酸胺的转化。反应结果表明随着反应条件的不同,产率可在0～100%范围内变化。有机碱如三乙基胺是必要的添加助剂。在系列胺化合物中,其助剂的效应的大小次序是R3N>R2NH>RNH2。而且转化率随着胺助剂量的增加而增加。适量的三苯基膦((C6H5)3P)可以极大地促进反应速率。实验中研究了三苯基膦(C6H5)3P与催化剂RhCl(PPh3)3的P/Rh比对反应的影响,发现反应转化率与其比值存在一极大点,即在比值近6 5时反应体系转化率为最大。偏离该比值转化率均降低。