磁场对泡沫钻井液表面张力的影响研究

通过对磁处理前后不同密度泡沫钻井液表面张力的研究，得出结论：磁场对泡沫钻井液的性质产生明显影响，磁处理后泡沫钻井液表面张力变大，表面张力的变化与磁场条件存在起伏现象，泡沫钻井液表面张力的增大可达6．5％。     

磁处理强化钻井液添加剂效用的实验研究

在不同磁场条件下，分别对２种降粘剂和５种粘土稳定剂在钻井液中作用的变化规律进行了实验室试验。探讨了磁化处理的最佳条件和作用机理。分析认为，磁处理对钻井液塑性粘度增效作用大于表观粘度，对阳离子有机聚合物增效作用大于其它几类粘土稳定剂作用。     

磁场对碳酸钙溶液结晶过程的影响

用测定混合溶液的电导率的方法,测定了磁化前后饱和溶液在碳酸钙结晶沉淀过程中液相电导率的变化。实验证明：若磁场的磁感应强度为０．２Ｔ,磁处理可使混合溶液的电导率显著降低,溶液中成核速率及晶体生成速度明显增大;实验数据证明,晶核生成速度及晶粒长大速度都可用一级反应速度方程描述;在优化磁场作用下,溶液中的成核速度远远大于晶体生长速度,溶液中有大量微晶生成时,稳定性增强,因此具有防垢效应;溶液浓度越高,其磁效应越强;在优化参数情况下,溶液的湿度越高,磁处理效果越好,但磁处理的记忆效应将大大削弱,因此磁处理的温度范围以６０℃～９０℃为宜。实验结果对认识磁防垢的机理有参考价值。     

磁处理强化水泥添加剂作用效果

对添加剂水泥浆体系磁处理后的流变性及其它性能试验研究和应用机理分析的结果表明磁处理能使水泥颗粒吸附添加剂的量明显增大。经过五个地区、三十五口井、十五个水泥浆配方的现场磁化试验资料对比分析，证明磁化添加剂水泥浆体系，能够强化添加剂的作用，明显改善水泥浆流变性的其它性能，从而达到提高固井质量的目的。     

泡沫钻井液动密度随井深变化关系模拟研究

提出了测定泡沫钻井液动密度与压力、温度关系的方法，根据现场实测温度、压力与井深的关系，测定和分析了泡沫钻井液密度随压力、温度的变化关系。结果表明，相同压力下泡沫钻井液动密度随温度的升高而降低；同一温度下随压力的升高，泡沫钻井液密度快速升高，大于一定压力后密度增加缓慢。泡沫钻井液动密度随井深的变化趋势可以分为三段：低压快速上升段、中间弯曲段和高压高温下降段。由于气泡内及气泡表面的各种力的综合影响，井深大于一定值后．温度升高引起的体积膨胀稍大于压力升高引起的体积缩小，泡沫钻井液的动密度会稍有下降，并且动密度始终是小于1．0kg／L的，能够满足现场欠平衡钻井的要求。     

磁化钻井液在中原油田的应用

磁化钻井液技术在中原油田十几口井中现场应用,取得了显著的效果。实践证明:钻井液经磁化处理后,性能得到了明显改善,井壁稳定性增强,维护处理周期延长,有较好的技术经济效益,可以推广应用。     

磁化处理对钻井液性能影响的初步研究

本文研究了磁化处理对钻井液某些性能的影响,包括粘土阳离子交换容量、岩心渗透率、表观粘度、塑性粘度、动切力等的改变。钻井液经磁化后对粘土水化膨胀的抑制性提高,一些流变性得到改善。     

磁防垢技术及应用发展现状

水设备中的水垢会造成水管中水流的堵塞，从而影响热交换器的工作效率，在经济上带来相当大的损失。人们对水垢的组成、预防及水的软化进行了大量研究，并找到不同的化学和物理防垢方法。其中，磁化（永磁和电磁）水处理技术因其投资小、操作简单、无毒无污染，集防垢、除垢、杀菌、缓蚀等多种功能于一身，是一种极具发展前景的防垢除垢技术。文中介绍了磁场对水溶液物理化学性质、结晶过程、作用条件的影响，并介绍了磁场作用下离子对磁化效果的影响及磁场的记忆效应；在此基础上，阐述了磁防垢的作用机理及磁防垢除垢技术的工艺发展情况。最后指出，建立和完善定量磁处理防垢除垢理论模型是机理研究的发展趋势，在应用技术上加强磁处理技术与光、超声波等物理技术、化学投药法及生物技术协同处理工业用水，将会取得更好的效果。     

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章首先介绍了弹性石墨无毒，无味，性能稳定的特点。并介绍了将弹性石墨作为固体润滑剂应用于水基钻井液所进行的系列实验研究，包括弹性石墨对钻井液滤失性及流变性的影响，对钻井液润滑性能的改善等，以及通过对不同加量下的弹性石墨对钻井液性能的改善效果确定其合理加量。研究结果表明，弹性石墨与实验用水基钻井液相容性良好，地流变性影响很小，具有降低钻井液滤失量的作用，并且能明显地改善钻井液润滑性能，是抗温性能优良的钻井液润滑剂；在钻井液中加入0．3％弹性石墨后，在150℃高温条件下老化16h后，可以将钻井液的润滑系数降低30．4％，滤饼粘滞系数降低30．1％。     

新型水基微泡沫钻井液的室内配方优选和性能评价

分析了微泡沫在水溶液中的具体结构及微泡沫钻井液分散细、稳定性好的原因。通过室内试验优选出了水基微泡沫聚合物钻井液的配方，并对其密度、流变性、稳定性和滤失性等性能进行了评价试验，总结出压力、温度和剪切速率等对其性能的影响规律。根据优选配方所配制的微泡沫水基聚合物钻井液性能稳定、密度低（循环当量密度维持在0．93～1．04kg／L），具有保护储层的功能，不需要增加钻井设备，能满足近平衡或欠平衡钻井的要求。     

抗高温强封堵硬胶微泡沫钻井液构建技术

在分析微泡沫高温失稳因素基础上,构建了一种抗高温强封堵微泡沫钻井液。该钻井液采用低分子量高温稳泡剂以形成高温微泡沫的刚性结构膜,采用润湿剂来提高微泡沫表面膜润湿渗透性,减缓微泡沫高温下的蒸发作用;同时优选配套抗温降滤失剂和低密度封堵剂强化微泡沫抗温承压封堵能力。形成的抗高温强封堵硬胶微泡沫钻井液的密度在0.6～1.0 g/cm3之间可调,流变性良好;稳泡效果优异,常温半衰期至少45 h,150 ℃、16 h高温半衰期至少35 h,优化配方高温后半衰期不低于120 h;形成的封堵带性能稳定,高温高压砂床实验中滤液侵入深度相对降低82.1%,钻井液侵入深度相对降低73.8%;微泡沫钻井液抗原油污染浓度不小于15%。该微泡沫钻井液不需要现场辅助特殊设备,适宜应用于高温深井低压易漏地层防漏穿漏,可在地面和井筒之间长效循环,节约材料消耗成本和设备成本,维护井壁稳定。      

泡沫钻井液颗粒沉降对密度变化规律的影响

泡沫钻井液密度的变化是其应用过程中考虑的重要参数之一,为了研究颗粒沉降对其密度的影响,通过实验测量不同起始密度的泡沫钻井液颗粒沉降引起密度随时间的变化关系,分析密度随时间推移变化的趋势,探求密度随时间变化的规律性.介绍了一种研究泡沫钻井液密度变化的方法,测定和分析了其密度随时间变化的关系,泡沫钻井液密度随时间的变化规律符合Boltzman公式的曲线形式,运用Boltzman公式进行数据曲线拟合,得到了密度随时间、泡沫起始密度等变化的经验公式.该公式的理论计算结果与实验结果相吻合,利用该公式可预测泡沫钻井液密度随时间的变化趋势.     

一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫钻井液

欠平衡钻井技术的关键是控制钻井液密度．使井内液柱压力小于储层孔隙压力。介绍了一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫低密度钻井液。该充气泡沫钻井液在固体矿产勘探和热气田开采等方面取得了较好的应用效果。这种钻井液为气、液、固三相体系．泡沫剂选用DF-l,稳泡剂为一般的有机高分子聚合物。根据欠平衡钻井要求。通过对粘土、聚合物和泡沫剂的加量进行正交试验,优选出了若干组充气泡沫钻井液配方。应用表明,该充气泡沫钻井液泡沫稳定、密度低、液柱压力小、流变性好、携带岩屑能力强,有一定的抑制地层粘土矿物膨胀分散的能力和抗高温抗污染能力,可以作为欠平衡钻井介质进行试验应用。     

可循环泡沫钻井液动静密度特性对比实验研究

介绍了测定可循环泡沫钻井液动密度与压力、温度关系的方法,利用可循环泡沫钻井液动密度测定仪测量了不同温度、压力下可循环泡沫钻井液的动密度.结果表明,当温度一定时泡沫钻井液密度随压力增加而增加,泡沫钻井液动密度随温度的升高而降低,随压力的升高快速升高,大于一定压力后泡沫钻井液动密度随压力升高而缓慢变大,相同温度压力下静密度稍大于动密度.     

泡沫充气流体密度及液柱压力的计算方法

利用气体型流体进行欠平衡钻井，或钻易漏地层时，流体密度及井下液柱压力的确定十分重要。文中从钻井现场能够采集的数据入手，介绍了泡沫流体、充气流体密度及液柱压力的计算方法，并开发出相关的计算软件，对泡沫和充气流体钻井设计及现场作业具有一定的指导意义。     

伊朗TABNAK气田低压裂缝性地层泡沫钻井液技术

伊朗TABNAK气田地层岩性以灰岩和白云岩为主，石膏夹层较多；碳酸盐岩地层裂缝发育，连通性好，漏失严重；海平面以上是干层，无孔隙压力，海平面以下至井深2450m是盐水层。长城钻井公司采用了空气—泡沫钻井流体，即：空气粉尘、雾化空气、稳定泡沫钻井液和硬胶泡沫钻井液。通过实验，优选出发泡体积大、稳定时间长、抗盐抗钙能力强和耐温性能好的发泡剂和稳定泡沫液及硬胶泡沫液配方。现场应用表明，空气—泡沫钻井流体密度低；钻速快，平均机械钻速是常规钻井液的3—5倍；携砂性好，井眼清洁；能顺利穿过严重漏失地层。其中，空气粉尘用于干层钻进，速度快，无钻井液材料消耗，但必须有足够的空气排量；雾化空气适用于出水量较小的水层，但需要的空气排量更大，而且对钻井腐蚀太严重；泡沫钻井液适用于低压干层和水层，需要的空气排量较小，钻速快，抗盐钙和携砂能力强。     

高温高压下可循环微泡沫钻井液管路流动试验

以往对可循环微泡沫钻井液在铅直管路中的压力梯度或压差及有关参数等问题进行的研究中,由于所使用的试验装置(有机玻璃管路)多数耐压和耐温能力有限,不能模拟高温高压条件下气液两相流体的流动型态和流动规律.本文使用一套高温高压流动试验装置对可循环微泡沫钻井液在井筒条件下密度的变化规律、微泡沫钻井液在井底的实际发泡能力和空隙率的变化规律进行了研究.利用可循环微泡沫钻井液的流动试验数据和关系曲线,应用回归分析方法,得出了各温度下钻井液密度与压力的计算表达式,这些表达式均为一元二次多项式,每一多项式中的系数又为温度的函数.结果表明,微泡沫钻井液的密度随压力的增大而增大,随温度的升高而减小,但在井眼条件下密度随压力增大的速率要大于随温度减小的速率;微泡沫钻井液流过钻头喷嘴后,密度减小,泡沫更细小;微泡沫钻井液的空隙率随压力的增大逐渐减小,而随着温度的升高逐渐增大.     

防流体倒灌的新型泡沫锤研制及其应用

空气锤在油气田研磨性地层提速和高陡地层防斜应用中逐步成熟,但还存在出液地层钻井作业受井底压力的影响而出现输出功率低甚至不工作,以及停止循环时地层液体倒灌气缸而污染空气锤的问题。为此,研制出了同时适应于气体(干气)和雾化泡沫(湿气)钻井介质、具备防止井下流体倒灌的新型泡沫锤。该泡沫锤与空气锤相比,优化了气室结构以保证气体和雾化泡沫钻井介质的输出功率;新增的防倒灌装置在接单根时,依靠泡沫锤阀体与液体当量密度差推动阀体向上运行,可封闭地层流体进入泡沫锤的通道。在松辽盆地徐深气田外围的肇深17井下白垩统泉头组、登娄库组开展了现场试验,泡沫锤在气体介质条件下相比常规钻井机械钻速提高6.5倍,相比气体牙轮钻井提高1倍;在泡沫介质条件下相比常规钻井机械钻速提高2倍且钻进过程未发生井底流体倒灌现象。试验结果表明,所研制的泡沫锤在气体介质条件下相比空气锤输出功率未降低且具备了适应雾化泡沫钻井介质和防井下流体倒灌的能力。