纳米乳液在油田中的应用

对纳米乳液的制备方法以及其在油田中的应用和应用前景进行了综述.目前人们已经对控制纳米乳液形成、性质和稳定性的因素进行了深入研究,但对其在油田中应用还缺乏相应的研究.纳米乳液的长期稳定性和稀释浓乳液来制备纳米乳液的方法使得这种处理剂符合油田现场存放要求.室内研究和现场应用表明,其作为一种多功能钻井液处理剂,具有油层保护性能和润滑性能好并兼具其他性能的特点;另一方面,含有油田化学处理剂的纳米乳液可能在井下作业(防垢、酸化和调剖堵水等方面)、流体安全(多种处理剂可能产生堵塞流)和清除沉淀物/洗井等方面有所应用,因此纳米乳液在油田中具有广阔的应用前景.     

钻井液用微乳液润滑剂NE的研究与应用

当前钻井液用液体润滑剂存在抗温性能差、制备工艺复杂、起泡率及荧光级别高等难题,制约了水平井钻井井眼的有效延伸,降低了钻井效率。结合胶体与界面化学基础理论,以液态石蜡、Span80及Tween80等为原料,研发出一种微乳液润滑剂NE,并通过室内实验评价了其性能,分析了其主要润滑机理。研究结果表明,NE稀释后形成的纳米液滴呈正电性,平均粒径在187～258 nm之间;加入2.0% NE后膨润土浆的润滑系数降低率为83.8%,泥饼黏附系数降低率为74.2%;NE可抗160℃高温,耐温性良好,荧光级别为2级,起泡率低,与钻井液配伍性良好;基于吸附作用与纳米效应,NE可良好地吸附在矿物与金属钻具表面,大幅提高润滑效率。现场应用结果表明,NE可大幅降低钻柱扭矩与摩阻,减少卡钻事故发生频率,满足水平井段钻井液润滑性的技术要求。      

钻井液用纳米乳液RL-2的研究与应用

纳米乳液RL-2是通过物理和化学方法制备的一种新型的钻井液处理剂,具有纳米材料的特性.室内进行了RL-2的配方研究,并对纳米乳液RL-2的抑制性能、防塌性能和保护油层性能进行了评价,结果表明,纳米乳液RL-2与钻井液的配伍性好,具有好的抑制防塌、润滑性能和保护油气层能力.该乳液在胜利油田现场试验20口井,均取得了良好的效果,以在垦东405-平1井和桩23区块的应用为例,介绍了其实施情况.现场应用证明,以纳米乳液RL-2为主要处理剂的钻井液具有优异性能,使用该钻井液体系,井壁无坍塌,起下钻畅通,完井电测作业顺利,油气产量高;该钻井液适于水平井、大位移井、深井及探井的钻井施工. 同时,对纳米乳液RL-2的作用机理进行了深入的探讨.     

纳米石蜡乳液封堵材料的合成与性能评价

采用乳状液转换点法（EIP法）和乳化剂在油中法相结合,以Span80、Tween80为复合乳化剂,并加入乳化助剂疏水缔合羟乙基纤维素（HMHEC）制备出性能稳定的纳米石蜡乳液。其中,复合乳化剂的HLB值为10.5,浓度为11%,乳化助剂HMHEC浓度为0.6%,纳米乳化石蜡乳液平均粒径在65 nm。制备的纳米石蜡乳液稳定性良好,静置24 h的纳米石蜡乳液沉降稳定性良好,24 h的沉降率在5%左右。与常用钻井液处理剂的配伍性实验结果表明,抑制剂NH₄-HPAN和增黏剂XC会使纳米石蜡乳液粒径增大,超过100 nm;纳米石蜡乳液与其他钻井液处理剂的配伍性良好。封堵实验结果表明,纳米石蜡乳液对页岩级泥饼孔隙具有良好的封堵能力,封堵率可以达到92.59%,封堵效果优于无机纳米封堵材料氧化锌和碳酸钙。      

纳米成膜剂NM-1的合成及其在钻井液中的应用研究

纳米钻井液处理剂具有超强吸附、降低摩阻以及细微堵孔的能力，能更好地稳定井壁和保护储层。利用微乳液聚合法合成了有机纳米成膜剂NM-1。Mastersizer2000型激光粒度仪的测定结果表明，NM-1的平均粒径为65nm。对比研究了NM-1与成膜剂CH1203B、CMJ-2、PVA、纳米SiO2对钻井液流变性和API滤失性能的影响，得出NM-1具有较好的控制滤失和降黏作用；成膜实验证明了NM-1在岩心端面形成了不透水隔离膜；抗盐实验表明NM-1在低浓度下的抗盐能力较强，浓度一旦大干5％时其抗盐能力较差，可以通过改变乳化剂的类型（如用非离子型表面活性剂）来提高其抗盐能力。     

微乳液法制备纳米催化剂及其在加氢反应中应用的研究进展

综述了微乳液法制备纳米粒子、纳米催化剂及其应用方面的研究进展。介绍了超临界微乳液法制备纳米催化剂的特点;重点介绍了微乳液法制备纳米催化剂在不饱和键加氢、芳烃加氢和碳氧化合物加氢反应中的应用,微乳液法制备的纳米催化剂在加氢反应中表现出了较高的催化性能;并提出微乳液法制备纳米催化剂发展的需要解决的问题。     

聚磺纳米乳液钻井液在临盘街206井的应用

街206井是胜利油田临盘临南洼陷街斜2鼻状构造高位上采用聚磺纳米乳液钻井液完成的第一口二开中深井，完钻井深3980m。该区块在已往的钻井过程中均出现井壁失稳严重垮塌的现象，为了满足钻井施工的需要，经室内综合分析评价优选出适合该区块的钻井液配方，该配方总体性能优良，具有良好的流动性，较强的携砂能力和润滑效果，并在街206井应用获得成功。     

聚磺纳米乳液钻井液在临盘街206井的应用

街206井是胜利油田临盘临南洼陷街斜2鼻状构造高位上采用聚磺纳米乳液钻井液完成的第一口二开中深井,完钻井深3 980 m。该区块在已往的钻井过程中均出现井壁失稳严重垮塌的现象,为了满足钻井施工的需要,经室内综合分析评价优选出适合该区块的钻井液配方,该配方总体性能优良,具有良好的流动性,较强的携砂能力和润滑效果,并在街206井应用获得成功。     

纳米乳液型冲洗隔离液体系构建及性能评价

油基钻井液已广泛应用在非常规井钻井施工中,如何有效清除钻井液及泥饼,为水泥浆提供适合的胶结环境,是使用油基钻井液钻井后固井面临的关键难题。纳米乳液界面张力低、液滴粒径小、增溶能力强,是一项油基钻井液冲洗新技术。以冲洗效率及乳液粒径为评价标准,优选了冲洗油基钻井液的纳米乳液,通过稳定性、电位、粒径测试,分析了纳米乳液同隔离液处理剂的配伍性,最终构建了一套纳米乳液型冲洗隔离液体系。研究表明,随着烷基糖苷和聚氧乙烯醚2种表面活性剂复配比从2∶8到9∶1,纳米乳液冲洗效率先增加后降低,粒径先减小后增大。纳米乳液高冲洗效率与小粒径的一致性,为优选兼具高冲洗效率及动力学稳定性的乳液提供了理论基础。少量聚合物类外加剂会增加乳液黏度和油水界面张力,但对纳米乳液的稳定性影响并不显著;带相反电荷的表面活性剂会降低纳米乳液液滴的Zeta电位,导致纳米乳液稳定性下降。常规处理剂可直接用于调控纳米乳液性能,制备纳米乳液型冲洗隔离液。构建的隔离液体系在100℃内流变性恒定、沉降稳定性高,与水泥浆相容性好,120℃下3 min冲洗效率达99%以上,能显著提高使用油基钻井液后固井的胶结强度。     

微乳液技术在储层改造中的应用研究进展

微乳液具有超低界面张力、乳化、增溶、分散、起泡、润滑和柔软性等优异性能,在石油行业中被广泛用作储层改造液体体系.综述了微乳液的形成理论、基本组成、制备方法以及国内外研究进展.介绍了课题组自主研发的纳米流体增渗驱油体系,可用于致密油储集层压裂驱油增产、降压增注补充地层能量、驱替与吞吐提高原油采收率等领域,为致密油有效动用...     

微乳液聚合在制备聚合物纳米微粒中的应用研究

综述了徽乳液形成的条件,正相微乳液聚合、反相微乳液聚合、双连续微乳液聚合的特征研究,及其用于聚合物纳米微粒和有机/无机复合纳米微粒制备的研究进展。     

纳米乳液：一类新的化学添加剂载体

纳米乳液是一类粒径不大于500 nm的乳液.由于粒径很小,油水两相密度差造成的乳液分层现象消失.纳米乳液一经出现便立即得到了广泛应用,现主要应用于药物靶向输送、化妆品、食品等领域.据报道,大多数制备乳液的方法都是采用强力机械搅拌来实现(如提供高机械能量以克服表面积增大所增加的附加能),包括一些能源企业研制纳米乳液所采用的方法.基于相反转方法制备的纳米乳液已经广为人知,但缺乏统一的制备方法限制了纳米乳液在特殊的、高附加值产业上的应用.本文报道了一种制备粒径在30～80 nm之间的单分散纳米乳液的常规方法__过渡相反转方法,研究发现这种乳液在作为油田化学添加剂的载体方面已经有广泛的应用.纳米乳液具有长期的储存稳定性,加入一种或多种油田化学添加剂会使其带上电荷.而且,人们已经对控制纳米乳液形成、性质和稳定性的因素进行了深入研究.含有油田化学添加剂的纳米乳液可能在井下作业(防垢、酸化等方面)、流体安全(多种添加剂可能产生堵塞流)和清除沉淀物/洗井等方面有所应用.纳米乳液的长期稳定性和稀释浓乳液来制备纳米乳液的方法使得这种添加剂符合油田现场存放要求.     

微乳液法合成纳米氟化镧的研究

通过考察表面活性剂、助表面活性剂和水相等因素变化对基础油／（Span80＋十六烷基三甲基溴化铵）／异丁醇／水体系的影响，确定了该体系形成微乳液的最佳工艺条件。利用该微乳液体系，在一定的反应物浓度下制备了纳米粒子。利用X射线衍射仪（XRD）对所得产物的粒径进行了表征，结果表明，产物粒子细小，粒径约为10～20nm。     

石蜡微乳液的研制及其在水基钻井液中的应用

对塔西南超深井钻井过程中出现的微纳米裂缝与孔隙渗漏的问题进行分析,发现现有钾基聚磺钻井液中的封堵剂不能有效封堵微纳米裂缝与孔隙。为提高封堵粒径级配,在室内制备一种石蜡微乳液,通过粒径比较法得出了最佳制备方案。方案表明制备的最佳比例为“S+A”∶石蜡=9∶1,最佳搅拌速度为1400 r/min,最佳温度为120 ℃。制备得到的石蜡微乳液D₅₀粒径在2.9 μm左右,单分散颗粒尺寸在200～300 nm左右,表面张力在45.0～47.5 mN/m范围内,稳定时间长达30 d。采用石蜡微乳液对塔西南区块钾聚磺水基钻井液体系进行优化,从优化结果可以看出,石蜡微乳液的配伍性好;优化后钻井液体系表观黏度降低3.5 mPa·s;钻井液的滤失量减小3.5 mL;泥饼厚度减小1 mm,增强了钻井液的滤失造壁性能。采用压力传导法对石蜡微乳液的封堵性能进行评价,结果表明石蜡微乳液可以提高封堵承压能力,石蜡微乳液优化钻井液对克孜洛依组致密砂岩的封堵率为58.4%,具有较好的微纳米裂缝孔隙封堵能力。      

PMMA纳米胶乳在钻井液中的性能评价

在油气勘探钻井过程中,如在钻井液中添加纳米胶乳,利用纳米粒子的"球轴承"作用,可以降低摩阻,防止卡钻;同时利用纳米胶粒在一定温度下的可变形特性,可以更好地封堵地层微孔隙,形成致密泥饼,降低钻井液滤失量。利用种子乳液聚合法合成了一种钻井液用纳米胶乳(PMMA),其平均粒径为73nm。透射电镜分析结果表明,PMMA纳米乳胶颗粒大致呈球状,分散均匀。性能评价结果表明,1%PMMA纳米胶乳溶液的页岩回收率为68%,且与KCl复配使用后效果更好;在4%膨润土浆中加入1%PMMA后,黏度略有降低,滤失量降低了约40%,润滑系数降低了80%左右,泥饼黏附系数降低了约40%;加有2%PMMA的聚磺钻井液的砂床封堵滤失量和膜结构密封度滤失量分别为10mL和2mL,在180℃下仍具有良好的沉降稳定性。以上结果表明,PMMA纳米胶乳具有一定的降黏、降滤失性能,较强的封堵能力,良好的抑制性、润滑性能和高温稳定性能。     

微乳液在制备C_2含氧化合物合成催化剂中的应用

对微乳液法在制备C2含氧化合物合成催化剂中的应用做了较为详细的综述。从制得纳米粒子与载体的结合方式,主要有3种方法:微乳液同步合成法,微乳液沉积法和微乳液浸渍法。目前报道较多的是第一种方法,制得的Rh/SiO2催化剂具有较好的CO加氢生成C2含氧化合物的活性和选择性,但存在金属包埋的问题。微乳液沉积法可部分解决金属包埋问题,但金属与载体之间的化学作用力不强而导致催化剂热稳定性较差。微乳液浸渍法可以通过保持水核中金属离子在浸渍过程中处于未还原状态从而避免上述这些问题,虽然该法仅用于F-T合成催化剂的制备,但催化性能优越,产物中甲烷选择性非常低,值得尝试用于C2含氧化合物合成催化剂的制备。     

SLNR纳米乳液在高难度浅层大位移水平井的应用

垦东405-平1井是胜利油田沿海地区的一口浅层大位移水平井,完钻斜深为2888.86 m,井底垂深为1186.40 m,水平位移为2073.46 m,位移与垂深比为1.74：1,是目前胜利油田位移垂深比最大的一口大位移水平井.由于该井是在浅层易造浆地层实施的一口大位移井,造斜段、稳斜段和水平段钻井施工难度非常大、风险高,对钻井液质量提出了更高的要求.根据该井的地层特点,结合室内实验,首次使用了抑制和润滑效果好的新型处理剂——纳米乳液,成功地完成了这口大位移延伸水平井的施工,并取得了良好的油气显示效果.完钻时该井水平段长952.16 m,油层厚度为604.00 m,初步投产射孔井段为257.3 m时,日产油48 t.     

微乳液在油砂洗油中的应用

针对常规油砂开采能耗大，成本高，提出用微乳液洗油开采方法；研究了十二烷基苯磺酸钠（ABS）、OP-10微乳体系的形成及醇含量、盐含量等因素对体系的影响；并对ABS微乳液体系在油砂洗油中洗油效率及ABS在油砂和净砂上的吸附进行了测定。实验表明，在ABS质量分数3.76％、正丁醇2．40％、氯化钠1．92％、油水体积比为1时形成的中相微乳液的洗油效率最好，可达88．9％。ABS微乳体系随醇、盐含量的增加，可发生WinsorⅠ→WinsorⅢ→WinsorⅡ连续相转变。体系的最佳盐含量为1．92％。     

新型纳米乳液润滑NMR的研制

针对常用的油类润滑剂环境污染和水基润滑剂持效性差等问题,研制出一种水包油型纳米乳液润滑剂NMR.评价其各项性能指标结果为:润滑剂密度为0.94 g/cm3,表观黏度为15.5 mPa·s,放置40 d不分层.在膨润土基浆中加量为1%时,润滑系数降低率为85%;在常用的聚合物钻井液和磺化钻井液中加量为1%时,润滑系数降低率为78%以上,且对钻井液流变性无影响,略有降滤失作用;160℃下热滚动40 h后钻井液润滑性略有下降;NaCl加量增加,润滑性提高.     

微乳液油基钻井液清洗液的研制与应用

针对微乳液型油基钻井液清洗液适用温度范围窄,且在高盐情况下易失效的问题,选用非离子表面活性剂BrijA和阴离子表面活性剂SJB制备了一种耐温抗盐的油基钻井液清洗液PF-MOCLEAN。通过室内实验,研究了表面活性剂的配比和浓度对PF-MOCLEAN清洗效果的影响,确定了油基钻井液清洗液PF-MOCLEAN的最优组成,即SJB与Brij A的复配比为2:1,且2者总加量为60%。清洗液PF-MOCLEAN遇到油基钻井液后能够自发增溶油相形成微乳液,具有界面张力超低、增溶能力强、扩散速率快等优点,能够在40~120℃及高盐含量下有效地清除黏附在套管和井壁上的油基钻井液,清洗效率高达95%,并将套管和井壁的润湿性由亲油性变为亲水性,有利于储层保护和现场固井作业。该剂在南海区域取得了很好的应用效果,应用前景广阔。