油基钻井液用乳化剂油/水界面吸附及对乳液结构的影响

在油基钻井液中,乳化剂在油/水界面的吸附行为对乳化稳定性及乳化机理影响极大。利用界面扩张流变技术研究了油基钻井液用主乳化剂PF-BIOEMUL与油基钻井液用辅乳化剂PF-BIOCOAT对油/水动态界面张力及界面黏弹性的影响,并考察了 PF-BIOEMUL 与 PF-BIOCOAT 配制乳液的微观流变性。研究表明,PF-BIO EMUL的主要功能是提供弹性模量,提高油/水界面膜强度高,最佳加量为2.0%。PF-BIOCOAT的主要功能是提供黏性模量,降低油/水界面张力,最佳用量为1.5%。PF-BIOEMUL和PF-BIOCOAT可以同时吸附到油/水界面上,保证了乳化体系既具有较低的油/水界面张力,又有较好的界面膜稳定性,所形成的乳液具有三维网状结构,稳定性良好。这些研究为油基钻井液体系稳定性研究提供了理论基础。     

一种隐形酸完井液缓蚀剂的性能研究

隐形酸完井液能有效溶解油层的堵塞物,提高油层渗透率和油井产量,但对油套管具有较强的腐蚀性。本文使用失重法和动电位极化技术分别研究了温度、螯合剂浓度对隐形酸完井液腐蚀性的影响以及3种缓蚀剂对N80钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,随着温度和螯合剂浓度的升高,N80钢的腐蚀速率增大,并且点腐蚀变得更加严重。加入缓蚀剂可以有效控制腐蚀,在3种缓蚀剂(CA101-1、CA101-2和CA101-3)中,合成的聚酰胺类缓蚀剂CA101-2的缓蚀效果最好。当螯合剂HTA加量为0.2%、缓蚀剂CA101-2加量为1%时,N80钢腐蚀速率为0.056 mm/a。动电位极化曲线测试结果表明CA101-2是一种阴极型缓蚀剂,主要抑制了析氢反应。图4表4参5     

BIO–OIL环保基液的研制与现场试验

为满足深水钻井环保要求,开发了一种用于合成基钻井液的环保基液BIO–OIL,对比了BIO–OIL基液与常用基液的基本物理化学性能、黏温特性、碳原子数分布、生物毒性和乳液微观流变性,用BIO–OIL基液配制了深水合成基钻井液及高温高压合成基钻井液,并评价了其性能。结果显示,BIO–OIL基液的基本性能满足现场需求,生物毒性符合一级海域排放要求,乳液流体类型与3#白油乳液流体类型相同,具有三维网状结构,可配制满足现场需求的深水合成基钻井液和高温高压合成基钻井液。用BIO–OIL基液配制的合成基钻井液在南海西部某区块3口井进行了现场试验,结果表明,该钻井液流变性能稳定,携岩性能强,井眼清洁效果好。研究表明,BIO–OIL基液是一种可用于合成基钻井液的环保基液,用其配制的合成基钻井液的性能满足深水钻井需求。      

油基钻井液高温乳化剂的制备与性能评价

为了提高油基钻井液用乳化剂的抗温性,以植物油酸、二乙烯三胺、马来酸酐为主要原料,制备了油基钻井 液高温主乳化剂（PF-EMUL HT）和辅乳化剂（PF-COAT HT）。利用红外光谱和热重分析表征了2 种乳化剂的分 子结构及耐温性。通过测定动态界面张力、乳化效率和乳液电稳定性,分析了2 种乳化剂的乳化能力及抗温能 力,提出了可能的乳化机理。同时,研究了乳化剂加量、油水比、温度和密度对所配制钻井液的影响。结果表明, PF-EMUL HT具有酰胺化基团,PF-COAT HT具有酰胺基、羧基等多官能团结构。2 种乳化剂均能有效降低油水 界面张力,二者复配制得的乳液经232 ℃高温老化后的破乳电压大于370 V,乳化效率为96%。配制的油基钻井 液在150～232 ℃、油水比为60∶40～90∶10 的条件下老化后均具有良好的稳定性,可满足高温高压井、定向井等 的作业需求。     

一种环保非水基钻井液体系的构建及其性能评价

为满足日益严苛的环保要求,通过测试乳化剂、内相盐、基液等的生物毒性及降解性,研究植物油酸及其酯 类衍生物类乳化剂BIO-EMUL与BIO-COAT复配乳化剂溶液与BIO-OIL形成的油包水乳液的电稳定性、乳化效 率以及BIO-EMUL 与BIO-COAT 复配乳化剂溶液与BIO-OIL 间的界面张力和界面流变性,以BIO-EMUL 和 BIO-COAT为基础,结合基液BIO-OIL 以及乙酸钠溶液,构建了一种环保非水基钻井液体系,并研究了该钻井液 的基本性能和抗污染能力。结果表明,BIO-EMUL、BIO-COAT能有效降低油/水界面张力,形成破乳电压达350 V,乳化效率达95%的油包水乳液。该体系的LC₅₀为28 200 mg/L,BOD₅/COD_Cr＞0.25,是生物毒性低,降解性良 好的环境友好型油包水乳液。配制的钻井液体系适用密度范围广,抗污染能力强,为今后环保非基钻井液体系 及材料的研究提供了基础。     

一种油基钻井液流型调节剂的性能评价方法

使用高级智能流变仪从微观角度评价了流型调节剂对油基钻井液性能的影响,并用高倍显微镜观察了油基钻井液的微观形貌。实验结果表明,常用的几种流型调节剂中,PF-MOVIS明显增加乳液的结构强度。随着PF-MOVIS的浓度增大,油基钻井液乳液的表观黏度升高,低剪切速率下黏度升高明显,屈服值上升。体系的弹性模量大于粘性模量,表明体系中形成较强的三维网络结构,与显微镜下观察乳液结构的增强相一致。     

超低渗透钻井液成膜剂PF-LHW的室内评价及其在渤海SZ36-1的应用

对超低渗透钻井液成膜荆PF-LHW的作用机理进行了分析,通过室内评价实验对PF-LHW成膜剂的性能进行了研究,并将其应用于渤海SZ36-1。结果表明．超低渗透钻井液成膜剂PF-LHW具有良好的降渗效果、承压能力、与钻井液体系的配伍性、油层保护性能,优于国外某同类产品。     

MO-DRILL油基钻井液体系研究及在大位移井应用

为了满足东海油气田大位移井开发需求,研制了一套满足大位移井钻井要求的MO-DRILL油基钻井液体系。通过优选乳化剂、润湿剂及进行加量配比来保证油基钻井液的稳定性、开发流型调节剂来提高油基钻井液的低剪切速率粘度,提高动塑比,解决其携岩能力不足,易形成岩屑床等问题。研究结果表明,MO-DRILL油基钻井液体系具有流变易调控,低剪切速率粘度高,动塑比可调,抗温压能力强等特点,并具有较好的抗钻屑、海水污染能力,较好的储层保护性能。现场应用结果表明,MO-DRILL油基钻井液体系可满足复杂地层井、水平井安全高效作业要求。     

油包水型乳状液高温稳定性

研究了2种乳化剂RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ的油/水界面活性及温度的影响。以国产合成油为基础油,25% CaCl₂水溶液为水相,并添加Ca(OH)₂制备了油包水（W/O）型乳状液,考察了体系组成、老化处理温度和静置温度等对其稳定性的影响,探讨了稳定机理。结果表明,所研究的乳化剂可显著降低合成油/水界面张力,在油/水界面形成黏弹性界面膜。所制备的W/O型乳状液具良好的分散稳定性,RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ复配具协同增稳效应。乳状液经高温（180和232 ℃）老化处理后,其稳定性明显增强,缘于乳化剂与Ca(OH)₂作用形成“有机Ca(OH)₂”,从而增强乳状液的高温稳定性。水/油比在1∶9～5∶5范围内增大,稳定性明显增强。