关于钻井液用磺化沥青FT-1产品技术指标的探讨

通过对制备出的不同磺化程度磺化沥青的各项质量技术指标进行检测分析,认为质量技术指标符合要求的磺化沥青FT-1产品降高温高压滤失量效果不好且加量大时容易出现钻井液起泡的主要原因是,沥青磺化度过高,产品主要质量技术指标制定得不合理,主要表现为磺酸钠基含量、水溶物含量、高温高压滤失量指标过大,油溶物含量指标过小。通过对磺化沥青、沥青类钻井液处理剂作用机理的分析,在大量室内实验资料的基础上,提出了对磺化沥青FT-1质量技术指标的修改意见。     

磺化沥青的研制

一、前言沥青的深度加工和利用,是石油化工有待于大力开发的一个重要领域。现已知沥青通过硝化、磺化等化工工艺过程可制得化学泥浆处理剂、活性炭等一系列化工产品。磺化沥青为沥青的磺化制品。其主要成分为沥青磺酸钠及少最的沥青酚盐,无机物和氰化沥青。磺化沥青的研制在国内未见报道,国外的文献资料也很少见。磺化沥青是一种性能好、成本低的新型泥浆处理剂。尤其对破碎型岩层具有显著的稳定作用。磺化沥青的水溶性成分是带负离子基的大分子。它进入泥浆后,吸附在带正电荷的泥     

钻井液用仿磺化沥青防塌剂的性能与作用机理

本文报道的仿磺化沥青,为环氧乙烷、环氧丙烷共聚物在碱性条件下与一种天然大分子反应的产物,含磺酸物30%,油溶物40%,水溶物70%。在4%膨润土浆中加入2%仿磺化沥青或磺化沥青FT1(对比剂)制成实验浆液,用以测定封堵性和抑制性。将实验浆液加热至50℃,搅拌后测API滤失量(分别为26和19 mL)得到滤饼,通过水洗后的滤饼在0.7 MPa下测定4%CMC水溶液的滤失,前者略大于后者,30 min滤失量分别为8.9和8.0mL,表明仿磺化沥青的封堵性与磺化沥青相近,但受温度影响较大,在室温下较差。与磺化沥青相比,在仿磺化沥青浆液中,粘土压片前6 h的膨胀高度略大,在6~24 h略小,即仿磺化沥青与磺化沥青的抑制性相仿。二者防塌机理相近,不同处是:仿磺化沥青的水溶组分在浊点以上温度下从水溶液中析出,形成胶束粒子,产生封堵作用;其聚醚分子链通过氢键吸附,形成半渗透保护膜。仿磺化沥青无毒,2%悬浮液的EC50值大于1×104mg/L;不含生荧光基团,故无荧光。图2参13。     

以石蜡裂解α-烯烃为原料合成α-烯基磺酸盐表面活性剂

以兰州石油化工公司石蜡裂解α-烯烃（AO）为原料,以发烟硫酸为磺化剂,制备了α-烯基磺酸盐（AOS）。确定了最佳磺化工艺：n（S03）：n（AO）=1．3：3,m（稀释剂）：m（AO）=2：l,磺化温度≤6℃,考察了原料AO精制处理前后的主要组分含量,测定了AOS的质量指标,并考察了其使用性能。实验结果表明,采用石蜡裂解AO为原料可以生产AOS,其产品与市售AOS（采用乙烯齐聚α-烯烃合成）相比较,色泽深、未磺化物含量高,但产品具有与市售AOS相当的溶液表面张力,且发泡性能优于市售AOS。     

阳离子乳化沥青化学破乳试验研究

以丁二酸二辛酯磺酸钠为破乳剂对阳离子乳化沥青试样进行了破乳性试验,分别考察了乳化沥青中乳化剂含量和破乳剂浓度对破乳度的影响。结果表明,阳离子乳化沥青的破乳度与乳化剂的种类和用量以及丁二酸二辛酯磺酸钠的浓度有关,乳化沥青中乳化剂含量越高其化学稳定性越好。丁二酸二辛酯磺酸钠的浓度越大,乳化沥青破乳越多;在丁二酸二辛酯磺酸钠浓度相同下,多氨基酰胺基阳离子乳化沥青的破乳度小于季铵盐类阳离子乳化剂乳化沥青。     

石油磺酸钠的合成及性能研究

介绍了以发烟硫酸为磺化剂制备石油磺酸钠的合成方法，考察了酸油比、磺化温度、磺化时间、碱浓度、中和温度等因素，得出最佳合成工艺条件；同时在最佳实验条件下，对其有效物含量、界面张力等性能作了较为全面的研究。     

石蜡基减压渣油直接催化裂化工艺的实践与探讨

石蜡基减压渣油（减渣）具有氢及饱和烃含量较高和硫、重金属及沥青质含量较低的特点。其直接催化裂化产品分布理想，工业试验表明汽油产率可达50％，无特殊环保问题。技术经济分析表明，当生产轻质燃料时，石蜡基减渣直接催化裂化工艺优于延迟焦化-催化裂化和溶剂脱沥青-催化裂化等传统的减渣加工组合工艺。     

高软化点沥青制备水基钻井液处理剂的研究

以高软化点沥青为原料,采用液相磺化反应工艺,考察了磺化分散剂种类、磺化剂用量、磺化剂浓度及原料性质对磺化产物性质的影响。结果发现:随着磺化剂用量的增加,磺化产物的水溶性增加,油溶性降低;随着磺化剂浓度增加,磺化产物的水溶性增加,油溶性降低;随着原料沥青软化点升高,磺化产物的水溶性降低,油溶性增大;四氯化碳对高软化点沥青溶解性好,适合作为高软化点沥青磺化时的分散剂。在优化工艺条件下,制备的高软化点沥青钻井液处理剂能够大幅降低基浆的高温高压滤失量。     

磺基琥珀酸双十八油酯钠的合成

研究在氮气保护下采用非外加相转移催化剂经酯化和磺化合成磺基琥珀酸双十八油酯磺酸钠的新方法。通过正交实验，确定了较佳的酯化反应条件为：醇酐摩尔比2．20：1，反应时间2．5h，反应温度150℃，催化剂用量1％，酯化率控制在95％左右；较佳的磺化反应条件为：磺化剂亚硫酸氢钠与顺酐的摩尔比1．05：1，水与双酯的质量比0．8：1，反应时间2．5h，反应温度140℃，磺化率80％左右。并测定了产品的熔点、表面张力，用红外光谱对化合物的结构进行了表征。     

原料沥青对磺化沥青产品性能的影响

测定了常用５种制造磺化沥青的原料沥青的族组成及软化点，在不同条件下进行磺化，制得理化性能和降滤失性能不同的一系列磺化沥青产品，系统地研究的沥青的组成、软化点，碘化剂用量对磺化沥青理化性能和降滤失性能的影响，提出了原料沥青的合理族组成和最佳磺化条件。     

高固含量磺酸型水性聚氨酯的合成及工艺研究

实验以异佛尔酮二异氰酸酯、聚己二酸丁二醇酯、聚四氢呋喃二醇为原料,以2,2-二羟甲基丙酸(DM-PA)和磺酸盐(HSJ)为亲水扩链剂,以自乳化和外乳化相结合的方法合成阴离子型高固含水性聚氨酯乳液.考察了异氰酸酯基与羟基摩尔比(R值)、n(聚酯)∶n(聚醚OH)、DMPA、HSJ和外乳化剂用量对乳液性能的影响.结果表明:...     

新型非磺化环保低摩阻钻井液

深井、超深井钻探普遍采用耐温性较好的聚磺钻井液,其中磺化褐煤等磺化材料具有生物毒性、可降解性差,导致聚磺钻井液处理难度大、成本高。推荐了一套适用性强的钻井液环保性能评价标准,测试了聚磺钻井液及其主要处理剂的环保性能。以抗高温环保降滤失剂、流型调节剂代替传统磺化材料;以树枝状聚合物封堵抑制剂、纳微米封堵剂等代替磺化沥青、乳化沥青;以环保润滑剂替代原油,研发了一种新型非磺化环保低摩阻钻井液,并在塔河TK4120井进行了试验应用。结果表明,现场聚磺钻井液样本呈现中等毒性、较难生物降解、部分重金属含量超标,主要是磺化材料及原油生物降解性差和具有毒性所导致。非磺化环保低摩阻钻井液具有较强的抑制、封堵防塌及润滑性能,无毒,易生物降解。现场应用表明,该体系性能稳定,具有较强的抗温性,防塌能力强,润滑性能好,易塌地层平均井径扩大率仅为4.39%,4209 m长裸眼电测、下套管一次成功,取得了较好的应用效果。      

磺化-离子交换树脂法测定重烷基苯平均相对分子质量

介绍了一种重烷基苯平均相对分子质量的分析方法。重烷基苯在（55±1）℃用20％发烟硫酸进行磺化,磺化产物中和后用阴阳离子交换树脂进行吸附,根据吸附的结果计算出重烷基苯的可磺化物含量,再用海明溶液滴定磺化生成的重烷基苯磺酸盐,根据海明溶液的消耗量计算出重烷基苯的平均相对分子质量。结果表明,该法简单、快速、安全可靠,可用于重烷基苯平均相对分子质量的测定。     

新型屏蔽暂堵剂ZDJ室内性能评价

针对传统保护油气层技术和弹性体屏蔽剂的不足,合成了一种具有壳核结构的新型屏蔽暂堵剂ZDJ,该屏蔽暂堵剂利用其可变形特点嵌入孔喉表面,起到保护油气层作用,不需要其粒径与地层孔喉直径及分布准确匹配。新型屏蔽暂堵剂由一定量的AM、AMPS、DMC、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和无机试剂A,通过自由基聚合法合成,中间黑色部分为刚性核,边缘透明部分为弹性体。其性能评价结果表明,当无机试剂A质量分数为50%时,ZDJ封堵性能最佳;0.5% ZDJ的砂层侵入深度为2.3~5.9 cm,API滤失量为8.5 mL;将ZDJ、磺化沥青和LV-CMC进行复配,当3者比例为4.5:1.5:1.0时,钻井液封堵性和降滤失性达到最佳,1.0%复配体系的砂层侵入深度为0.6~2.7 cm,API滤失量为6.1mL,200×10-3~300×10-3 μm2人造岩心渗透率暂堵率为99.2%,渗透率恢复率为99.3%;说明ZDJ、磺化沥青和LV-CMC具有较好的协同增效作用,能有效阻止钻井液流体和固相颗粒侵入油气储层孔隙,到达保护油气储层目的。      

天然气互换性判别方法研究

超深井多选用高密度饱和盐水磺化钻井液体系,本研究引入高浓度甲酸钾溶液作为钻井液基液,有效减少高密度钻井液固相含量,提高钻井液及关键处理剂的热稳定性,同时加快超深井深部巨厚盐岩层钻井速度、减缓钻具腐蚀,充分发挥甲酸盐钻井液良好的抑制性和泥饼质量,低环空压耗等优势。讨论了重晶石在甲酸钾溶液中的溶解性以及甲酸钾溶液的抗盐抗钙污染能力,研究结果表明,重晶石在甲酸钾溶液中几乎不溶,所以在饱和盐水磺化钻井液中可用30%-70%（w）甲酸盐溶液提高基液密度,然后采用重晶石进行加重是可行的。此外,氯化钠和石膏在甲酸盐溶液中的溶解度均有不同程度的降低,可用于进一步提高磺化钻井液的抗盐抗钙污染能力。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。     

ZQ2井盐膏层高密度欠饱和盐水聚磺钻井液技术

ZQ2是库车凹陷秋里塔格构造中秋2号构造的一口预探井,吉迪克组～库姆格列木群泥岩段（N1j2 ～ E_1-2km1）盐膏层埋藏深度在4545～5827 m,地层特性膏盐层段长、石膏含量高、压力系数高、盐间软泥岩欠压实高含泥质高含水与软黏特性、φ333.375 mm大尺寸井眼,原设计为油基钻井液,后更改为水基钻井液,且井深结构更改为高低压层套打,对水基钻井液技术提出了较高要求。针对地层特性通过改变传统钻井液体系思路引入烯丙基磺酸钠四元共聚物降滤失剂MYK、改性植物胶包被抑制剂NXX、国内首次在欠饱和盐水体系中引入有机盐Weigh2对传统的欠饱和盐水磺化钻井液进行改造升级为聚磺高密度欠饱和盐水钻井液,在实钻过程中表现出包被抑制性强、抗盐膏污染能力强、性能稳定、维护简单、岩屑代表性强,流变性控制优于邻井欠饱和盐水磺化钻井液,在ZQ2井该段盐膏层取得了良好效果,解决了传统欠饱和盐水磺化体系因使用稀释剂致强分散、强依赖性而出现“加～放～加、增黏～降黏～增黏”难题,实现了该层位盐膏层及软泥岩安全快速钻进、井壁稳定、井下安全,电测、下套管一次性成功,为该区块优化井身结构奠定了基础。      

Prediction of asphaltene precipitation from n-alkane diluted crude oil by using PC-SAFT equation of state

The precipitation tendency of heavy organics such as asphaltene has posed great challenges for petroleum industry, and thus study of asphaltene precipitation amount and formation conditions seems to be necessary. One of the most common approaches for prediction of asphaltene precipitation is using thermodynamic models. In this study a PC-SAFT equation of state (EOS) is used to predict asphaltene precipitation in two Iranian dead oil samples. Asphaltene content is obtained by filtration method of the oil samples diluted with specific concentrations of different normal alkanes. Also liquid-liquid equilibrium is used for characterization of oil sample into one heavy phase (asphaltene) and another light phase (saturates, aromatics, and resin). Calculations show that the developed model is highly sensitive to interaction parameter between oil fractions. Prediction results were improved due to using Chueh-Prausnitz equation. The results indicate good potential of PC-SAFT EOS in the prediction of asphaltene precipitation in crude oil samples diluted with different normal alkanes. The model error is <5% and the model precision is increased by reducing the number of normal alkane carbons.     

表面活性剂对渣油胶体性质影响的初步研究

 摘要：以轮古常压渣油（LGAR）为原料，分别加入不同质量分数的表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）、十六烷基－三甲基溴化铵（CTAB）和油酸（Oleic acid），考察了它们对LGAR的 80℃运动粘度、体系胶体稳定性、四组分含量及数均相对分子质量的影响。实验结果表明，随着加入的SDS质量分数的增加， LGAR的 80℃运动粘度先减小后增大，在0.7%时达到最小值，体系胶体稳定性增强，沥青质的含量和数均相对分子质量的变化与80℃运动粘度变化规律一致；随着加入的油酸质量分数的增加， LGAR 80℃运动粘度持续下降，体系胶体稳定性增强，芳香分含量增加，沥青质含量和数均相对分子质量持续下降；随着加入的CTAB质量分数的增加， LGAR的 80℃运动粘度增加，体系胶体稳定性减弱，组分分布有所变化，但无明显变化规律。因此，SDS和油酸对渣油有较好的降粘作用，是较好的沥青质稳定剂；而CTAB不能降低LGAR粘度，对渣油胶体体系无明显的稳定作用。     

渣油中胶质和沥青质的定量关联分析

利用多元回归法得到了渣油的胶质含量、沥青质含量与其残炭、(镍+钒)含量、硫含量、氮含量的关联关系。结果表明：沥青质含量与残炭和(镍+钒)含量具有较好的定量关联关系;胶质含量与残炭和氮含量的定量关系较明显;利用关联关系得到的胶质含量和沥青质含量与采用RIPP 10—1990《重油四组分的测定氧化铝吸附法》测得的结果较为接近,相关系数大于0.9。