聚合醇抑制性能评价研究

聚合醇在实际的钻井应用中,由于其固有的特性,无论是井眼温度高于还是低于浊点温度,对页岩都有一定的抑制作用,但机理不同.本文选择浊点温度在80 ℃左右的聚合醇,采用YPM-03页岩膨胀模拟试验装置进行试验,旨在验证浊点上下聚合醇抑制作用受到温度、压力及其浓度等因素的影响.室内对聚合醇在不同浓度下的抑制性以及温度、压力对其抑制性的影响规律进行了试验研究.结果发现,1)采用页岩膨胀模拟试验装置能够检测出聚合醇样品对膨润土样品抑制性在不同温度、压力条件下的变化,仪器的测试精度和重复性均能满足试验要求,这种检验方法是可行的.2)随着温度的变化,聚合醇对膨润土的抑制性能呈现出很大的差异,在浊点温度以下,抑制性能很好,而在浊点温度以上,其抑制性能迅速降低.3)在浊点温度以上,随着浓度的增加,聚合醇对膨润土的抑制性增强,但在较低浓度时,抑制效果不明显;只有达到较高浓度时,才呈现出较好的抑制性;随着压力的增大,聚合醇浓度较低时,抑制性不理想;当聚合醇浓度较高时,随压力的增大,即抑制性增强.     

高持液率下抑制剂对天然气水合物生成与浆液流动的影响

搭建了一套高压可视流体环路，研究了在80%高持液率下NaCl溶液、动力学抑制剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）及其复配体系对天然气水合物的生成、浆液流动及形态变化的影响。实验结果表明，NaCl溶液对天然气水合物的初始成核速率具有很好的抑制作用，当NaCl含量为5%(w)时，水合物生成诱导时间比纯水体系延长了186%；随着NaCl含量的增加，生成的水合物量不断减少，浆液流动性增强；PVP可延长天然气水合物生成的诱导时间，仅0.025%(w)的PVP即可使诱导时间延长近50%;0.500%(w)PVP的抑制效果最佳，生成的水合物量最少；3%(w)NaCl溶液与PVP的复配体系对天然气水合物的生成速率具有显著的抑制作用，与纯PVP体系相比，在PVP含量为0.10%(w)时，水合物生成诱导时间延长了66.9%，固相分数减少了23.5%，水合物浆液呈细泥沙状，流动性较好。     

聚合醇的浊点对钻井液润滑和防塌性能的影响

采用测定粘附系数和页岩抑制率的方法研究了聚合醇在浊点前后对钻井液润滑性和抑制性的影响,探讨了其作用机理.研究结果表明,温度高于浊点时聚合醇钻井液的润滑性明显好于温度低于浊点时的润滑性,抑制性与浊点关系不大,在高温时抑制效果更好.     

聚合醇与有机盐的协同效应

研究了有机盐对不同分子量聚合醇的浊点、抑制性和润滑性的影响。结果发现,有机盐的增加能够不同程度地降低聚合醇的浊点,而且复配的聚合醇受有机盐的影响较大;有机盐能够增强聚合醇的抑制性,存在一种协同效应,而且有机盐和不同配比的复合聚合醇复配后的抑制效果不同;在浊点以下,有机盐对聚合醇的润滑性影响较小。建议在现场使用聚合醇有机盐钻井液时,应根据井底温度和有机盐加量的不同,选择聚合醇的最优配方。     

不同添加剂对阴离子表面活性剂与多价阳离子沉淀行为的影响

用透光率法研究了不同添加剂对阴离子表面活性剂(SDBS)与多价阳离子(Ca^2 )在不同条件下沉淀行为的影响，研究结果表明，在溶液中加入NaCl增大其盐度，加入NaOH、NaHCO3提高其pH值，加入多价金属离子螯合剂(EDTA)或表面活性剂复配，均对SDBS与Ca^2 的沉淀有抑制作用，但SDBS与Ca^2 的沉淀行为随着体系条件的不同而不同。比较几种方法抑制沉淀的效果，认为加入EDTA的方法比增加体系盐度或增大体系pH值要好，而表面活性剂(阴离子表面活性剂SDBS与非离子表面活性剂TX-100)复配后，混合体系抗Ca^2 的能力更强，即使混合表面活性剂中非离子表面活性剂含量很少(实验中阴离子、非离子表面活性剂摩尔比例为10：1)，溶液中就几乎没有沉淀生成，表明非离子表面活性剂对阴离子表面活性剂钙盐沉淀的抑制作用比NaCl、NaOH、NaHCO3和EDTA强，且这种抗Ca^2 的能力随着混合表面活性剂中非离子表面活性剂含量的增加而增强。图5参8     

烯丙醇聚氧烷基醚的浊点及影响因子

 烯丙醇聚氧烷基醚(AAP)是一种非离子表面活性剂。通过实验测定了AAP的浊点，考察了分别添加非离子表面活性剂聚乙二醇（PEG）、离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(LAS)、极性溶剂醇以及LAS和醇的混合物后，AAP浊点的变化。结果表明，PEG的加入基本不影响AAP的浊点；LAS或LAS与乙醇混合物的加入可改变AAP的浊点。随着LAS、LAS-乙醇混合物的加入，AAP的浊点大幅度上升；随着它们加入量的增加，AAP的浊点进一步提高。添加醇类溶剂后，AAP的浊点随醇的结构和性质的不同而升高或降低。     

聚合醇在钻井液中浊点变化规律研究及应用

研究了各因素对聚合醇浊点的影响规律,考察了在浊点温度前后,聚合醇对钻井液性能的影响。试验结果表明,使用聚合醇能改善钻井液性能,尤其在浊点温度以上使用时,更显著提高了钻井液的抑制性、润滑性和高温降滤失性能。通过在川东地区天东017-X2井钻井液中优化使用聚合醇,同比邻井应用更合理和节省费用。     

动力学水合物抑制剂复配效果

目前的水合物抑制方法主要有除水法、加热法、降压控制法和添加化学抑制剂法。动力学抑制剂(LDHI)是相对于传统的热力学抑制剂而言的,通过动力学抑制剂的加入,主要降低水合物的形成速率,延长水合物晶核形成的诱导时间或改变晶核的聚集过程。动力学抑制剂PVCap与甲醇可复配作为钻完井及深水管道中的水合物抑制。降低温度、增加压力、减小浓度,复配抑制效果变差。抑制剂PVCap与醇或盐复配,温度较高(4℃)时,复配效果较好,与NaCl复配效果要好于甲醇,而且可减少成本;温度较低(1℃)时,复配需慎重,加入NaCl或甲醇,可能会降低抑制效果。     

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基于钻井液技术所面临的油气层保护，安全快速钻井方面的严格要求。从优选处理剂入手，根本上能够解决页岩水化、油层保护、环保等方面的问题，研制了一种新型聚合醇钻井液。由于聚合醇易于生物降解、利于环保、保护油层等特点，很快引起了人们的关注。聚合醇的作用机理表现为：聚合醇具有浊点效应，当温度降低到浊点温度以下时，聚合醇开始溶解，而温度高于浊点温度时，从水中析出，形成憎水膜，吸附在页岩表面，抑制页岩水化分散的作用；聚合醇与无机盐具有协同效应，起到了抑制页岩水化分散，稳定页岩的作用；聚合醇可增大滤液的粘度、降低滤液的化学活性，抑制页岩水化分散。进行了聚合醇对钻井液的流变性、热稳定性、抑制性等方面的研究，实验结果表明聚合醇的浓度在3%时，所研制的聚合醇钻井液具有很好的热稳定性、抑制性与较好的流变性，能够满足钻井施工的要求。     

添加剂对非离子表面活性剂AEO9浊点的影响

研究了不同添加剂如无机盐、有机醇、有机酸和离子型表面活性剂对非离子表面活性剂AEO9浊点的影响。结果表明，通过盐析性的无机盐与胶束争夺水分子，使非离子表面活性剂分子从水中析出，从而降低了非离子表面活性剂的浊点；而如NaI这样的盐溶性无机盐则相反，由于其可使自由水分子增加，从而导致AEO9的浊点升高。极性有机物对AEO9浊点的影响表明，与水无限混溶的极性有机物升高了浊点，而在水中部分溶解的极性有机物降低了浊点。这是因为前一类有机物通过改变溶剂水的结构，降低了介质的极性，同时部分有机物吸附在胶束-水界面，通过其溶剂化作用使AEO9的胶团化作用受到了限制，浊点升高；而后一类有机物分子由于增溶于胶束栅栏层中，导致胶束体积膨胀，从而降低了AEO9的浊点。在非离子表面活性剂溶液中加入离子型表面活性剂，如十二烷基硫酸钠SDS、十二烷基苯磺酸钠SDBS和十六烷基三甲基溴化铵CTAB，由于离子型表面活性剂能与非离子表面活性剂形成混合胶束，胶束表面电荷密度增大，胶束间电荷斥力增大，使体系稳定，从而其浊点显著升高。加入极少量的离子表面活性剂即可使浊点显著上升，当加入的离子表面活性剂达到其临界胶束浓度（cmc）时，浊点将发生突跃。     

聚乙二醇抑制机理研究

用常规页岩回收率方法探讨了聚乙二醇的页岩抑制作用,并用磷钼酸沉淀法测定了聚乙二醇(M=10000)在新疆土上的吸附量。实验表明,单一聚乙二醇在水中无抑制作用,在1mol/L NaCl中抑制效果也很差。但当聚乙二醇与1mol/L KCl或饱和盐水配合使用时,却对泥页岩有较强的抑制作用。聚乙二醇对粘土的亲和力很强,在水中吸附可超过100％。     

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钻井过程中,由于钻井滤液的侵入,地层中的粘土矿物发生水化,膨胀,分散,削弱了岩石的力学强度,导致井壁失稳的发生,文中简述了聚乙二醇钻井液页岩抑制机理;浊点行为,协同作用,渗透作用,结合室内实验分析了影响聚乙二醇钻井液抑制作用的因素,当温度达到聚乙二醇的浊点温度后,聚乙二醇从溶液中析出封堵页岩裂缝,当在聚乙二醇钻井液中加入合适的无机盐后,无机盐与聚乙二醇起协同作用,提高了聚乙二醇的页岩抑制性能,达到稳定页岩的目的。     

深水油基钻井液中抑制水合物形成的实验研究

在温度为4℃、压力为20MPa条件下,利用水合物综合模拟实验系统,对用于南海深水钻井的油基钻井液体系进行了抑制水合物生成的评价实验。结果表明,由于天然气在油相中的溶解度远高于在水中的溶解度,油基钻井液又是分散的乳化液,使得油基钻井液中水合物形成的诱导时间比水基钻井液中少。因此含水的油基钻井液体系在深水环境下(高压和低温)很容易生成天然气水合物,含水量越高,生成的量越大。所以在钻井作业过程中,要适当降低泥浆中水的含量,增加泥浆密度,防止地层水和气大量进入井内随油基钻井液一起循环。高浓度乙二醇能较好地抑制油基钻井液中水合物的形成。为了达到最佳抑制效果,可在钻井液中配合加入适量聚合醇与无机盐。     

Novel application of PEG/SDS interaction as a wettability modifier of hydrophobic carbonate surfaces

Wettability alteration of carbonate reservoirs from oil-wet to water-wet is an important method to increase the efficiency of oil recovery. Interaction between surfactants and polymers can enhance the effectiveness of surfactants in EOR applications. In this study, the interaction of polyethylene glycol (PEG) with an ionic surfactant, sodium dodecyl sulphate (SDS), is evaluated on an oil-wet carbonate rock surface by using contact angle measurements. The results reveal that wettability alteration of carbonate rocks is achieved through PEG/SDS interaction on the rock surface above a critical aggregation concentration (CAC). The behaviour of PEG/SDS aqueous solutions is evaluated using surface and interfacial tension measurements. Furthermore, the effect of PEG and SDS concentrations and impact of electrolyte addition on PEG/SDS interaction are investigated. It is shown that electrolyte (NaCl) can effectively decrease the CAC values and accordingly initiate the wettability alteration of rocks. Moreover, in a constant SDS concentration, the addition of NaCl leads to a reduction in the contact angle, which can also be obtained by increasing the aging time, temperature and pre-adsorption of PEG on the rock surface.     

聚乙二醇存在下不同合成条件对多级孔ZSM-5分子筛形貌的影响

以四丙基溴化铵（TPABr）为微孔模板剂、聚乙二醇(PEG)为介孔模板剂,在不同的水热条件下,合成不同形貌的多级孔ZSM-5分子筛,并探究其晶形及孔径分布变化。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜、N₂吸附-脱附等表征手段,研究分子筛的孔道结构和物化性能。结果表明,多级孔ZSM-5分子筛晶体尺寸随着硅/铝摩尔比(n(Si)/n(Al))的增大而减小;随着晶化温度的升高,组成晶体的晶粒由长六方板状变成正六方板状,晶化温度过高（200℃）会导致聚乙二醇的模板导向作用减弱;晶化时间延长,分子筛晶体形貌单一,只有板状晶粒穿插形成的晶体且晶体尺寸变大;随着聚乙二醇用量的增加,组成晶体的小晶粒逐渐增多,晶体从六棱明显的板状成为近球状。m(Si)/m(Al)/m(PEG)为100/0.027/20,晶化温度为180℃,晶化时间为36 h时, 多级孔ZSM-5分子筛的结晶度最高;合成的晶体大小均匀且形貌统一。     

聚乙二醇硬脂酸酯的合成

以硬脂酸为基本原料,酰氯化后得硬脂酰氯,再与聚乙二（４００）进行酯化反应,合成聚乙二醇（４００）硬脂酸酯非离子表面活性剂。探讨了物料配比,反应时间、温度对合砀 影响,合成瓜的最佳条件为,反应温度１００℃,时间１．０ｈ,硬脂酰氯：聚乙二醇－１．１：１（摩尔比）。     

硼酸酯化法合成聚乙二醇(6000)单硬脂酸酯

采用硼酸酯化法合成了聚乙二醇(6000)单硬脂酸酯,试验考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、物料比等对产物中聚乙二醇(6000)单硬脂酸酯含量的影响,确定了最佳合成条件。在此条件下,产物中聚乙二醇(6000)单硬脂酸酯的含量可达93％。     

PEG活化催化合成香豆素

对以水杨醛和乙酸酐为原料合成香豆素的工艺进行了改进。采用以乙酸钙为催化剂、PEG为催化活化剂的工艺路线 ,提高了产物的收率。同时对催化剂和活化剂的用量及反应温度和反应时间的影响进行了研究 ,确定了最佳工艺条件 ,并提出PEG的活化催化作用主要是配位作用和对催化剂的增溶作用。反应物的质量比为水杨醛 /乙酸酐 /乙酸钙 /PEG =1 / 1 6/ 0 0 3 / 0 1 ,反应近终点时在 ( 2 1 4± 2 )℃再保温反应 0 5h ,香豆素收率可达 80 6%。     

气相色谱法测定1,2,4-三甲基苯纯度及其烃类杂质的研究

本工作采用气相色谱仪,从色谱典型操作条件的确定、测量结果准确度和精密度的确认对测定1,2,4-三甲基苯纯度及其烃类杂质进行研究。方法推荐键合/交联聚乙二醇玻璃毛细管色谱柱,使用氢离子化(FID)检测器,柱温采用分阶的升温程序     

PET/MPEG共混型相变储能材料的制备和性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）为骨架材料,聚乙二醇单甲醚（MPEG）为相变材料,采用溶液共混法制备了相变储能材料,并对所制相变材料进行了性能分析。结果表明,共混温度为180℃,共混时间为20 min,PET/MPEG相变材料的产率随PET的用量增加而增大,PET/MPEG质量比为40∶60时,产率最高;PET/MPEG相变储能材料相变焓、相变点的起始温度都随MPEG的用量增加而增大,相变焓最大为102.52 J/g。该复合相变储能材料具有较好的热稳定性,无熔化泄漏。