SiO_2纳米颗粒与十六烷基二甲基乙基溴化铵协同构建CO_2/水乳液及其表征

利用SiO_2纳米颗粒与阳离子表面活性剂十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)协同构建CO_2/水乳液,通过破乳时间、Zeta电位、吸附等温线、界面张力以及表观黏度的测试,研究了EHDAB在SiO_2颗粒表面的吸附情况及对所构建乳液稳定性的影响。实验结果表明,对于EHDAB/SiO_2构建的乳液,随EHDAB含量的增加,乳液稳定性先增加后降低,然后趋于稳定,且热稳定性较好。EHDAB与SiO_2的质量浓度比为0.1时,所构建乳液的稳定性最高。EHDAB主要用于乳液的形成,SiO_2纳米颗粒则用于增强乳液的稳定性,固体颗粒稳定乳液的机理主要为机械阻隔机理。     

低渗透油藏CO2驱封窜用CO2/N2响应性纳米分散体系的研制

针对低渗透油藏CO2驱波及效率低和气窜的问题,合成一种CO2/N2响应性纳米SiO2来控制气窜指进,增加CO2驱的波及范围;利用红外光谱、热重分析等方法对合成的CO2/N2响应性纳米SiO2进行表征研究,在分散条件下对其进行粒径分析、响应性、吸附量、分散稳定性等系统研究,并采用岩心流动装置对CO2/N2响应性纳米SiO...     

鄂尔多斯盆地致密气水平井固井水泥浆优化及应用

在固井过程中,水泥浆性能不稳定,影响了固井质量.利用试验的方法,研究分散剂、防气窜剂、缓凝剂、促凝剂加量对水泥浆体系的影响,确定了最优的领浆配方:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.5％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+0.12％缓凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB;尾浆配方为:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.75％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+2.0％促凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB.现场作业表明,优化后的固井水泥浆可以有效解决目前存在的问题,提高固井质量.     

含防聚剂水合物浆液在循环管路中的性能

采用高压循环管路对含防聚剂的油-水-气体系形成的水合物浆液的稳定性进行了评价。实验结果表明,随循环时间的延长,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的流量逐渐下降至趋于稳定,表观黏度不断增大至趋于基本不变,未出现堵塞管路的现象;生成的水合物以小颗粒形态均匀分散在乳液中,水合物浆液停工前、后的形貌相同,稳定性较好;油-水-气体系中水含量越高,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的流量下降程度越显著,表观黏度越大;与分别含Span20和Zjj1防聚剂的水合物浆液相比,含Zjj2防聚剂的水合物浆液的表观黏度最低、流动性最好。     

利用W/O微乳液制备具有规则介孔结构的单分散球形纳米SiO2

用氨水、环己烷、壬基酚聚氧乙烯（10）醚和正构醇制备了稳定的W／O微乳液。在该微乳液中，使正硅酸乙酯在碱性条件下水解制备得到了纳米级SiO2。SiO2粒径为60～90nm，并且为单分散的球形颗粒；其粒径随微乳液中H2O与表面活性剂摩尔比的增加而增加。考察了影响SiO2孔径分布的因素，当W／O微乳液中H2O与表面活性剂的摩尔比为5以及采用正辛醇为助表面活性剂时，可以制得孔分布较窄且主要位于介孔范围的纳米SiO2。     

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。     

分散剂对水焦浆性质的影响

为提高水焦浆(PCWS)的稳定性,分析了不同分散剂对石油焦成浆性及制备的水焦浆的流变性和稳定性的影响。结果表明,石油焦的成浆性较好,定黏浓度较高,其中KY33分散剂的分散降黏效果最好,定黏质量分数为69%左右,用量仅为07%;随着分散剂用量的增加,水焦浆的表观黏度先增大后减小,流动特性指数n值则先减小后增大,最佳药剂量对应的浆体黏度最小,胀塑性最强。分散剂的种类对于水焦浆的流变性和稳定性的影响不同。采用KY33和腐植酸系分散剂时,稳定性均较差;采用木质素系分散剂制备的水焦浆屈服应力最大,K值和胀塑性居中,析水率低,沉降区的焦粉颗粒聚结程度低,底部产生硬沉淀时间晚,稳定性相对较好。     

纳米碳酸钙抗团聚机理及分散规律实验研究

静电位阻和空间位阻是纳米碳酸钙抗团聚的两个主要因素。根据其抗团聚机理,分析了机械剪切对纳米碳酸钙的分散作用。结果表明,单纯采用高速搅拌,转速需达到5000r/min以上才能分散纳米碳酸钙,但溶液不稳定,静置后易分层。分析了聚合醇SD-301对纳米碳酸钙的分散作用后发现,聚合醇加量为90kg/m³时,纳米碳酸钙粒子平均值最小(35.7nm),分布范围为20~50nm,空间位阻是其主要作用机理;生物聚合物XC加量为6kg/m³时,纳米碳酸钙分散平均粒径为24.1nm,分布范围为15~35nm,其分散溶液为白色黏稠乳状液,稳定性好,静置时不分层。降低表面张力和空间位阻是保持纳米碳酸钙分散体系稳定的主要机理。对有机分散剂、无机分散剂与XC共同作用对纳米碳酸钙影响的分析结果表明:复合分散剂能使高分子类、无机和有机类分散剂优势互补,在降低颗粒之间范德华引力的同时,也降低了介质水的表面张力,这两方面共同作用使颗粒的润湿分散效果更佳。     

用分散聚合法制备水溶性两性离子共聚物

为了扩大分散聚合所合成聚合物的应用领域,在硫酸铵水溶液中以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVPK12)为分散剂,2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐(V-50)为引发剂,合成了可作为降滤失剂的两性离子共聚物。研究了硫酸铵浓度、AMPS浓度和单体总浓度对分散液表观黏度、颗粒粒径大小和聚合物特性黏数的影响,用红外光谱仪和核磁共振仪对共聚物的结构进行了表征,评价了聚合物的降滤失性能。结果表明,在单体加量为15%、单体摩尔比n(AM)∶n(AA)∶n(DMC)∶n(AMPS)=2∶5∶1∶2、V-50加量为0.0426%(以单体质量计)、PVPK12加量为1.4%(以水质量计)、温度55℃、p H=5的条件下制备的聚合物分子结构与设计相符,分散液中的聚合物颗粒为球形,分布均匀,粒径分布窄,在室温下存储稳定时长超过一年。硫酸铵和AMPS加量对分散液表观黏度和粒径的影响相同,均为随着加量的增大先降低后增加;随着硫酸铵浓度增大,聚合物的特性黏数先增加后降低,AMPS则相反。随着单体浓度增大,分散液表观黏度和颗粒粒径均增大。聚合物的降滤失性能较好。随着聚合物加量的增加,膨润土浆的中压滤失量、高温高压滤失量均逐渐减小并趋于稳定。采用分散聚合法制备的两性离子聚合物可作为降滤失剂用于钻井施工。     

SN井区抗高温液硅-胶乳防气窜水泥浆

SN井区井底静止温度高,气层非常活跃,压稳与防漏难度大,单纯胶乳防气窜水泥浆体系应用效果不理想。液硅乳液作为纳米级防气窜剂,活性SiO₂颗粒可参与水泥水化反应,具有增强水泥石强度、降低水泥石弹性模量和渗透率作用。在优化硅粉加量和粗细硅粉复配的基础上,研制出抗高温液硅-胶乳防气窜水泥浆,其具有API失水量小于50 mL、直角稠化、SPN值小于1、防气窜效果好、沉降稳定性好等特点;SEM和XRD分析显示,水泥石致密性好,水化产物中无Ca（OH）₂,而具有较多的雪钙硅石和硬钙硅石,高温下水泥石表现出良好的强度稳定性。液硅-胶乳防气窜水泥浆在SN井区进行了入井应用,实现了对高压气层的有效封固,取得了良好的效果。      

纳米二氧化硅/有机硅改性水性聚氨酯的合成及包覆RDX的性能研究

以聚醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、三乙胺、乙二胺、三羟甲基丙烷、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂KH550为原料,合成了纳米二氧化硅/有机硅改性水性聚氨酯,并研究了纳米SiO2用量对 WPU － Si 膜的表面性能、力学性能、热稳定性及包覆RDX颗粒效果的影响。结果表明,随着Si含量的增加,乳液的稳定性逐渐降低,熔点呈现出先降低后升高的趋势;材料的热力学稳定性增强,耐高温性增强,拉伸强度增大,但是断裂伸长率随着纳米SiO2的增加而降低。随着Si含量的增加,材料的表面张力降低,吸水率降低,接触角逐渐增大,使得聚氨酯和待包覆的RDX表面张力接近,包覆效果得到改善。     

基于Pickering乳液的油基钻井液

Pickering乳液通过颗粒在油水界面吸附,形成稳定界面膜防止水滴聚并,能够提高油基钻井液的稳定性。然而,关于Pickering乳液油基钻井液的研究,忽略了油相中水滴和无机亲水颗粒间相互作用,均未考虑配浆时加入的氢氧化钙、加重剂以及地层中进入的劣质固相等无机颗粒对乳液中水滴存在形式的影响。因此,向W/O型Pickering乳液中加入氢氧化钙、重晶石和不同水化程度高岭土颗粒,通过宏观沉降实验和显微镜图像证明水滴与颗粒结合,以结合水形式存在,导致颗粒聚集;通过激光共聚焦显微镜和低温差示扫描量热对结合水进行表征。通过添加分散剂可以促进结合水颗粒的分散,提高钻井液体系的稳定性。基于W/O型Pickering乳液的油基钻井液不是油包水乳液,而是结合水颗粒在油相中适度分散的体系。此外,配制低密度油基钻井液模型体系,并调控体系的流变性能,实现低温恒流变。     

油田堵水用反相乳液的制备与性能研究

以柴油、乳化剂、纳米二氧化硅为主要原料,配制了一种可用于油田选择性堵水用的纳米粒子稳定反相乳液,考察多种因素对其性能的影响。实验结果表明,乳化剂用量对乳状液粘度影响不大,其用量选择2％较合适;油相中纳米二氧化硅用量增加,乳状液粘度随之增加,当油相中纳米二氧化硅含量低于0．2％时,乳状液粘度随温度升高而上升,添加少量纳米二氧化硅即可改变乳状液粘-温特性;调节油水体积比可调整乳状液的粘度,并且当水油比大于4：1时,乳状液的粘度急剧上升;氯化钠加入也导致乳状液的粘度随温度的增加而升高。     

高温无机/有机复合纳米降滤失剂NFL-1研究

采用细乳化法合成的降滤失剂NFL-1是一种以无机纳米二氧化硅粒子为联接基,以-C-C-键为分子主链的两亲嵌段聚合物无机/聚合物纳米复合材料。-C-C-键分子主链上吸附基团为酰胺基(20%～30%)、主水化基团为磺酸基(40%～50%),次水化基团为羧基(10%～15%)、疏水基团为苯乙烯基(0.5%～5%)。对其在钻井液中的降滤失性能进行了评价,结果表明,NFL-1在钻井液中的黏度效应小,热稳定性好,抗盐抗钙能力强,用该降滤失剂处理的钻井液最高在220℃高温老化后其滤失量仍然较低。讨论了NFL-1的主要高温降滤失机理是纳米SiO2的高温稳定作用和NFL-1成膜阻水作用。     

FCC催化剂生产中分子筛浆液的分散性能

对比了非离子型和离子型的分散剂对流化催化裂化(FCC)催化剂生产过程中原料分子筛浆液的分散效果,考察了分散剂添加量、分子筛浆液固含量、分散剂复配等对分子筛浆液分散效果的影响。实验结果表明,离子型分散剂对分子筛浆液的分散效果优于非离子型分散剂,当分散剂的添加量(质量分数)为1.0%时,离子型分散剂能使固含量(质量分数)43%的HRSY分子筛浆液的黏度从3.20Pa·s降到0.25Pa·s,而非离子型分散剂仅能使其降到2.20Pa·s左右;分散剂添加量存在一个最佳值,该值随分子筛浆液固含量的增加而增大,对于固含量49%的REY分子筛浆液,离子型分散剂葡萄糖酸钠的最佳添加量为0.4%;低分子离子型分散剂与高分子聚合物复配使用,具有更好的分散效果。     

油基钻井液用固体乳化剂的研制与评价

为解决油基钻井液常用液态乳化剂黏度高、流动性差,而常见固体乳化剂乳化效果差、制备步骤复杂的问题,通过简单的酰胺化反应制备了乳化能力强的油基钻井液用固体乳化剂EmuL-S。利用红外光谱分析了其结构,通过电稳定性、乳化率、析液量以及光学显微镜等手段考察了其乳化性能,并评价了以该乳化剂为基础配制的油基钻井液的性能。结果表明:固体乳化剂EmuL-S中含有设计要求的基团;当油水比为80∶20、固体乳化剂EmuL-S加量为3.3%时,形成的油包水乳状液的破乳电压大于1 000 V,乳化率大于90%,析液量小于0.7 mL,而且能抗180℃的高温;以固体乳化剂EmuL-S为基础配制的油基钻井液,密度最高可达到2.0 kg/L,抗温能力达到180℃,沉降稳定性高、流变性能优异,动塑比在0.21以上,破乳电压大于800 V,能抗15%水、15%劣质土、9%岩屑以及9% CaCl2的污染。研究表明,固体乳化剂EmuL-S具有优异的乳化能力和抗高温能力,并且具有制备简单、易于工业化生产的特点,可以解决现有乳化剂存在的问题。      

抗高温无机/有机复合纳米降滤失剂室内研究

针对现有合成聚合物或天然改性高分子降滤失剂易高温降解而失效的难题,采用细乳化聚合方法合成了一种以无机纳米SiO2粒子为联接基、以—C—C—键为分子主链的两亲嵌段聚合物复合纳米降滤失剂NFL-2。—C—C—键分子主链上的吸附基团为酰胺基（20%~30%）,主水化基团为磺酸基（40%~50%）,次水化基团为羧基（10%~15%）,疏水基团为苯乙烯基（0.5%~5.0%）。文中评价了NFL-2在钻井液中的降滤失性能,结果表明：NFL-2在钻井液中的黏度效应小,热稳定性好,抗盐抗钙能力强,用该降滤失剂处理的钻井液在220℃高温老化后其滤失量仍然较低。最后讨论了NFL-2的高温降滤失机理,认为主要是纳米SiO2的高温稳定作用和NFL-2的成膜阻水作用。     

催化裂化油浆柔性脱固技术（RSFF）研究

以催化裂化油浆为原料,用自主开发的不同技术代别的柔性滤材对油浆进行脱除固体颗粒物处理（简称脱固）,考察了过滤温度、进料速率对油浆脱固效果的影响,进一步考察了柔性滤材的性能稳定性及其对不同原料的适应性。结果表明：第三代滤材对油浆的脱固率最高,第二代滤材对油浆的脱固率较第一代滤材略高;过滤温度越高、进料速率越低,脱固周期越长;第三代柔性滤材可以适应黏度高、固体颗粒含量较高的油浆,而且性能稳定、再生性能好。使用第三代柔性滤材,经过多次再生后,脱固油浆的Al和Si的质量分数均小于10 μg/g,过滤器初始压降基本相同。     

钻井液用纳米复合乳液成膜剂NCJ-1的合成与评价

根据纳米复合乳液成膜的作用机理要求,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)为有机结构单体,以改性纳米SiO2为无机结构单体,利用超声波细乳化原理和水溶性自由基聚合的方法合成了纳米复合乳液成膜剂NCJ-1。以纳米复合乳液成膜剂在原浆中的降失水性能为评价标准,确定出了合成反应的条件:乳化剂用量为0.02mol,反应单体总浓度为10%(w),改性纳米SiO2用量为2%(w),细乳化超声为20min/400W,反应温度为60℃。结果表明,添加10%NCJ-1的乳液在岩心表面能形成效率为58.2%的半透膜,体系在220℃下热滚16h后,粘度和切力变化较小,流变性稳定,其HTHP(200℃)滤失量仅为27mL,降滤失效果显著。