润滑脂流变特性的研究——润滑脂的触变性及触变理论

用锥入度试验测定了润滑脂的触变性。假定润滑脂中存在两种流动单元：牛顿单元（非缠结分子）和非牛顿单元（缠结分子），在剪切应力下非牛顿单元转化成牛顿单元，一定条件下转化达到动态平衡，由此建立润滑脂的触变方程。定量地描述了润滑脂的触变性。     

触变水泥浆体系研究综述

简述了触变性及触变作用机理,以及形成触变结构的几种方式;对国内外触变水泥浆体系进行了归纳总结,并对其优缺点进行了分析;对水泥浆触变性评价方法进行了简单介绍;指出了触变水泥浆体系存在的问题及发展趋势。     

六参数含蜡原油触变模型

含蜡原油在较低温度下具有典型的触变特征,触变模型是含蜡原油输送管道再启动数值模拟的基础。在分析现有触变模型的基础上,结合含蜡原油的特性以及悬浮体系流变学的相关理论,提出了一个适用于含蜡原油的包含6个参数的黏塑性触变模型,并利用基于剪切率阶跃方法测试的触变数据对该模型进行了检验。结果表明,该模型对触变数据的拟合效果优于目前常用的包含8个参数的Houska模型,与12个参数的双结构参数模型相当。与Houska模型和双结构参数模型相比,所提出的六参数模型因拟合参数少且状态方程形式较为简单,通过优化算法拟合确定的触变参数定性上更为合理,更适用于含蜡原油管道停输再启动数值模拟。     

触变水泥配方及性能研究

以三乙醇胺钛和混合金属层状氢氧化物为主触变剂，改性纤维素＋磺化醛酮缩合物（商品减阻剂）为触变剂，加入降失水剂、早强剂、缓凝剂或促凝剂，用Ｇ级油井水泥配制出了两个触变水泥体系：ＴＣ－１１ＳＲ和ＴＣ－２１ＳＡ，用滞后环法和台阶法研究了两个体系的触变性，考察了两个体系的各项常规性能。ＴＣ－１１ＳＲ的触变性较强，室温、０．７ＭＰａ和７５℃、７ＭＰａ失水量均符合要求，７５℃、２４ｈ抗压强度为１１．９ＭＰａ。ＴＣ－２１ＳＡ的触变性很强，７５℃、２４ｈ抗压强度达１５．３ＭＰａ，但失水量大。对触变水泥作了扼要综述。简述了触变剂的作用机理。     

纳米SiO2复合润滑脂流体的触变效应

以10~50 nm SiO₂制备了分别以二甲基硅油、NBR硅油以及PAO-40为基础油的复合润滑脂,考察了其流变与触变性。采用Casson模型,拟合所得到的复合润滑脂流变曲线表明,纳米SiO₂的比表面积越小,所制备的复合润滑脂的屈服应力和表观黏度越大。比表面积大的纳米SiO₂制备的复合润滑脂易形成均相非触变流体,升高温度将会显著诱导负触变环的产生,从而降低润滑脂稳定性。在高剪切速率时,在3种制备的复合润滑脂中,纳米SiO₂-二甲基硅油复合润滑脂的黏温性能最佳。这种复合润滑脂独特的触变效应是由其内部SiO₂纳米粒子絮状微结构和黏滞运动所造成。     

不同拟薄水铝石胶溶体系的触变性比较

采用经典的滞后环方法和恒剪切速率方法分别考察了山东工业拟薄水铝石(SD)和实验室自制拟薄水铝石(TY)胶溶所形成的浓水溶性悬浮体系的触变性。在相同的剪切条件下，TY体系表现出剪切稀释行为，呈现正触变性；而SD体系表现出剪切增稠行为，呈现负触变性。由于SD中含有微量偏铝酸钠，产生的粒子内作用力形成类凝胶态。使它具有负触变性。在固含量和酸铝比相近的情况下，SD和TY两体系的表观粘度和剪切应力的明显差异是由于二者的粒子分布不同造成的。     

基于滞回环的含蜡原油触变模型评价

触变性是含蜡原油的一个重要流变特性,对输油管道停输再启动过程的水力特性及安全性至关重要。通过实验,研究了4种含蜡原油在剪切速率先呈线性增大后呈线性减小这一循环加载条件下的滞回环特性。利用最小二乘原理,分别对剪切速率循环一次得到的单一滞回环和剪切速率变化率不同的多个循环得到的多个滞回环进行了拟合。用平均偏差作为统计指标,对8个触变模型进行了评价。结果表明,基于Cheng的含蜡油品中存在完全可逆和完全不可逆两类结构,在Houska模型的基础上建立的模型最适合于描述含蜡原油的滞回环特性。     

一种改性淀粉的合成及性能评价

以玉米淀粉为原料,通过酸化、醚化、交联等改性反应合成了一种交联醚化淀粉(CM-St)。考察淀粉、氯乙酸、氢氧化钠、交联剂的含量、反应时间和反应温度对表观粘度的影响。通过正交验证,得到了合成关键工艺参数(既原料用量,时间及温度的最佳控制值)。最佳控制值下合成的交联醚化淀粉1%水溶液的表观粘度为49 m Pa·s。测定了剪切速率对CM-St糊液流变性能的影响及考察了糊液的触变性。同时,对CM-St处理钻井液的性能进行了较为详细的研究。实验结果表明,随着高粘度CM-St加量增加,钻井液的表观粘度增大,滤失量减小。     

钻井液触变性评价方法的合理性探索

目前评价钻井液触变性的方法有静切力法、浮筒切力计法、滞后环法、滞后总能量法以及储能摸量法，它们都或多或少地存在着一定的局限性。选用聚磺、聚合物以及三磺钻井液体系，通过实验验证了目前通用的评价钻井液触变性的方法——静切力法的合理性，考察了热历史和静置时间对钻井液静切力的影响。研究结果表明：钻井液体系经热处理后，其静切力都有不同程度的降低，并在钻井液结构恢复的过程中保持这一特性，但最终的啦变性变化不大。单从触变性这一角度出发，钻井液受热历史的影响不大；在40min以内随静置时问的延长，3种钻井液体系的静切力一直增加，且还有进一步增大的趋势，在静切力曲线上有两个急剧增加的阶段，第二个急剧增加阶段一般出现在10min之后，因此10min时的静切力无法真实地反映钻井液最终切力的大小，现行静切力法不能真实地评价钻井液的触变性。     

水泥浆触变性评价新方法的试验研究

分析了利用水泥浆触变性能解决现场问题的本质,在此基础上提出了采用静胶凝强度发展速率以及剪切前后胶凝强度差值来评价水泥浆触变性的新方法,并对其进行了试验研究.研究表明,采用静胶凝强度发展速率与剪切前后胶凝强度差值,能够比较直观地反映水泥浆触变性能的优劣,水泥浆的静胶凝强度发展速率越快,剪切前后胶凝强度变化越大,说明水泥浆触变性能越好;反之,水泥浆触变性能越差.利用新方法对水泥浆触变性能进行评价,得到的试验结果与现行的滞后环总能量法的结果是一致的.     

水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。     

触变型堵剂GX—I封堵大孔道技术的研究及应用

用一种工业无机胶结材料、固化剂（混合无机盐溶液）及触变性调节剂（复合无机物）配制成了具有明显触变性的堵剂浆液GX－I。详细考察了各个组份的用量对浆液初凝时间、触变性（以浆液静切力G10s和G10min表示）、流变性及固结体抗压强度的影响。得到了分别适用于封堵低温井大孔道、裂缝及封堵水泥环以上套漏（无机材料用量以水灰比表示W／C＝0.44-0.5),封堵较高井温油井出水层（W／C＝0．67－1．0）,水井调剖（W／C＝1．2－1．4）的GX－I堵剂。给出了可用于60－90℃、初凝时间为6－10小时的3个基本配方。用这3个配方堵剂浆液堵岩心,堵塞率＞97％。简要介绍了中原油田11口井使用GX－I堵剂的良好效果,包括层间封窜2口,堵套漏1口,油井堵水3口,注水井分层调剖5口,详细分析了封堵1口注水井管外窜槽情况。     

水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。     

TC-1触变水泥堵漏剂的研制与应用

根据胜坨油田浅层套漏井和套窜井逐年增多的实际情况,结合套漏井封堵的具体特点,研制开发了TC-1触变水泥堵漏剂,确定了该堵漏剂的最佳配方：TC-1触变剂3％～5％,早强剂2％～4％。TC-1触变水泥堵漏剂在封堵套管漏失和漏失井的打塞作业上,取得了较好的应用效果。     

一种新型热触变流体的性能研究

常规聚合物驱油剂在高温高盐条件下粘度损失严重,严重影响了高温高盐油藏聚合物驱油效果,为了探索具有较高增粘性能的耐温抗盐驱油剂,对一种新型热触变流体的性能进行了室内研究。首先利用质量分数为2％的氯化钠水溶液配制热触变流体,然后利用DV-Ⅲ旋转粘度计考察了90℃条件下该流体的增粘性能及热稳定性,利用NCR300流变仪考察了其流变性能,并记录溶液的外观变化。结果表明,热触变流体初始粘度很低,但随着高温老化时间的延长,粘度逐渐增大,表现出很好的高温增粘性,该热触变流体的粘度受剪切作用影响不大,表现出一定的牛顿流体特性,流体的粘性模量远大于弹性模量。将热触变流体与HPAM进行复配,流体既获得了较高的初始粘度,又维持了粘度的长期热稳定性,并且表现出一定的粘弹特性。该类热触变流体在高温高盐油藏通过增大驱替液粘度达到扩大驱替液波及体积的目的,因而在提高原油采收率方面可能具有较好的应用前景。     

触变型堵剂GX-Ⅰ封堵大孔道技术的研究及应用

用一种工业无机胶结材料、固化剂(混合无机盐溶液)及触变性调节剂(复合无机物)配制成了具有明显触变性的堵剂浆液GX-Ⅰ.详细考察了各个组份的用量对浆液初凝时间、触变性(以浆液静切力G10s和G10min表示)、流变性及固结体抗压强度的影响.得到了分别适用于封堵低温井大孔道、裂缝及封堵水泥环以上套漏(无机材料用量以水灰比表示W/C=0.44-0.5),封堵较高井温油井出水层(W/C=0.67- 1. 0),水井调剖(W/C=1.2-1.4)的GX-Ⅰ堵剂.给出了可用于60-90℃、初凝时间为6-10小时的3个基本配方.用这3个配方堵剂浆液封堵岩心,堵塞率＞97%.简要介绍了中原油田11 口井使用GX-Ⅰ堵剂的良好效果,包括层间封窜2口,堵套漏1口,油井堵水3口,注水井分层调剖5口,详细介绍了封堵1口注水井管外窜槽情况.     

钻井液静切力与静置时间关系的触变方程

根据钻井液静切力与静置时间关系的特点,选用了各参数具有明确物理意义的触变方程,并给出了方程中各参数的计算方法。方程计算值与实验测得值的对比结果表明,所选用的触变方程可以较好地描述钻井液静切力与静置时间的关系。     

基于灰色模糊评价与变权理论的采空区管道风险评估

在采空区管道风险评估过程中,为有效降低评估指标模糊性、不确定性对评价结果准确度的影响,提出了一种基于灰色模糊理论与变权理论相结合的采空区管道风险评估方法。首先,基于煤矿采空区与管道的设计、运行以及维护的实际情况,从灾害发生、灾害防治、管道失效、管道防护、灾害后果5个方面建立采空区管道的风险评估指标体系;再依据变权重理论,结合各个因素取值状况,动态调整其权重值,以保证各评估指标的均衡性;最后,针对各个指标信息的模糊性和灰色性,以隶属度表征指标信息外延不明确的特征,同时利用点灰度描述信息内涵不明确的现象。以此建立灰色模糊综合评价模型,对采空区管道的风险水平进行综合评估。实例分析表明,采空区管道风险评估方法得出的结果客观、准确,验证了该方法的可行性。