油水比对油基钻井液性能的影响研究

为获得适合页岩气水平井的低油水比下性能优良的油基钻井液,利用Turbiscan Lab型分散稳定性分析仪研究了油水比对油包水乳状液的粒径及稳定性的影响,考察了油水比对油基钻井液性能的影响。研究结果表明,油水比由90∶10降至60∶40时,油包水乳状液的平均粒径由5.65μm增至8.21μm;随着油水比降低,乳状液的背散射光强度值变化幅度逐渐增大,油包水乳状液稳定性变差。在处理剂加量不变的条件下,油水比由90∶10降至60∶40,热滚后的油基钻井液的塑性黏度由16 m Pa·s增至55 m Pa·s,动切力由7 Pa增至30 Pa,破乳电压由1211 V降至303 V。通过提高乳化剂加量、降低有机土加量在低油水比条件下获得了性能优良的油基钻井液,并成功用于焦页54-3HF、焦页25-2HF、焦页54-1HF等多口井的现场施工。     

分流比对油水分离旋流器基本性能的影响

为了探讨分流比对油水分离旋流器基本性能的影响程度 ,描述了旋流器的分离效率、压力降和分流比等重要参数。通过分流比对分离效率以及分流比对压力降影响的试验与讨论 ,认为随着分流比F的增大 ,分离效率Ec 也逐渐增大 ,但当F上升至 2 0 %时 ,Ec 不再上升 ,F过大 ,Ec 反而下降 ,削弱了旋流器的工作性能 ;分流比F对溢流压降Δpio影响较显著 ,而对底流压降Δpiu影响不大 ,其中溢流压降Δpio随F的增加而增加 ,底流压降Δpiu存在随F的增加而下降的微小趋势。在操作中应综合考虑分离要求和经济性 ,从而确定最佳分流比Fc。     

2-巯基苯并噻唑衍生物摩擦学性能的研究

合成了S—(1—(2—苯并噻唑基巯基)—2—羟基)—丙基N，N—二烷基二硫代氨基甲酸酯和S—(1—(2—苯并噻唑基巯基)—2—乙酰基)—丙基N，N—二烷基二硫代氨基甲酸酯两种化合物。运用IR、MS、HNMR和元素分析等分析方法对其结构进行表征。用四球试验、HQ—l环块试验分别考察了其对润滑油的极压承载能力及抗磨减摩性能的影响。结果表明：在350SN中性油中添加所合成的化合物后可以显著降低四球长磨后磨斑直径、有效地降低摩擦副之间的摩擦系数，拥有优良的摩擦学性能。     

油水粘度比对含水率的测试结论的影响研究

针对很多井测试得到的是水井,生产后是油井的情况,研究了油水粘度比对含水率测试结果的影响。根据测试管柱的结构进行分析,建立了相应的数学模型。计算了不同原油粘度下测试管柱入口端与出口端含水率的差别,得出测试器中的油水比不同于地层的油水比、测试得到的含水率值一般要高于地层的真实含水率值的结论。     

X70输送管和J55套管的CO2腐蚀

对浸泡在含ＣＯ_２的盐水中的两种Ｘ７０输送管、两种Ｊ５５套管的母材及焊缝试样的腐蚀行为进行了测试分析。结果表明，ＣＯ_２使钢的腐蚀速度、点蚀倾向和缝隙腐蚀倾向增加，而增加的幅度则受到钢的成分、显微组织等冶金因素的影响。     

不同油水比油基钻井液滤失性能的影响因素

为了揭示油基钻井液侵入地层后对钻井液滤失性的影响,通过调整油水比来模拟地层水侵入钻井液的体系,研究了有机土、降滤失剂(磺化沥青、氧化沥青、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物降滤失剂、有机胺改性腐殖酸及其复配)和温度对钻井液体系滤失性的影响,用显微镜观察了加入有机土前后不同油水比钻井液的微观形貌。结果表明,随着油水比的降低,钻井液高温高压滤失量呈降低趋势;有机土和降滤失剂均会降低钻井液的高温高压滤失量,降滤失剂复配后的降滤失效果好于单一降滤失剂,其中聚合物类和沥青类复配降滤失剂的降滤失效果最好;随着温度的升高,钻井液的高温高压滤失量逐渐增大;比较加入有机土前后不同油水比钻井液的微观形貌可见,随着油水比的降低,有机土在油基钻井液体系中作为悬浮剂和增黏剂的降滤失效果愈加明显。通过合理选择降滤失剂及有机土种类和加量可以有效调节油基钻井液的高温高压滤失量。     

纳米TiO2对铜板带轧制乳化液摩擦学性能的影响

通过四球摩擦磨损试验和铜板带冷轧试验,对含纳米TiO 2添加剂的冷轧乳化液和未添加纳米添加剂的传统乳化液的摩擦学性能进行对比试验。结果表明：含纳米TiO2添加剂的轧制乳化液与传统轧制乳化液相比,减摩性能和极压性能均有所改善;在铜板带冷轧过程中,采用含纳米TiO2添加剂的轧制乳化液进行润滑可有效降低轧制压力和提高极限压下率,并且能及时修复轧后铜板带表面缺陷,提高表面质量。     

织构化钻头滑动轴承单元摩擦学性能研究

为了研究织构对牙轮钻头滑动轴承的润滑减磨机理及织构面积比、织构直径和织构深度对轴承摩擦学性能的影响规律,采用MMW-1型微机控制立式万能摩擦磨损试验机和销-盘摩擦副,开展了模拟工况下织构化牙轮钻头滑动轴承单元摩擦学试验。研究结果表明:合理参数织构能有效提高牙轮钻头滑动轴承的润滑及摩擦学性能;对于较小直径(200μm)织构,当织构面积比为10%或15%时织构的润滑性能更好,而对于较大直径(300～600μm)织构,当织构面积比为5%时织构的润滑性能更优,因此小直径织构面积比偏大较好,可确保润滑介质分布更均匀,而大直径织构则织构面积比偏小更好;相同条件下,织构化牙轮钻头滑动轴承表面织构深度为40μm时织构的润滑性能最好,织构深度较深或较浅均不利于提高织构的润滑减磨性能。研究结果可为合理选择牙轮钻头滑动轴承织构参数、促进表面织构技术在牙轮钻头滑动轴承上的应用打下试验基础。     

石墨烯添加剂对润滑油基础油摩擦学性能的影响

采用静置沉降法研究石墨烯添加剂的分散性以及储存稳定性,使用四球摩擦磨损试验机考察了石墨烯的抗磨减摩性能,通过扫描电子显微镜等手段表征了磨损表面的形貌。结果表明：石墨烯可以降低基础油PAO10试验的摩擦因数和钢球的磨斑直径,提高基础油的减摩抗磨性能;相对于PAO10基础油,添加石墨烯油样在相同摩擦测试条件下,摩擦因数降低13%,磨斑直径降低17%。石墨烯和基础油的磨损机理均为磨粒磨损。     

基底材料对聚酰亚胺固体润滑膜摩擦学性能的影响

用MM-200摩擦实验机考察了不同基底材料上的聚酰亚胺固体润滑膜的摩擦学性能,考察结果显示在经过酸处理的镀镍A3钢上制备的聚酰亚胺膜有良好的减摩和抗磨损性能,这是因为摩擦过程中聚酰亚胺膜在对偶面上形成了均匀的转移膜。     

原硅酸酯的摩擦学性能研究

合成了一系列不同碳链的原硅酸酯,考察了它们的摩擦学性能。认为正构烷醇酯和异构烷醇酯的摩擦磨损特性有明显的差异,并随碳链的增长而变化。     

J55套管的膨胀性能研究

膨胀管技术是21世纪石油钻采行业的核心技术之一,掌握膨胀管在径向膨胀过程中发生永久塑性变形的力学性能变化是膨胀管选材的核心。为此,采用膨胀锥自上而下对J55套管（Φ114.3 mm） 进行了膨胀工艺试验,测定并比较了9.3%的径向膨胀后与膨胀前的力学性能。研究结果揭示了J55套管的膨胀性能：套管的长度减小约4.4%,壁厚减小约6%,不均匀变形程度增加;由于加工硬化,套管的洛氏硬度和抗拉强度增加,而断后伸长率和断面收缩率出现不同程度下降,但均满足API SPEC 5CT标准。断口SEM形貌进一步表明膨胀前后均属于韧性断裂,膨胀后断口上的韧窝小而浅,且分布不均匀,断面较膨胀前的更为平整。该试验成果为膨胀管的材质研究、加工质量控制与工程应用提供了数据支持。     

绿色润滑油中纳米WS2颗粒的摩擦学性能分析

基于系列四球摩擦实验,分析了绿色润滑油PAO-6和菜籽油中纳米WS2颗粒的摩擦学性能。结果表明,在PAO-6或菜籽油中添加2.0%（w）纳米WS2颗粒,可以显著改善润滑油的极压、抗磨和减摩性能,而且在更宽的温度、载荷和转速范围内保持良好的抗磨减摩性能。     

La_2O_3粒子在润滑油中的摩擦学性能研究

考察了在不同煅烧温度和时间条件下制备的La2O3粒子的摩擦学性能;用油酸改性La2O3粒子,在点、面接触条件下,考察了La2O3粒子在400SN基础油中的减摩抗磨性能;对磨损表面进行了SEM和EDX分析。结果表明:在700℃煅烧制得的La2O3粒子具有良好的综合摩擦学性能,煅烧时间越长,La2O3粒子的晶形结构越好;改性后,La2O3粒子在油中的分散性能得到提高;加有改性La2O3粒子的试油同400SN基础油相比,在点接触条件下,减摩性能可提高10.8%,抗磨性能可提高27.8%,在面接触条件下,减摩性能可提高16.9%。     

纳米微胶囊铜的摩擦学性能研究

用化学方法制备了纳米微胶囊铜润滑添加剂,通过四球机考察了其在矿物油中的摩擦学性能,结果表明：纳米微胶囊铜润滑添加剂具有优良的减摩、抗磨和极压性能。其润滑作用机理是Cu纳米粒子在摩擦表面沉积,并在高温高压下形成低剪切强度的表面膜,减少摩擦磨损,表现出良好的极压和抗磨减摩性能。     

套管加厚对套损的影响分析

随着江苏油田生产时间的不断延长,开发方案的不断调整,钻井施工、强化采油措施和修井作业的实施,导致了油水井套管状况逐渐变差、损坏。通过对A、B、C三个重点套损区块相应年份所有投产井的统计分计,发现截止到2016年12月份,B、C区块取得很好的效果。自2014年以来,全面采用加厚套管,套损率大幅降低,B区块节约修井投资600万,C区块节约修井投资960万。     

3D打印选区激光熔化成形4Cr13模具钢及性能研究

为了研究选区激光熔化成形4Cr13模具钢的摩擦与腐蚀性能,使用选区激光熔化成形设备制备样品,并对其组织结构、力学、摩擦与腐蚀性能进行了系统研究。研究结果表明:随着激光功率的增加,SLM样品中马氏体组织先变粗再变细,硬度变化亦从高到低再升高,侧面硬度总体高于截面硬度;相对于铸态样品,SLM样品展现出较高的强度;在不同激光功率下,250 W条件下的样品表现出最优的压缩强度和磨损性能;在酸性溶液中,SLM样品的耐蚀性要优于铸态材料,且随着激光功率的升高,自腐蚀电位不断增大;在盐水溶液中,SLM样品耐蚀性略低于铸态材料。研究结果可为选区激光熔化技术制备4Cr13模具钢的工业应用提供必要的借鉴。     

钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究

在深探井钻井过程中，套管磨损问题越来越引起广泛重视。钻井液作为套管和钻杆之间的介质，研究其黏度对套管和钻杆磨损的影响具有重要的现实意义。采用磺化水基钻井液，针对钻井液的黏度进行了一系列不同工况下的套管和钻杆磨损实验。结果表明，清水在钻杆接头和套管之间的磨损中，减磨效果最差，套管磨损表面呈现大量的剥落坑；套管和钻杆的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果，出现了大量的剥落和球状颗粒；高黏度钻井液比低黏度的钻井液润滑作用强，因此钻井液黏度越高，套管和钻杆的摩擦系数越低，减缓了套管和钻杆的磨损，延长了套管和钻杆的使用寿命。     

APIL80套管的膨胀性能试验研究

可膨胀管膨胀性能的好坏是决定膨胀作业能否成功的关键。以APIL80套管为研究对象,进行了套管径向膨胀20.5%和25.5%的膨胀试验,对套管膨胀前后的几何精度和力学性能变化进行了对比研究。试验研究结果表明,膨胀改变了套管的力学性能,使其强度和硬度增加,而塑性降低,但套管在膨胀后仍具有较大的塑性变形空间,在膨胀后的使用中不会出现脆性开裂,同时表明套管膨胀后的相关指标满足API标准,说明L80套管是适合于膨胀的。膨胀试验研究对于可膨胀管的研究开发及制造具有重要指导意义。     

操作参数对柱形旋流器油水分离性能的影响

为了判断柱形旋流器的结构设计是否满足实际生产需要,从操作参数的角度研究了油水混合物流速和分流比对柱形旋流器油水分离性能的影响。基于柱形旋流器内部的流动特征,分析了油滴分离的临界条件,得到了油滴从溢流口流出的临界粒径计算公式。分析结果认为,随主管路中油水混合物流速的增加,从溢流口流出的累积油相体积先增大后减小;在溢流口流量一定的前提下,溢流口含油体积分数先增大后减小,理论分析与试验得到的结果一致。