新型聚合物型水基钻井液降失水剂的合成及性能研究

以烯丙基磺酸钠(AS)、甲基丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酰胺(AM)为原料,合成了一种新型聚合物型水基钻井液降失水剂。降失水剂的最佳合成条件为:反应温度65℃,引发剂用量0.35%,单体总浓度30%,pH=7,单体配比AM∶AS∶MA=35∶15∶50。该降失水剂具有良好的降失水效果,且对钻井液的流变性影响不大。     

低黏度效应聚合物降滤失剂的合成与性能评价

为降低降滤失剂对钻井液黏度的影响,采用丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基聚乙二醇为主要单体,合成了聚合物降滤失剂GZ-1,用红外光谱对GZ-1 的结构进行了表征,研究了GZ-1 对钻井液流变性能和滤失性能的影响,通过环境扫描电镜分析了GZ-1 对钻井液滤饼微观形貌的影响。结果表明,合成的GZ-1 含有设计的官能团,黏均分子量适中（22.9 万）,1.6% GZ-1 水溶液的黏度仅为7 mPa·s;随着GZ-1 浓度增加,聚合物钻井液的滤失量逐渐降低,钻井液的表观黏度（AV）和塑性黏度（PV）小幅增加,基浆在加入1.6%GZ-1 后的AV 和PV 增幅分别为1.7 和1.5 倍,180℃老化16 h 后的增幅分别为1.1 和2.7 倍;加入重晶石提高聚合物钻井液密度时未出现黏度激增现象;GZ-1 可使钻井液滤饼更为致密,有效抑制黏土颗粒的聚结作用。GZ-1 可抗180℃高温,增黏作用小于常用降滤失剂JT888和SY-3,对钻井液黏度的影响较小。图6 表4 参14     

聚胺深水钻井液室内研究

随着石油工业的发展,深水钻井已经引起了世界范围内的重视。但在深水钻井过程中会出现深水低温引起钻井液流变性能变差、安全密度窗口窄、井壁稳定性差等一系列的安全问题,由此给钻井液技术提出了一些新的挑战。通过在常规钻井液体系中添加KCl和近年来发展迅速的聚胺化合物,在室内研制出一套适合于深水作业的聚胺钻井液体系。通过一系列的评价得出该聚胺体系的性质受温度影响小,抗温、抗污染能力强,页岩抑制性和润滑性能良好。     

强抑制强封堵深水钻井液的制备与性能评价

针对深水钻井中钻井液黏土水化抑制性和封堵性能不足、低温流变性差等问题,以烯丙基磺酸钠(AS)、三羟乙基烯丙基溴化铵(THAAB)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料制得多羟基低聚物黏土水化抑制剂PDWC。在常规水基钻井液中加入10%KCl和0.7%PDWC,得到密度为1.1 g/cm~3的强抑制强封堵深水钻井液体系。通过红外光谱仪、热重分析仪和凝胶色谱法表征了PDWC的结构,研究了强抑制强封堵深水钻井液的封堵性、润滑性和抗温抗盐性。结果表明,PDWC的相对分子质量为2.2×10~4,抗温可达280℃,强抑制强封堵深水钻井液体系具有良好的抑制和封堵性能。红土滚动回收率高达93.5%,人造岩心在滤液中的常温常压线性膨胀高度仅为1.7 mm。在0.69 MPa的条件下,钻井液在模拟砂床中侵入30 min后的深度为4 cm。钻井液的抗温和抗盐能力较好,其低温流变性和润滑性能良好,满足深水钻井工程需要。图6表5参14     

抗高温有机硅-胺类抑制剂的研制与性能研究

为了获得钻井液用抗高温胺类抑制剂, 引入可以与黏土颗粒发生反应的硅烷偶联剂单体KH-570与DMAA、DMDAAC进行自由基共聚反应, 合成了抗高温有机硅-胺类抑制剂PKDAS, 研究了PKDAS的抗温性能、 在膨润土颗粒上的吸附性能及其对膨润土和泥页岩的抑制性能。研究结果表明： PKDAS的抗温性能较强, 可耐 220℃高温。PKDAS在膨润土表面的吸附能力明显比胺类抑制剂 NH-1和 FA-367的高： 在浓度 6 g/L的情况下, PKDAS、NH-1和FA-367老化前在膨润土颗粒表面的吸附量分别为27.3、 10.2和12.6 mg/g, 220℃老化16 h后的吸附量分别为 6.8、 1.9和2.0 mg/g。PKDAS对膨润土和泥页岩膨胀的抑制效果优良, 其高温抑制性能显著优于抑制剂NH-1与FA-367的。经220℃老化16 h前后, 1%PKDAS水溶液抗膨润土污染的极限分别达 40%和 30%。220℃高温老化16 h后, 泥页岩在质量分数2.0%的NH-1与FA-367水溶液中均出现了大幅膨胀, 膨胀高度分别为1.07和1.05 mm,而在质量分数2.0%的PKDAS水溶液中的膨胀高度仅0.57 mm （老化前为0.32 mm）。220℃老化16 h后, 泥页岩在质量分数 2.0%的 PKDAS、 NH-1与 FA-367溶液中的热滚回收率分别为 86.67%、 38.29%和38.07%。图9参10     

抗温强抑制有机硅酸盐聚合物的合成与性能评价

为解决有机硅官能团在合成过程中易水解和易缩聚交联的技术难题，以2, 2-偶氮二异丁腈（ABIN）为引发剂，采用了丙烯酸（AA）、二甲氧基甲基乙烯基硅烷（VMDS）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为反应单体并进行了乳液聚合反应，合成了一种新型有机硅酸盐聚合物（ADMOS）。ADMOS的最优合成条件为:单体物质的量比AA∶DMC=3∶1、VMDS加量为单体总质量的5.0%、ABIN浓度为0.3%、反应温度为70 ℃，反应单体总浓度为25%，pH值为5。采用核磁共振氢谱（1H-NMR）、热重分析（TGA）、凝胶色谱法（GPC）确定了产物的分子结构，TGA表明ADMOS具有优异的热稳定性。分别通过线性膨胀实验、滚动回收实验和泥球浸泡实验评价了ADMOS的性能，结果显示，当ADMOS加量为3.0%时，人造膨润土岩心的线性膨胀率由水中的83.37%降低至16.57%、页岩岩屑的回收率由水中的11.82%增高至92.85%。泥球实验结果表明，ADMOS可有效地防止水分子侵入泥球内部，从而抑制黏土颗粒的水化分散。通过Zeta电位、X射线衍射（XRD）、元素分析（EDS）、原子力显微镜（AFM）和红外-热重联用实验，从微观角度揭示了ADMOS的抑制作用机理。      

表面活性剂-碱协同处理老化油泥工艺

石油开采过程中会产生大量的含油污泥,为解决该过程中石油浪费和环境污染等问题,在分析含油污泥基本组成的基础上,采用热化学清洗法,对塔河油田油泥进行除油处理,采用表面活性剂QT9和碱为清洗剂,通过单因素实验和正交实验考察了清洗剂加量、清洗温度,搅拌速率、搅拌时间、液固比等因素对残油率的影响。研究结果表明,当QT9加量为0.6%、混合碱加量为3%、清洗温度为25℃、搅拌时间为30 min、搅拌速率为210 r/min、液固比为3∶1时,清洗两次可将油泥含油率从14.3%降低到1.3%。正交实验结果显示,各因素对清洗后残油率影响的大小顺序为:温度主剂加量助剂加量液固比。热重分析表明油泥清洗后其中的原油组分显著降低。图7表2参16     

工业木质素的定量分析方法研究

工业木质素中,木质素的有效含量决定着木质素产品的性质,研究一种可以确定工业木质素中各种物质有效含量的分析方法,对了解木质素产品的性能具有重要的意义。本文提出了工业木质素的硅胶柱层析分离纯化法,并对具体步骤进行了详细阐述。结果表明,采用硅胶柱层析分离法分离工业木质素,成本低、污染小、洗脱效果好,可以对工业木质素产品的质量进行定量分析且相对误差小,准确性高。     

国内外黏土水化抑制剂研究现状与发展趋势

黏土水化抑制剂在钻井液中的添加可有效降低钻井事故发生,但存在效果不明显、抗温性能尚待提高等缺点。本文简述了国内外黏土水化抑制剂研究现状并分析了其发展趋势。从研究历程来看,黏土水化抑制剂大体上经过了从无机离子型向有机铵（胺）型过渡并逐步成熟于聚合物型的过程。从最新研究结果来看,聚醚胺型抑制剂为主流研究对象,由此形成的高性能水基钻井液在国内外广泛应用;超支化聚合物型抑制剂因具有体型结构而具有较好抗温、抗盐性能而颇具发展优势;传统共聚物型抑制剂分子量大,在高温高密度钻井液中难以适用,仍有改进空间。指出了今后发展趋势是充分利用生物质资源,开发绿色、环保高效的黏土水化抑制剂;研究低聚物抑制剂,提高抑制剂的抗温性、普适性和一剂多效性;摆脱传统钻井液处理剂之间化学作用力观念束缚,探索超支化抑制剂的开发,积极有效结合纳米技术与钻井流体之互补点,以促进钻井液及相关技术发展。     

原油石蜡结晶与清除的研究进展

本文综述了含蜡原油中石蜡结晶的机理,介绍了国内外的几种清蜡技术,探讨了各种清蜡技术的优缺点,详细分析了清蜡效果的影响因素,提出环保、低成本、高效率、适应性强的新型清蜡剂将是未来清蜡剂的研究方向。