用热失重法确定水合粘土水分含量及存在形式

以蒙脱土为例,采用热失重法定性定量确定了水合粘土中结合水类型、界限及其相对含量,并与等温吸附法结果进行了对比.结果表明,用该方法得到的水合蒙脱土中各种水分的相对含量及总含水量与等温吸附实验结果相一致.热失重(25～250℃)分析结果表明,水合蒙脱土中水分子主要存在自由水、松散吸附结合水、紧密吸附水(强吸附结合水)三种状态,分别对应于25～75℃、75～120℃、120～230℃区间里的失水.从热失重(25～250℃)规律来看,仍存在两个明显的转折点p/ps=0.9、0.98,它们为粘土-水体系的两个特征湿度,前者为粘土表面强结合水与松散结合水(渗透结合水)之间的界限,后者为松散结合水与自由水之间的界限,验证了等温吸附法确定的两个特征湿度及对粘土表面结合水界限划分的正确性.     

用热失重法确定水合粘土水分含量及存在形式

文章以蒙脱土为例，采用热失重法定性定量确定了水合粘土中结合水类型、界限及其相对含量，并与等温吸附法结果进行了对比。结果表明，用该方法得到的水合蒙脱土中各种水分的相对含量及总含水量与等温吸附实验结果相一致。热失重（25~250 ℃）分析结果表明，水合蒙脱土中水分子主要存在自由水、松散吸附结合水、紧密吸附水（强吸附结合水）3种状态，分别对应于25~75 ℃、75~120 ℃、120~230 ℃区间里的失水。从热失重（25~250 ℃）规律来看，仍存在两个明显的转折点p/ps=0.9、0.98，它们为粘土-水体系的两个特征湿度，前者为粘土表面强结合水与松散结合水（渗透结合水）之间的界限，后者为松散结合水与自由水之间的界限，这验证了等温吸附法确定的两个特征湿度及对粘土表面结合水界限划分的正确性。     

硅酸钾聚合醇钻井液的研制及性能评价

从处理剂的综合作用出发,将硅酸钾的化学效应(胶凝沉淀)以及聚合醇的物理效应(浊点效应)复合应用,建立了一套具有凝胶-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系,并对该体系的性能进行了综合评价。实验结果表明,该体系具有流变性好、失水造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(抗NaCl污染6%(w);抗Ca2+或Mg2+污染0.5%(w);抗钻屑污染15%(w))、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等优点,为钻井液稳定井壁研究开拓了新的发展方向。     

钻井液用阳离子型磺化酚醛树脂降滤失剂的研制

将阳离子结构单体在催化剂作用下引入酚醛树脂结构,再通过多步磺化反应制得阳离子型磺化酚醛树脂。简要描述了合成方法,检测了部分表征性能及作为水基钻井液降滤失剂的性能。在红外谱图中能清楚地看到阳离子结构。该结构样品在黏土颗粒上的饱和吸附量高达33.51 mg/g土,浊点盐度(以Cl-计)≥160g/L,参考石油天然气行业标准SY/T5094-2008将阳离子型磺化酚醛树脂200℃热滚16 h后在180℃,3.5 MPa条件下测试其滤失量,评价结果显示阳离子型磺化酚醛树脂的抗高温高压降滤失性优于现用SMP系列产品。     

油田堵漏用吸水树脂的制备及性能研究

针对钻井过程中的钻井液漏失问题,以丙烯酰胺、丙烯酸、碳酸钙为主要原料,采用水溶液聚合法,制备了成本低、强度高、吸水倍率高的高吸水性树脂。实验结果表明,该树脂的最优合成条件为:单体的质量分数为20%,交联剂加量为0.3%,引发剂Na2SO3和(NH4)2S2O8质量分数分别为0.75%和1.5%时,碳酸钙的加量为3%,反应温度为50℃,pH值为11,AM:AA的质量比为7:3。在此条件下合成的高吸水性树脂,在室温下的吸水倍率为137g/g,其吸水倍率和强度均可满足钻井堵漏的需要;加入碳酸钙可提高吸水性树脂的吸水性和强度;树脂加量为0.3%～0.5%的堵漏浆即可达到良好的堵漏效果,并且吸水树脂的堵漏承压能力可达3.0MPa。     

钻井堵漏用特种凝胶的流变性研究

特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,它必须具备特殊的流变性才能满足封堵裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.为此,用可控的HAAKE RS6000型流变仪锥板系统稳态测试了凝胶的流动曲线和黏度曲线,采用了多种经验本构模型拟合凝胶的流动曲线和黏度曲线,均获得了较高的相关系数.在此基础上对凝肢的黏弹性、黏温性以及触变性进行了研究.结果表明,黏弹性实验确定了凝胶的零剪切黏度数量级在102 Pa.s,且具有Burger模型蠕变回复曲线特征;通过密闭同轴旋转系统稳态测试凝胶的黏温性质确定了温度从室温上升到50℃时凝胶表现出轻微的升温增稠现象,当温度高于50℃时,凝胶的黏度温度曲线满足Arrhenius关系;用直观的触变环法测量了凝胶的触变性,凝胶的下行曲线始终低于凝胶的上行曲线,表明凝胶是一种剪切稀释流体,且随着温度升高,凝胶的剪切稀释作用有增强的趋势;凝胶的流变性足以满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.     

环空液体它激振荡脉冲射流数值模拟

钻井过程中,对于如何利用井下环空液体的水力能量问题是钻井界关注的重大理论与实践问题。为此,利用这个水力能量作为它激源,形成它激振荡脉冲射流的方法,基于流体动力学、瞬变流和边界层理论．采用CFD软件,对它激共振腔的流体流动特征、几何参数和流体参数进行了数值模拟。结果表明,在相同条件下,它激振荡自增流量可达20％左右,出口动压力比自激振荡脉冲射流提高一倍左右,环空返速对自增流量的影响极小,模拟结果与实验结果十分吻合,提高了井底辅助破碎岩石的水力能量。在此基础上,对它激共振腔的结构参数进行了优化设计,为开发新产品提供了理论依据。
     

吐哈盆地西山窑八道湾煤层井壁不稳定机理探讨

本文分析了吐哈盆地西山窑、八道湾煤层井下复杂情况及其原因，着重探讨了煤层井壁不稳定机理，结果表明，煤层井壁不稳定是物理、化学、力学与机械等因素的综合效应。