胺类强抑制泡沫钻井液的研究

针对泡沫钻井过程中井壁失稳问题,采用Waring-Blender法、滚动回收实验以及硬度测试,通过对发泡剂、稳泡剂以及胺类泥页岩抑制剂的优选,筛选出发泡性能优越,抗温、抗污染能力强,且具有强效持久抑制性能的胺类强抑制泡沫钻井液。同时,借助红外光谱与XRD分析手段,分析胺类泥页岩抑制剂抑制作用机理。结果表明,低分子胺类聚合物能进入黏土晶层,阻止水分子进入并水化黏土。高分子胺类聚合物由于相对分子质量大,不能有效地进入黏土晶层,因此主要吸附于黏土表面,形成分子保护膜,防止周围流体中水分子的进一步侵入。由于胺类聚合物通过提供多重阳离子吸附于黏土矿物上,因此能保持长久性黏土稳定且不易于逆转吸附,从而具备持久抑制性能。     

钻井液中硫化氢污染特点及高效除硫剂性能评价

钻进地层或钻井液中有机物质分解产生的硫化氢,是一种极有害的腐蚀剂,根据复合金属螯合原理,研制出复合铁锌螯合高效除硫剂CQ-GCL,并对其进行评价。室内研究表明,钻井液被硫化氢污染到某一程度以后,才能从钻井液滤液中检测出硫化物的含量,但此时仍保持在较高的pH值;高效除硫剂CQ-GCL对钻井液性能影响较小,能够快速去除钻井液中的硫化氢,去除效率大于96%。     

泡沫钻井液井壁稳定性评价研究

泡沫流体的结构特点虽能缓解泥页岩地层自吸水的能力,但不能阻止泥页岩地层水化的趋势,随着钻井时间的增加,泥页岩水化加剧,进而引发井壁失稳问题。因此,采用合适的评价方法寻求性能优越的抑制剂配方,成为人们普遍关注的重点。通过对泡沫流体引发井壁失稳过程进行分析可知,在对泡沫钻井液进行性能评价时应从两方面入手,即泥页岩自吸水能力以及泥页岩抑制能力。泥页岩自吸水是引发泥页岩水化的先决条件,通过泥页岩自吸水测试,可以筛选出具有一定封堵或减缓泥页岩吸水速度的泡沫钻井液配方。对于泥页岩抑制能力测试可以将膨润土抑制性测试、滚动回收实验以及硬度测试相结合,这样便于优选出抑制能力强且具有持久抑制作用的泡沫钻井液配方。     

pH值对油酸盐发泡性能影响及泡沫循环利用机理研究

油酸盐中含有酸碱敏感性羧酸官能团,因而可实现泡沫的酸碱循环利用。通过Waring-Blender法、酸碱滴定测试、表面与界面张力测试、微观分析等研究手段,分析了pH值变化对油酸盐水溶液性质、油酸盐羧酸官能团电离度以及油酸盐发泡性能的影响。同时,开展了6次泡沫循环实验,并从微观现象解释以及"铺展与架桥"理论对其消泡机理进行了深入分析。研究结果表明,油酸盐中的羧酸官能团通过失去或得到质子来实现活性与非活性之间的可逆转换,从而实现泡沫的循环利用。此外,通过消泡机理分析可以看出,氢离子的侵入可以促进油酸盐泡沫结构中非水溶性油酸的形成,并进入泡沫液膜结构,通过铺展或架桥作用使得液膜破裂,从而达到消泡的作用。     

环保水基钻井液处理剂研究进展

研发环保型水基钻井液体系的关键在于可生物降解的、无生物毒性的环保水基钻井液处理剂。介绍了流型调节剂、降滤失剂、抑制剂和润滑剂四类环保水基钻井液处理剂的研究与应用情况,分析了环保处理剂存在的问题和发展趋势。     

注空气驱管材的腐蚀与防护研究现状

注空气驱过程中的管材腐蚀问题非常突出,严重制约着注空气驱技术的推广应用。本文论述了注空气驱过程中的腐蚀与防护研究,其主要包括注气井的氧腐蚀和生产井的CO2腐蚀、CO2/O2腐蚀以及CO2/H2S腐蚀,并介绍了其中各类腐蚀的腐蚀机理、影响因素和防护措施。     

钻井液中除硫剂有效含量检测方法及现场试验

在含硫油气井钻井过程中,有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,维持钻井液中除硫剂的有效含量,对于保障钻井安全至关重要。为此,基于硫化物反应试剂与锌基除硫剂间的线性作用关系,采用间接法,建立了除硫剂含量与硫化物反应试剂消耗率的关系式,滴定分析了钻井液中硫化物反应试剂的消耗率,基于此提出了钻井液中除硫剂有效含量检测方法。对该检测方法的准确性进行了验证,结果表明:该方法可有效检测钻井液中的除硫剂含量,测定结果相对误差的绝对值<5%。对该检测方法进行了现场试验,试验结果表明,该方法能有效检测钻井液中除硫剂含量的变化,达到及时有效维护钻井液中除硫剂有效含量的目的。研究结果表明,该检测方法满足现场工程应用要求,可有效保障含硫井段安全钻进,同时也能避免除硫剂加量过多造成的浪费。      

一种季铵盐型表面活性剂疏水单体的合成

使用甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和溴代十六烷合成了一种季铵盐型表面活性剂型疏水单体,使用红外和核磁共振氢谱验证其结构与预设一致。经过单因素实验法确定了合成的最优条件为:溶剂为丙酮,原料甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和溴代十六烷的摩尔比为1∶1. 1,反应温度30℃,收率最高可达87. 5%;经过测量浓度-表面张力曲线图得知,合成产物的临界胶束浓度约为0. 15%,水溶液表面张力可降低至42 mN/m。     

钻井液中可溶性硫化物快速定量检测方法研究

针对目前碘量法、快速测定管法等可溶性硫化物定量测定方法存在操作程序复杂、耗时长等问题,不利于现场钻井液中可溶性硫化物快速测定。因此,室内开展了电位滴定法测试原理分析,并针对硫化物标准溶液、干扰离子存在条件下的硫化物标准溶液以及钻井液滤液存在条件下的硫化物标准溶液开展了电位滴定法测试实验。测试结果表明:本法不受测试样品色度、浊度影响,操作简单且耗时短,测定结果误差绝对值小于5%,满足现场快速定量测定要求。