天然气水合物储层仿生井壁稳定剂研制及其作用机理

针对南海天然气水合物弱胶结泥质疏松砂岩储层井壁坍塌、失稳难题,本文从模仿贻贝邻苯二酚基团水下粘附机理的思路出发,利用具有成膜性能的聚乙烯醇(PVA)和富含邻苯二酚和邻苯三酚基团的单宁酸(TA)复配,研制了一种能够在水下环境提高井壁稳定性的钻井液固壁剂—仿生强化井壁稳定剂(JBWDJ)。从主动提高粘土矿物颗粒间胶结强度、抑制粘土水化分散、膨胀和稳定水合物构型3个方面强化储层稳定。实验结果表明：JBWDJ浸泡16 h后的岩心土块保持形状完整且具有一定抗压强度,而被清水、聚丙烯酰胺、聚胺抑制剂等溶液处理后的岩心土块均呈散砂状;与未处理岩心相比,JBWDJ可将人造岩心抗压强度提高2.01倍;SiO2微球修饰的原子力探针与5%JBWDJ的粘附力达2314 nN;3%JBWDJ的水溶液处理后的页岩岩屑滚动回收率为80.85%,与清水(48.4%)、聚合物固壁剂(52.35%)和氯化钾(26.3%)溶液处理后的岩屑相比,可显著提高岩屑回收率;含3%JBWDJ的钻井液体系岩心膨胀高度仅为0.9 mm,与不含JBWDJ钻井液体系浸泡处理后岩心土块膨胀高度相比,可将膨胀高度降低50%。流变测试和储层保护实...     

pH刺激响应型抗高温可逆转乳化剂研制与评价

针对油基钻井液在应用后期存在的滤饼难以清除和含油钻屑不易处理难题,基于pH刺激响应型乳化剂对乳状液类型的智能调控机制,以1-溴代长链烷烃R和二乙醇胺为原料,通过霍夫曼烷基化反应合成了一种pH响应可逆转乳化剂RE-HT,并以其为核心研制了一种抗高温可逆乳化钻井液。红外光谱分析和乳状液酸/碱触变实验结果表明,合成产物分子结构中含有pH响应性叔胺基团,可在酸/碱刺激下于油包水型乳化剂和水包油型乳化剂之间灵活切换,性能优于其余3种pH响应可逆转乳化剂。热重分析和电稳定性测试结果显示,RE-HT在空气氛围下的初始热分解温度高达257 ℃,含5%RE-HT的基础乳状液在220 ℃高温热滚后破乳电压达1098 V,表明其具有良好的热稳定性和乳化性能。研制的可逆乳化钻井液基础性能良好,在15%饱和盐水侵和15%泥页岩钻屑侵后依然可保持良好的流变与滤失性能,破乳电压高于850 V。同时酸洗后的滤饼清除率达98.98%,岩屑含油量低于1%,EC₅₀为2.05×105 mg/L,满足钻屑排放标准,在复杂深井钻井中有较好的应用前景。      

聚合物-水泥基复合注浆材料研究现状及展望

近年来,聚合物-水泥基复合注浆材料在岩土工程中得到了较为广泛地应用.与普通水泥基材料浆体相比,聚合物可显著提高水泥基复合材料的抗拉强度、抗折强度、柔韧性、密实性和耐久性,对工程的适应性更广.介绍了聚合物-水泥基复合材料的发展历史,从力学性能、抗渗性能、减水性和保水性、凝结时间等方面总结了聚合物水泥基复合注浆材料的工作性能,分析了聚合物中官能团对水泥基材料浆体的作用机理.最后,归纳了聚合物-水泥基复合注浆材料在应用中存在的问题,并对聚合物-水泥基复合注浆材料的应用进行了展望.     

预应力高性能混凝土管桩螺旋箍筋受力研究

研究和分析了螺旋箍筋对预应力高性能混凝土 (HPC)管桩力学性能的影响 ,由试验及理论计算 ,可知螺旋箍筋能使管桩混凝土的强度、塑性、延性及抗震性能有明显改善 ;并提出了螺旋箍筋对提高管桩混凝土强度及承载力的计算公式 ,为管桩的设计及研究提供了理论及计算依据     

一种无氯盐环保型强抑制水基钻井液体系

为减少油气资源勘探与开发过程中钻井液对周围环境的污染与生态系统的破坏,实现"绿色"钻井,并尽可能提高钻井液性能,笔者采用研制的包被剂、仿生固壁剂等与优选的处理剂进行复合,研发出了一套无氯盐环保型强抑制水基钻井液体系。室内研究结果表明,该体系在热稳定性、抗污染能力、抑制性能等方面表现优异,在120℃下连续热滚72h后钻井液性能稳定,可抗土粉污染达10%,抗钙侵0.8%,抗盐侵30%,页岩岩屑滚动回收率高达98.5%,抑制性评价结果优于PHPA/KCl体系。该体系能够满足常规环保评价指标,同时避免了使用氯盐,减轻对土壤结构、植物生长和地下水产生的负面影响。半数有效浓度EC₅₀小于106 mg/L,易生物降解比值BOD₅/COD_Cr为0.633,重金属含量远低于标准值,因此,无生物毒性,可降解,可排放。实验数据和评价结果均表明,该体系是一种既能满足钻井工程需求又能保护生态环境的新型水基钻井液体系,有较好的应用前景。      

智能钻井液技术研究现状与发展方向

通过对当前国内外具有初级智能特点的钻井液技术研究现状的系统总结,阐述了可变密度、盐响应、可逆转乳化、恒流变、形状记忆防漏堵漏、智能保护油气层和原位流变可控共7种初级智能钻井液技术的发展背景和智能响应机理,分析了初级智能钻井液技术目前存在的问题与未来面临的挑战,指出智能材料学、纳米科学和人工智能理论等是未来研究具有“自识别、自调节和自适应”更高级智能水平钻井液技术的重要手段。在此基础上,结合钻井液技术需求和智能钻井液理论发展需要,提出了3个方面的发展方向：(1)研发响应多变地层压力、多变地层岩性、多变地层流体、多变储集层特征、高温地层与复杂地面环保需要的智能钻井液;(2)建立智能钻井液设计与管理专家系统;(3)构建实时智能检测与维护处理网络。     

BiOBr光催化处理聚合物水基钻井液

针对目前各种废弃聚合物水基钻井液无害化处理技术存在的诸多缺点,提出了以常温水解法的方式,在室温下合成三维花状BiOBr光催化材料,并对其组成、形貌和光学性能进行了表征。以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察了其在可见光下的光催化活性,并首次将其用于聚合物水基钻井液体系的降解。研究表明,BiOBr可在可见光条件下激发; 10 min对RhB的降解率达58.3%,同时对聚合物水基钻井液体系有很好的降解效果。通过活性物种俘获实验,证明BiOBr通过产生O₂?和H+活性组分,从而降解聚合物材料。为废弃聚合物水基钻井液的降解提供了新的思路。      

XZ-新型高性能水基钻井液的研究及应用

为了解决准噶尔盆地深井储层钻探难度大,钻井成本较高等问题,基于"封堵、抑制、固化、双疏、润滑"理论,采用仿生抑制剂XZ-YZJ、仿生封堵剂XZ-FDJ、键和润滑剂XZ-RHJ、固化成膜剂XZ-CMJ、双疏剂XZ-SSJ等处理剂,形成了适合该区块的XZ-新型高性能水基钻井液。该钻井液具有较好的流变性能,且具有较好的长时间老化性能和抗污染性能,老化3 d后,或被2% CaSO₄或10%膨润土污染后,体系仍具有较好的流变性。该钻井液还具有较好的抑制性,对钠基膨润土岩心的线性膨胀降低率达94%以上;对于现场的泥页岩岩屑的滚动回收率均能达到95%以上。钻井液的这种较好的封堵性、润滑性、抑制性、低表面张力等有利于维持井壁稳定、润滑防卡、保护储层等,适用于复杂情况较多的深井及大位移井。现场试验表明,该钻井液体系可以降低井底复杂情况,缩小井径扩大率,缩短建井周期,满足了安全、高效、环保钻井的需要,具有很好的推广应用前景。      

应用于纳米刀的心脏有效不应期实时检测算法研究

针对纳米刀手术过程中心脏有效不应期实时检测困难这一问题,首先设计了一套高实时性、高准确率、低计算量的R波检测算法,然后结合固定延时的方法,实现心脏有效不应期的检测。本算法在传统R波时域分析法的基础上,增加了低阈值归零步骤、非标准R波过滤步骤以及利用移动窗口平均法设计的噪声识别步骤,然后从幅值和微分值两个角度设立动态阈值,实现R波实时检测功能。从QT数据库中抽取67组数据进行仿真,平均阳性预测度99.88%,平均延时13.02ms;将该算法移植到心电信号采集分析系统中,使用心电信号模拟发生器和临床心电进行验证,能够准确识别出R波并检测心脏有效不应期,有效解决了术中实时识别困难的问题。     

智能快递签收系统中的身份认证设计与实现

智能快递签收系统给快递服务商带来便捷的同时,也为客户提供了良好的用户体验。其中,身份认证的合理设计是系统安全性的重要保证。现有的智能快递签收系统通过单一的数字密码完成身份认证,系统安全性不高。鉴于数字密码认证简单,射频识别技术安全可靠的特点,文中采用数字密码和MFRC522射频识别模块设计了智能快递签收系统的身份认证子系统。验证结果表明,所设计的身份认证子系统使用便捷,安全可靠。