PIBSI对油基钻井液性能影响研究

常温条件下分别采用5号和3号两种白油配制基浆和油基钻井液体系,并在基浆和钻井液体系中加入不同质量分数的聚异丁烯丁二酰亚胺(PIBSI),考察不同温度下PIBSI的质量分数对基浆和钻井液体系流变、沉降和滤失性能的影响。结果表明,对于基浆而言,低温条件下(4℃)PIBSI能够提高基浆的沉降稳定性能,基浆的黏度随PIBSI质量分数的增加先降低后增加。对于油基钻井液体系而言,在适当质量分数下(5号白油体系PIBSI质量分数为2%,3号白油体系PIBSI质量分数为0.2%),PIBSI能够有效降低体系低温条件下(4℃)的黏度,而对室温(25℃)和高温(65℃)条件下体系的黏度、动切力等参数影响程度较小。PIBSI质量分数越高,两种油基钻井液体系的高温高压降滤失量越低。     

微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

重晶石是油基钻井液的主要加重剂,但是其加重的高密度油基钻井液存在诸多问题。为了探究微锰矿粉在油基钻井液中的适用性,采用激光粒度分析仪和扫描电镜分析了重晶石和微锰矿粉的粒度分布和微观形态,对比分析了重晶石油基钻井液体系和微锰矿粉油基钻井液体系在流变性、失水造壁性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能方面的差异。结果表明,在低密度条件下,微锰矿粉体系和重晶石体系差异小;在高密度或超高密度条件下,微锰矿粉体系低黏高切,泥饼黏滞系数小于0.10,沉降密度差小于0.03 g/cm³,酸溶后渗透率恢复率大于95.00%,其流变性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能均优于重晶石体系;微锰矿粉体系比重晶石体系失水量大,泥饼质量差,建议将微锰矿粉中复配重晶石以提高体系的失水造壁性。研究结果全面揭示了微锰矿粉油基钻井液体系和重晶石油基钻井液体系性能的差异,对微锰矿粉改善高密度、超高密度油基钻井液的性能提供支撑,也为超高密度油基钻井液加重剂应用提供了新的发展方向。     

新型合成基钻井液降滤失剂合成及性能评价

为解决合成基钻井液高温高压滤失量大的问题,以有机硅、腐植酸和二椰油基仲胺等为主要原料,运用活化酯法对腐植酸进行改性,通过合成条件优化,研制一种亲有机质的有机硅腐植酸酰胺降滤失剂FRA-1;利用红外光谱(FT-IR)和热重—差热(TG-DSC)进行化学结构和热稳定性分析,评价在不同油水比合成基钻井液中的性能.结果表明:FRA-1在合成基钻井液体系中有良好的分散性和耐温性,优于常用的油基钻井液降滤失剂,并且对钻井液流变性影响较小,可以替代沥青类和褐煤类产品作为合成基钻井液降滤失剂.     

高温高压下高密度全油基钻井液流变模式

在高温高压深井中,受温度和压力的影响,油基钻井液处理剂会发生降解、交联、甚至固化等,导致钻井液的流变性发生巨变,严重影响了钻井液的携岩性,甚至会导致钻井无法进行,为准确掌握油基钻井液在井底高温高压下的流变状态,建立了全油基钻井液的高温高压流变模式。使用Fann50SL型高温流变仪分析温度和压力对两种油基钻井液体系流变性能的影响,并采用回归分析方法对实验数据进行处理。实验及回归分析表明,钻井现场作业中普遍采用的宾汉模式不能完全准确表示全油基钻井液的高温高压流变特性,应根据具体地层条件和钻井液组成采用实验手段选出最优流变参数模型。     

高温高密度油包水乳化钻井液沉降稳定性分析与评价

为了解决高温下油基钻井液沉降稳定性的技术难题,对研制的抗温可达220℃,密度可调至2.2 gcm3的高温高密度油包水钻井液配方进行了室内实验评价,分析各组分加量对整体配方沉降稳定性的影响。结果表明该配方具有较强的沉降稳定性。随着有机土加量的增加,体系稳定性逐渐增强,建议有机土加量为2%~3%;提切剂加量为1%~2%的体系具有良好的沉降稳定性;体系随着乳化剂加量的增加,钻井液的表观黏度和动切力下降,破乳电压增高,乳化稳定性、沉降稳定性增强;润湿剂加量为1%~2%时整个体系性能稳定。     

T型管内两相流分配特性数值模拟

T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。     

油水煤浆三元混合体系的制备及特性研究

研制了油、水、煤组成的三元混合燃料——油水煤浆 ,并研究了体系组成、温度、分散剂种类及用量对油水煤浆流变性的影响 ,探讨了油水煤浆的静态稳定性和燃烧特性 .测试并分析了体系的静态稳定性 ,考察了浆体的燃烧特性 .结果表明 :三相体系中存在某种立体网状结构 ,从而使浆体的静态稳定性得到提高 ;它的燃烧性能良好 ,火焰明亮而且稳定 ,燃烧效率高 .可以看出这种浆体的工业应用前景广阔 .     

煤油介质中分段引发制备淀粉基絮凝剂

以淀粉、丙烯酰胺(AM)为原料,煤油作为连续相,采用分段引发的方法,通过反相乳液聚合法制备高单体转化的淀粉基絮凝剂。考察了乳化剂种类和用量、引发温度、引发剂浓度、单体淀粉比以及油水体积比等因素对单体转化率、接枝率、接枝效率和聚合物特性黏数的影响。确定最佳工艺条件为:乳化剂质量分数7%,引发温度初期是50℃、后期65℃,引发剂浓度0.008mol/L,单体淀粉比1∶1,油水体积比1∶1,反应时间5h。在此条件下,单体转化率达到99.74%,接枝效率99.8%,特性黏数为571.3mL/g。     

石蜡基纳米金属复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为复合相变材料的基体,分别添加氧化铜、二氧化硅和氧化锌的纳米颗粒通过两步法制备多种石蜡基纳米金属复合相变材料。通过改变所添加纳米金属颗粒种类、质量分数和颗粒粒径,对比分析实验模型内复合相变材料蓄放热过程的温度曲线,来探究以上参数对复合相变材料热性能的影响。结果表明,通过添加纳米金属颗粒的方式能够有效提升石蜡的蓄放热性能,添加氧化铜颗粒的效果要优于氧化锌颗粒和二氧化硅颗粒;复合相变材料的导热系数和动力黏度均随颗粒浓度的增加而增大,两者共同决定着复合相变材料的换热过程能否被强化;纳米金属颗粒的粒径越小,越有利于增强对复合相变材料的热性能,添加30 nm粒径纳米颗粒相对于100 nm粒径纳米颗粒蓄热速率能提升26%,放热速率能提升41%。     

混杂纤维高韧性水泥基复合材料抗压性能研究

为改善传统单掺有机纤维水泥基材料的抗压性能,采用钢纤维+聚乙烯纤维混杂方式制备了一种高韧性水泥基复合材料,在聚乙烯(PE)纤维体积掺量固定为1%的情况下,考虑钢纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%4种工况下该水泥基复合材料的抗压试验,分析了钢纤维掺量、长度、直径对其抗压性能的影响。结果表明,采用钢纤维与PE纤维混杂方式可显著提高水泥基复合材料的抗压性能,在采用较长钢纤维的情况下,较低的体积掺量可以有效提升试件的抗压强度,直径越小的钢纤维试件抗压性能越好。对比发现,钢纤维直径0.12mm、长度13mm、体积掺量为0.6%时混杂效应较好,其峰值压应力较未掺钢纤维的试件提升33.8%,极限压缩应变提升24.3%。     

朱寨子油区低压低渗储层钻井液保护技术研究

朱寨子油区的油气藏具有压力系数低、物性差、渗流能力低、孔喉微细、比表面积大和泥质含量高等特点,容易受到固相、液相、聚合物吸附、矿物敏感等伤害。分析了朱寨子油区储层伤害机理,提出了朱寨子油区储层钻井液保护技术,在钻井液中加入一定量的聚合物抑制剂和无机盐抑制剂,可有效防止储层中的敏感矿物因滤液入侵而引起的敏感性伤害;经粒径优化的架桥粒子和可软化变形的ST-3按一定比例复配而成的复合暂堵剂,可以形成致密的泥饼以减少钻井液的侵入量和侵入深度;由两种表面活性剂复配组成的HFR可有效降低油/水界面张力而显著降低储层水锁损害的程度。有助于将侵入储层的液相返排出来,提高油相饱和度和渗透率,改善储层的渗流能力,最终提出两套钻井液保护技术。     

影响微胶囊相变悬浮液稳定性因素的理论分析

为了探究影响微胶囊相变悬浮液稳定性的因素,通过改变相变颗粒粒径以及基液,配制不同种类的微胶囊相变悬浮液.在实验基础上,建立数学模型,分析计算了影响其稳定性的各个因素及其所占权重.结果表明:在实验条件下,相变微胶囊颗粒的粒径以及基液的动力粘度对稳定性的影响有决定作用.     

钻井用耐剪切堵漏剂DLJ-5的性能

针对裂缝性地层钻井过程中,常规的桥塞堵漏材料堵漏效果不佳或者堵漏后发生重复性漏失的难题,通过引入锂皂石,研制出了一种耐剪切的钻井液堵漏剂DLJ-5,借助激光粒度分析仪和衍射仪研究了其微观形貌,并对其吸水膨胀性能、耐剪切性能以及与钻井液的配伍性进行了评价,最后研究了DLJ-5的堵漏性能。结果表明,研制出的堵漏剂DLJ-5的平均初始粒径为204.5μm,内部的有机和无机双网络结构提高了堵漏剂的强度。堵漏剂DLJ-5在50℃模拟地层水条件下的膨胀倍数为35.52,具有很好的耐剪切性能,与长庆油田钻井液的配伍性好,在高矿化度地层具有一定的堵漏承压性能。该耐剪切堵漏剂在裂缝性地层的钻井过程中具有广泛的应用前景。     

一种新型正电胶（Y—1）的研制

通过结晶氯化铝加热并水化合成一种新型正电胶Ｙ－１,其生产工艺简单,产品的回收率高,生产成本和原料成本比现有的正电胶生产工艺低,。性能测试表明：该正电胶与其它处理剂的配伍性好,在各种钻井液体系中加入Ｙ－１后,钻井液的流变性、抑制性、抗膏盐污染能力等多项指标均优于用现有正电胶配制的钻井液体系,加有该正电胶的钻井液体系的动切应力高、动塑比值高、塑性粘度低、水眼粘度低、卡森切力及剪切稀释指数高、初终切力高且相近等,其正电胶特性比现有的产品更为突出;由该正电胶组成的钻井液体系能抗２％石膏、１０％氯化钠的复合盐污染,至少能抗１４０℃以上的高温,且页岩回收率大于９０％,由此说明该正电胶是一种优良的钻井液添加剂。     

二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的反相乳液聚合的研究

采用反相乳液聚合方法,在氧化—还原引发体系下,制备二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)/丙烯酰胺(AM)阳离子型共聚物.利用单因素实验分别研究了乳化剂种类、配比、分散介质对体系稳定性的影响,研究了油水体积比、单体配比、单体浓度、反应时间和反应温度等因素对共聚产物的相对分子质量的影响,确定了最佳反应条件.并探讨了相关因素对絮凝性能的影响.     

阴⁃非离子表面活性剂对稠油乳化的影响

为了探究不同类型阴⁃非离子表面活性剂对稠油乳化的影响,获得其构效关系,针对某油田某稠油区块原油,选择了6种单体型阴⁃非离子表面活性剂C14E3C、C14E5C、C14E7C、C14E9C、C16E3C、C18E3C,两种Gemini型阴⁃非离子表面活性剂OP4、OP15,利用旋转滴界面张力仪和稳定性分析仪,考察了表面活性剂质量分数、油水质量比以及聚合物对油水界面张力、原油乳状液粒径、稳定性等的影响规律。结果表明,单体型随着氧乙烯（EO）基团的增加,乳状液的稳定性变化不大,而烷基链的增长会小幅度增加乳状液的稳定性。对于Gemini型阴⁃非离子表面活性剂,EO基团个数的增加会小幅度增加乳状液的稳定性。单体型相较于Gemini型有较小的分子尺寸,界面张力稳态值普遍偏低。同时,聚合物的加入会提高乳状液的稳定性。     

聚合醇钻井液高温稳定性的研究

研究了在钻井液淡水体系和盐水体系中加入聚合醇对降滤失剂滤失量的影响。结果表明 ,钻井液体系中加入聚合醇能有效提高降滤失剂的耐温性 ,盐水钻井液比淡水钻井液体系提高降滤失剂高温稳定性的效果更加明显。     

Fe3O4磁流体的水热法制备与表征

采用水热法制备了水基Fe3O4磁流体,利用X衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)对磁粒子的组成、结构及粒径进行了分析,利用古埃磁天平研究了磁流体的饱和磁化强度和稳定性,证实所制得的磁粒子为纯相Fe3O4纳米粒子,平均粒径为9nm左右,磁流体饱和磁化强度为46mT,稳定性较好。