表面活性剂对聚乙烯醇水溶液黏度影响的研究

研究了阴离子十二烷基硫酸钠、阳离子十六烷基三甲基溴化铵和非离子壬基酚聚氧乙烯醚等3种不同类型的表面活性剂对聚乙烯醇溶液黏度性质的影响。结果表明,离子型表面活性剂与聚乙烯醇发生疏水链相互作用使高聚物带有电荷,体系黏度增加;非离子表面活性剂与聚乙烯醇无相互作用,体系黏度不变;盐的加入,只对聚乙烯醇/离子型表面活性剂混合体系影响大,而对聚乙烯醇/非离子型表面活性剂混合体系无影响。     

黏弹性表面活性剂在煤粉上的吸附性能研究

采用紫外分光光度计研究了季铵盐型黏弹性表面活性剂VES-2-16和VES-4-16在沁水盆地煤粉上的吸附规律,并计算了该类表面活性剂在煤粉上的吸附焓。结果表明:季铵盐型黏弹性表面活性剂在煤粉上的吸附曲线符合Langmuir吸附规律;不管是在较高温度还是在较低温度下都基本能达到吸附平衡,此后吸附量的增加趋于平缓;两者在煤粉上的吸附焓变是负值说明吸附是放热的,温度升高不利于吸附的进行。     

油基钻井液用纳米材料CQ-NZC的封堵性能评价

封堵性是油基钻井液的一个重要评价指标,提高油基钻井液的封堵性有助于井壁稳定,促进快速安全钻井.本文通过使用砂芯漏斗来模拟页岩的微裂缝,建立了一种新的评价油基钻井液封堵性能的方法,利用该方法对自制的纳米材料CQ-NZC在钻井液封堵性及其与氧化沥青封堵剂的复合作用开展了实验研究.结果表明,CQ-NZC在与沥青类封堵剂复配使用时,能够更好地降低滤失量、提高封堵性能.通过微观形态分析发现,CQ-NZC与沥青类封堵剂可以在一定程度上聚结,形成堵孔粒子,提升了钻井液体系的封堵性能.     

油基钻井液生物降解型润湿剂的研制与性能评价

采用油脂加工废料经过提纯和胺化可得到生物降解型润湿剂CQ-WBP。其润湿性在油相中对重晶石表面润湿性改变及降解性进行了评价,最后将其引入到油基钻井液(包括白油、柴油、合成基)体系进行综合性能评价。实验结果表明,研制出的生物降解型润湿剂CQ-WBP对亲水和亲油表面均具有改变其润湿性效果,有效地促使重晶石在油相(白油、柴油、合成基)中润湿性改变和分散性能,其生物降解率最高可以达到80%。引入生物降解型润湿剂CQ-WBP的油基钻井液(白油、柴油、合成基)后,其乳化稳定性均在400 v,流变性稳定,滤失性较好,特别是高温高压滤失性能均小于5 m L。     

氮气泡沫压裂液用作煤层气井性能研究

通过对氮气泡沫压裂液的筛选,优选出适合于煤层的泡沫压裂液体系,性能测定表明,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM泡沫体系经145 s-1剪切后粘度仍稳定在100 mPa.s,滤失系数为1.54×10-5 m/min1/2,陶粒沉降速度仅为清水的0.004 5%,对煤样的损害率只有20.8%(相对于瓜胶的79.4%),远小于常规压裂液,其吸附量对煤基质的孔隙基本不会产生堵塞,由此可见,0.25%SL-1+0.25%SL-2+0.5%ABS+0.2%PAM体系泡沫压裂液非常适合煤层气井的压裂施工。     

低温交联弱凝胶体系的室内研究

在室内用HPAM/Cr<'3+>体系研制一种低温(50 ℃)交联的弱凝胶体系.通过改变聚合物浓度、交联剂的老化时间以及交联剂的配制比例等测定了弱凝胶体系性能的影响因素.确定了H,PAM/Cr3'弱凝胶体系的形成条件:聚合物的适用浓度为1000～3 000 mg/L;交联剂为乙酸钠,与三氯化铬的质量比为2:1,并且需要老化32 h;交联剂的浓度范围为50～200 mg/L.在50℃下所形成的弱凝胶体系成胶时间可控.成胶强度可调.     

高密度油基钻井液降黏剂及其现场应用

高密度油基钻井液稠化的主要原因之一是钻井过程中劣质固相的侵入,特别是低密度固相含量的不断增加。劣质固相经过油基钻井液中的润湿剂、乳化剂作用后使其具有了一定的活性,增强体系的网架结构,导致钻井液的黏度和切力上涨。以月桂酰胺、硬脂酸酰胺和芥酸酰胺为原料,按照质量比1∶2∶1合成了分子链中具有可吸附胺基、酰胺基的多元活性基团的降黏剂CQ-OTA。降黏评价实验表明:CQ-OTA能够将固相含量为48.5%高密度稠化油基钻井液的塑性黏度降低25.0%,静切力降低60.0%,其在油基钻井液中的推荐加量为0.5%～1.5%;在威202HX平台现场应用,能够改善油基钻井液的流变性,提高劣质固相容量限,塑性黏度由53.0 mPa·s下降至40.0 mPa·s,10 min静切力由23 Pa下降至14.5 Pa,保证了高密度油基钻井液顺利钻至目的井深,提高了高密度油基钻井液重复使用效率,降低了钻井成本。      

水基钻井液CO2污染的处理

虽然目前钻井液CO₂污染处理技术的研究成果较多,但在实际应用中仍然存在许多问题,是一个十分棘手的问题。总结了常见的CO₂污染处理方式及其不足之处。针对水基钻井液CO₂污染现象,根据污染机理提出了处理建议:保持钻井液中适度的黏土含量,使用Ca (OH）2和CaCl₂等钙处理剂;使用抗高温抗盐的强吸附性处理剂、适当使用新浆替代老浆。介绍了XX46-X1和XX008-6-X2两口受CO₂污染井的处理情况。以XX46-X1井为例,采取的具体措施有:使用离心机控制固相含量,用真空除气器不间断在地面脱气,增大钻井液密度至2.0 g/cm3,以阻止CO₂进入流体;使用适量0.2%石灰乳冲入钻井液,补充SMP-Ⅲ、SMP-Ⅱ、高温抗盐降滤失剂RSTF、高温稀释剂HTX等处理剂及NaOH胶液;由于污染较为严重,后期配制胶液时加入适量0.5% CaCl₂配合处理。受污染钻井液按建议经过处理后,钻井液黏度、切力降低,流变性和滤失量得到控制,满足了工程需要,达到了预期目的。      

基于Pickering乳状液的油基钻井液乳化稳定性能研究

将纳米材料形成的Pickering乳状液机理引入到油基钻井液中,形成了新型的油基钻井液。室内研究出了强亲油性的纳米材料CQ-NZC,对其形成的油基钻井液乳状液稳定性及影响因素进行了研究。实验表明,由该纳米材料CQ-NZC形成的乳状液极为稳定,破乳电压可达到2 000 V以上,有机土、润湿剂、降滤失剂及密度调节剂(重晶石和中空玻璃微珠)的加入后均会使乳状液稳定性降低,但在一定范围内乳状液还是具有一定的稳定性能,纳米材料形成Pickering乳状液的油基钻井液体系具有很深的研究价值。     

黏弹性表面活性剂用作煤层压裂液性能研究

采用压汞仪对晋城煤样进行结构分析,该地区煤样属于低渗透双孔介质模型,煤样结构分选差,煤层割理仅占20%左右;并针对该地区煤层的特点研制了黏弹性表面活性剂体系作为压裂液,实验结果表明,该体系具有较高的黏弹性,悬浮能力强,破胶后黏度低,返排率高,煤样的渗透率恢复可达78%以上。