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。     

高温高压油基钻井液乳化稳定性评价装置与方法

高温高压油基钻井液乳化稳定性评价仪主要由高温高压不锈钢腔体、测试电极、温度控制系统、压力控制系统以及测试系统组成,高温电极选用PEEK材料,测试的电极距离设计为1.5 mm,电极的放电电压最高设计为2000 V,温度控制系统以T89C51 单片机为核心,采用铸铝电加热器包裹在高温高压不锈钢腔体外部进行加热,压力控制系统采用液压方式加压。对仪器的稳定性进行了测试并与常温常压下电稳定性测试仪进行了对比,结果表明,该仪器可以实现高温高压油基钻井液乳化稳定性评价,并且测试数据稳定、可靠,测量误差不大于5%。研究了油基钻井液在高温高压下乳化稳定性的规律,当维持压力不变时,随着温度的升高,破乳电压值呈下降趋势;当温度低于120 ℃时,随着压力的升高,破乳电压值有所减小,当温度达到120 ℃以上时,破乳电压值基本不随压力的变化而发生改变。      

油基钻井液研究及现场应用

针对新疆油田普遍存在富含水敏矿物地层的实际,研制了一种油基钻井液,它具有良好的流变性、电稳定性和滤失性能,而且抑制性强,井壁稳定性好,在取心作业时收获率明显高于水基钻井液。该油基钻井液的应用,为解决新疆强水敏地层的井壁稳定以及实现欠平衡钻井的安全顺利施工作业提供了很好的技术支持和保障。     

密度对油基钻井液性能的影响

随着高密度油基钻井液被使用的越来越多,高密度时油基钻井液表现出的性能不稳定也逐渐被现场工程师发现。研究了密度对油基钻井液性能的影响,以及不同密度下温度、剪切时间、油水比、有机土、CaCl₂浓度和劣质固相对油基钻井液性能的影响。研究结果表明,重晶石能增加油基钻井液的黏度和切力,提高钻井液的乳化稳定性;油基钻井液的破乳电压和重晶石的加入量呈线性关系;在高密度时,油基钻井液的表观黏度受温度、油水比、有机土和劣质固相的影响程度比低密度时大;破乳电压在高密度时受油水比、CaCl₂浓度和有机土的影响比低密度时大。综上可知,密度的增加不仅单独对油基钻井液性能造成影响,还提高了油基钻井液对其它因素的敏感性。因此在使用高密度油基钻井液时,要加强对现场钻井液性能的监控和调节。      

油基钻井液用粉状乳化剂性能评价

采用2,6-二氨基吡啶、有机胺、有机酸合成了油基钻井液用固体粉状乳化剂,该乳化剂熔点为120℃,HLB值为1.7,为玻璃态固体,易于粉碎。通过红外光谱对该乳化剂分子结构进行表征,从—CONH2吸收峰看出,合成过程中发生了酰胺化反应。对乳化剂在不同油水比钻井液中的乳化能力和柴油基、白油基钻井液配制效果进行了性能评价。结果表明,乳化剂的加量为3%时,其在不同油水比钻井液中具有良好的乳液稳定性,当油水比为7∶3时,乳液破乳电压大于600 V,乳化率为100%;抗温达180℃,钻井液破乳电压为625 V,提高黏度和切力效果好,动塑比在0.30 Pa/m Pa·s以上;热稳定性好,在150℃下连续老化48 h,流变性基本无变化,破乳电压大于700 V,表明该固体粉状乳化剂具有良好的乳化和抗高温性能。     

油基钻井液乳化剂的制备与性能评价

钻井液乳化剂是油井钻探中的重要化学品之一,其性能评价对于钻井工程的成功进行具有重要意义。优秀的乳化剂能确保钻井液的稳定性和流变性能。在选择乳化剂时,应充分考虑其理化性能和体系综合性能,以确保钻井工程的成功进行。本研究以植物油酸、二乙烯三胺、马来酸酐为主要原料,制备了6种乳化剂产品,并对其进行理化性能评价和体系综合性能评价。实验结果显示,乳化剂PF-MOEMUL1、PF-MOCOAT1、PF-MOEMUL2、PF-MOCOAT2满足所有指标要求,在理化性能评价和体系综合性能评价的关键指标上有良好的性能,为钻井工程提供可靠的保证。而乳化剂PF-MOEMUL3、PF-MOCOAT3在倾点和塑性黏度方面未能达到指标要求。可能导致乳液不稳定、流变性能不佳等问题,从而影响钻井工程的顺利进行。通过对钻井液乳化剂的性能评价,对乳化剂的选择和应用提供了有效的参考指导。     

废弃油基钻井液中油相回收室内研究

废弃油基钻井液是钻井作业完成后产生的废物,分析测得江汉油田废弃油基钻井液密度为1.3 g/cm3,pH值为8～9,含油量为53.2%,含水量为20.4%,固相含量为26.4%,其油相主要是柴油,还含有少量矿物油。通过单因素实验筛选出适合该体系的药剂有破胶剂浓硫酸(加至体系pH值为2)、混凝剂PFS及阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂、破乳剂CHP21680,并确定了合适的加药顺序为:破胶剂→破乳剂→混凝剂、絮凝剂。通过正交实验确定各因素对油相回收率影响程度由大到小为:破乳剂>混凝剂>絮凝剂;最佳加药量为:破乳剂为150 mg/L,混凝剂为2 g/L,絮凝剂为20 mg/L,此条件下油相回收率达83.7%。     

DSW-S纳米颗粒对油基钻井液的稳定作用

为获得高性能油基钻井液,采用疏水改性二氧化硅类纳米颗粒材料DSW-S提高油基钻井液的稳定性,研究了DSW-S的微观形态与疏水性,考察了DSW-S加量对油基钻井液流变性和电稳定性的影响,分析了纳米材料稳定钻井液的作用机理。结果表明:疏水的DSW-S纳米颗粒有助于稳定W/O乳液,可使油基钻井液黏度和切力增加。3%DSW-S即可使油基钻井液的破乳电压从318 V增至535 V,使钻井液的乳化稳定性大幅提高,有助于油基钻井液在页岩地层的安全快速钻进。     

声化破乳离心分离处理废弃油基钻井液实验研究

利用声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液,考察破乳剂加量、加热温度、超声时间和离心机转速对脱油率的影响。通过实验确定了破乳效果最好的破乳剂是BASF-L62。运用单因素实验和正交实验对声化破乳-离心分离处理废弃油基钻井液的影响因素进行了研究。实验结果表明:在加热时间20min、破乳剂加量200mg/L、加热温度70℃、超声时间9min、离心机转速8 000r/min和离心时间10min的条件下,声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液的脱油率达81.78%。     

声化破乳-离心分离处理废弃油基钻井液实验研究

利用声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液,考察破乳剂加量、加热温度、超声时间和离心机转速对脱油率的影响。通过实验确定了破乳效果最好的破乳剂是BASF-L62。运用单因素实验和正交实验对声化破乳-离心分离处理废弃油基钻井液的影响因素进行了研究。实验结果表明:在加热时间20min、破乳剂加量200mg/L、加热温度70℃、超声时间9min、离心机转速8 000r/min和离心时间10min的条件下,声化破乳-离心分离法处理废弃油基钻井液的脱油率达81.78%。     

仿油基钻井液技术的研究

油基钻井液因应用上的缺点使其推广受到限制,改性水基钻井液和合成基钻井液是油基钻井液的主要替代品,其中更应大力发展合成基钻井液技术。文章详细介绍了合成基钻井液的分类、适用范围、存在的主要问题,概括了合成基钻井液良好的特性,此外还介绍了目前常用的2种改性水基钻井液。     

溶剂萃取法和化学破乳法处理废弃油基钻井液实验研究

废弃油基钻井液在油田开采过程中产生,对环境影响极大。本文采用溶剂萃取法和化学破乳法对其进行了处理比较,结果表明:对于溶剂萃取法,以石油醚(60-90℃)作为萃取剂,萃取比1:2,萃取温度30℃,萃取时间20 min,离心转速3000 r/min,离心时间10 min时,除油率为88.01%;而对于化学破乳法,以L62作为破乳剂,二甲苯作为破乳剂溶剂,破乳剂加量300 mg/L,破乳助剂X-JLC加量2000 mg/L,X-JBM加量30 mg/L,破乳温度80℃,破乳时间3 h,离心转速8000 r/min,离心时间25 min时除油率为72.55%。表明溶剂萃取法除油效果远高于化学破乳法,脱除油的油质优于化学破乳法,处理条件更易实现,但对设备密闭性要求较高,且处理费用较高。     

基于Pickering乳液的油基钻井液

Pickering乳液通过颗粒在油水界面吸附,形成稳定界面膜防止水滴聚并,能够提高油基钻井液的稳定性。然而,关于Pickering乳液油基钻井液的研究,忽略了油相中水滴和无机亲水颗粒间相互作用,均未考虑配浆时加入的氢氧化钙、加重剂以及地层中进入的劣质固相等无机颗粒对乳液中水滴存在形式的影响。因此,向W/O型Pickering乳液中加入氢氧化钙、重晶石和不同水化程度高岭土颗粒,通过宏观沉降实验和显微镜图像证明水滴与颗粒结合,以结合水形式存在,导致颗粒聚集;通过激光共聚焦显微镜和低温差示扫描量热对结合水进行表征。通过添加分散剂可以促进结合水颗粒的分散,提高钻井液体系的稳定性。基于W/O型Pickering乳液的油基钻井液不是油包水乳液,而是结合水颗粒在油相中适度分散的体系。此外,配制低密度油基钻井液模型体系,并调控体系的流变性能,实现低温恒流变。     

油基钻井液配制剂研究

针对页岩油气钻井用油基钻井液体系配方优选困难、需要处理剂的种类繁多、不同处理剂间相互配伍性差、主要性能调控难度大、现场配制工艺复杂及成本高等问题,研制了一种新型油基钻井液配制剂,该配制剂具有多种官能团,能满足油基钻井液配制的需要和现场施工性能要求.用该配制剂配制油基钻井液的工艺简单,性能指标易调控.当需要提高黏度时,可以加大油基钻井液配制剂的加量或适当提高盐水加量;当需要降低滤失量时,应增加油基钻井液配制剂的加量或添加乳化沥青等;增加矿物油的加量能降低油基钻井液的黏度;减少盐水的加量,提高破乳电压值.油基钻井液配制剂便于存放,具有较好的封堵性能.     

Pickering乳液在油基钻井液中的应用

Pickering乳液以其较高的聚并稳定性、多样性、可调控性、低成本、低毒性和生物兼容性等优势,广泛应用于生物医学、食品和化妆品等领域。近年来,Pickering乳液在石油行业的应用备受关注。分析了Pickering乳液的稳定机理与其相较于传统乳液的优势;探究了影响Pickering乳液稳定性的诸多因素及调控方式;最后综述了近年来国内外Pickering乳液在钻井和驱油方面的应用,并对Pickering乳液在石油行业中的发展前景进行了展望。      

亲油活化重晶石可改善油基解卡液的动力稳定性与流变性

实验评价了SE-1型亲油活化重晶石对油基解卡液动力稳定性与流变性的影响。结果表明,亲油重晶石与普通重晶石相比具有以下优点:在油基液中的悬浮性明显改善;解卡液粘度略有上升,动切力与静切力明显提高;原浆经80℃、16h老化后切力不但没有下降反而增大;老化浆上下密度差比普通重晶石老化浆减小50％以上.亲油重晶石能明显改善油基液的动力稳定性与流变性,且在白油基解卡液中的效果更好。     

低毒性油基钻井液的使用

西江２４－３－Ａ１４大位移井的摩阻与扭矩、井眼稳定性及井眼清洁是钻井成功与否的关键因素。该井选用了Ｖｅｒｓａ Ｃｌｅａｎ低毒性油基钻井液及高效率的固控设施。该名井液具有润滑性好，对泥岩抑制性强，滤失性好，在低剪率下具有较高粘度等特点，对该井的钻井成功起到了关键的作用。文中介绍该钻井液的配方和使用该钻井液在降低摩阻与扭矩、保持井眼稳定性和井眼清洁方面的措施和体会。     

高温高密度油基钻井液处理剂性能研究

介绍了一套适用于南海莺琼盆地的高温高密度油基钻井液体系，对其中各种处理剂对体系性能的影响进行了研究。结果表明，所研究的高温高密度油基钻井液体系及其处理剂不仅具有较好的高温稳定性，而且在高达2．3g／cm^3的密度下体系的流变性稳定．满足钻井工程的需要。     

环保型全油基生物油钻井液的室内研究

为适应非常规页岩气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差、成本高的问题,选用低毒环保且可再生的生物柴油作为基础油,研制出一种环保型全油基生物油钻完井液体系。给出了体系配方并对该体系的主要性能进行了室内评价。室内实验结果表明,环保型全油基生物油钻井液体系不含水,具有电稳定性好、塑性黏度低、滤失量小等特点,且具有抗温、抗钻屑、抗盐水污染性以及抑制性强的优点,对储层保护效果也较好,满足非常规页岩气开发安全钻井和环境保护的要求。     

植物油全油基钻井液研究

植物油的主要成分是脂肪酸甘油酯,化学活性强,其油基钻井液的配套处理剂需重新研究。通过分析4 种有机土在植物油中的90 min 和4 h 成胶情况及其对植物油基钻井液性能的影响,对有机土进行了优选;自行研制了新型乳化剂和降滤失剂,并与其他产品进行了对比评价。由植物油水解产物高级脂肪酸混合物和具有多反应节点的多元醇在一定条件下反应,合成一种乳化剂,其乳化效率高,抑制水解效果好,热滚前后流变性较好,综合性能较好。自制一种液体降滤失剂,其主要成分是大分子胶团化合物和腐植酸酰胺,具有较好的降滤失效果,且能明显改善动塑比,提高乳液稳定性,而且已经实现工业化生产。经过大量性能评价实验及正交实验,形成了一套抗150 ℃高温的植物油全油基钻井液,其配方为:基液（（植物油∶20%CaCl₂）=95∶5）+ 3% 乳化剂+2% 有机土+4% 降滤失剂+1%CaO+ 重晶石。通过抗污染实验证明,该体系有很好的抗水、土和石膏污染能力,能够满足现场应用需求,具有很好的应用前景。