微泡沫钻井液的具体流变模型建立和流变特性研究

实验研究表明,由于微泡沫具有假塑性的流动特性,在静止状态时又存在随微泡质量的增加而增加的静切力的特殊流体,使用屈服值幂律模式及赫-巴流变模式能较真实地反映泡沫的流动特性。但是,由于幂律模式简单、使用方便,且拟合效果与赫-巴模式相当,故综合考虑认为,幂律模式是描述该钻井液的较佳模式。通过压力实验进一步证明微泡在压力释放后,体积可以恢复90%以上。温度和压力变化对微泡流变性的影响从本质上讲,主要是对泡沫流体黏度的影响。换句话说,是温度和压力变化改变了泡沫流体的黏度。当剪切速率在比较低的范围内,增加压力会增加泡沫流体的表观黏度;当剪切速率在比较高的范围内,这种影响明显减弱。泡沫流体的表观黏度不稳定地随温度的升高而降低,但趋势逐渐变缓。     

钻井液用表面活性剂的研究与应用进展

具有表面活性的油田化学品被广泛应用于钻井、采油、压裂、油气集输、水处理及提高采收率等环节,其中钻井用化学品用量最大,约占总量的60%左右。主要介绍了具有广义表面活性剂结构和性能等特征的钻井液处理剂,在简述钻井液用表面活性剂的类型与应用特性基础上,以表面活性剂在钻井液中所起不同作用为主线,分别从起泡剂、消泡剂、乳化剂、润滑剂、环保抑制剂、其他处理剂等方面介绍了表面活性剂在钻井液中的研究与应用新进展,并对今后应开展的研究方向进行探讨,提出今后的研究工作方向主要是充分利用表面活性剂之间的协同效应,进一步提高表面活性剂的高温、高盐、高钙能力,开发环保型产品,特别是烷基糖苷类、双子表面活性剂以及含硅、氟等原子的新型表面活性剂,进一步加强其作用机理研究,以提高钻井液用表面活性剂的整体水平,进而促进钻井液技术进步。     

汽油微乳液的制备与性能研究

探讨了汽油微乳体系中，不同乳化方式、表面活性剂的配比、助表面活性剂对掺水量和稳定性的影响；并对制得的微乳汽油进行性能测试。研究结果表明：当助表面活性剂与阳离子表面活性剂的质量比为2时，制得的微乳汽油中掺水量最适宜燃烧；阴阳离子表面活性剂质量比为9：1复配作乳化剂时，不用助表面活性剂也易制得稳定的微乳汽油；上述微乳汽油的电导率、粘度符合燃油标准；稳定性在10～40℃，可存在一年以上。该微乳汽油具有节能、环保作用。     

一种泡沫钻井液废水的处理

空气(氮气)泡沫可循环钻井过程中,泡沫钻井液会产生大量废水,直接排放会对环境造成严重污染.泡沫钻井液废水COD值高,且富含表面活性剂,其单一处理技术存在一定的局限性.本研究对各种处理剂及其效果进行了比较,并对各处理过程中的关键影响因素进行对比分析,制订了“混凝-氧化-吸附”的组合处理工艺.实验结果表明,废水的pH值,处理剂的加入量,处理剂的作用时间等对于COD的去除均有一定影响.按照国家标准对处理后的废水进行COD测定,结果表明:聚合氯化铝、钠基膨润土、次氯酸钠和活性炭4种处理剂对此种泡沫废水的处理效果较好,其加入量分别为0.2％、1.4％、11.2％和1.2％,处理时间分别为5h、6h、7h和8h.通过多步骤的处理,成功将泡沫钻井液废水COD值从高达4560mg/L降至200mg/L以内,使其得到有效治理.     

有无后冷器的微燃气轮机HAT循环性能比较

基于某80kW微燃气轮机回热循环改造工作,比较了有后冷器和无后冷器的HAT(Humid Air Turbine)循环性能和需要增加的换热器面积。研究结果表明,对于所研究的微燃气轮机,有、无后冷器的HAT循环系统折合效率和折合输出功相当,与有后冷器的HAT循环相比,无后冷器的HAT循环湿化器更高,体积更大,但是由于省掉了后冷器,其总换热面积(后冷器、湿化器、省煤器换热面积之和)更小,即意味着其投资更低,且无后冷器的HAT循环系统结构更简单,将使系统更加紧凑且控制更容易。     

梯度孔密度金属泡沫的池沸腾传热性能研究

实验研究了梯度孔密度通孔金属泡沫的池沸腾传热性能。工质为去离子水,梯度孔密度金属泡沫材质为铜和镍, 孔隙率为0.98,泡沫厚度为4-14 mm。实验结果表明：相比于单层泡沫,梯度孔密度金属泡沫显著的增强了沸腾传热能力,但增强程度受孔密度变化梯度、泡沫厚度和材料的影响;梯度孔密度泡沫的池沸腾传热性能随着表面活性剂SDS浓度的增大而减小,而且SDS降低了梯度孔密度金属泡沫的临界热流密度; 添加Al2O3纳米颗粒严重的削弱了梯度孔密度铜泡沫的池沸腾传热能力。     

新型复合柴油微乳液的制备及应用研究

采用超声波分散法,制备新型复合(甲醇-柴油乳化剂-柴油-水)体系柴油微乳液,并与0号柴油性能进行对比。试验结果表明,随着柴油乳化剂用量的增加,体系的最大增溶水量也增加;超声频率及超声时间对柴油微乳液的稳定时间有较大影响,从节约时间及成本的角度来看,超声频率选为28kHz、超声时间选为30min,即可达到较好的稳定性;随着水含量及柴油乳化剂含量的增加,体系的运动黏度增加;水含量的增加导致体系的燃烧值降低,而随着柴油乳化剂的增加,体系的燃烧值升高,当水含量为17%、柴油乳化剂含量为22%时,体系的燃烧值与0号柴油相当。应用结果表明,甲醇含量越高,尾气中CO和碳氢化合物含量就越高,因此需要严格控制配方中的甲醇含量。与0号柴油相比,柴油微乳液氮氧化合物的排放量较高,可以通过降低有机胺类物质的用量,达到降低碳氧化合物的目的。     

国内泡沫钻井流体应用与研究进展

综述泡沫钻井流体在国内的现场应用及室内研究,总结泡沫钻井流体的优点和不足.泡沫钻井流体具有密度低、滤失量小、携岩能力强和机械钻速高等特点,对于衰竭、水敏性地层有着广泛的应用前景,已成为油气田开发过程中钻井流体的一个重要发展方向.指出泡沫钻井流体在井壁稳定方面具有独特优势,为稳定井壁提供了新的技术手段;同时,也存在泡沫体系稳定性差、现场消泡困难以及井壁稳定评价方法欠缺等问题.以工程应用和室内研究为两条主线,介绍泡沫钻井流体在我国的应用进程和研究进展.最后指出,加强对泡沫钻井流体的认知和研究,进一步开发和优选发泡剂、稳泡剂,提高体系稳定性;增加消泡技术研究,促进泡沫钻井流体的可循环利用;研究抑制剂、井壁稳定剂,建立专用的室内井壁稳定评价方法和统一的标准,促进泡沫钻井流体在国内的进一步推广应用.     

循环流化床锅炉平衡计算与循环倍率的确定

正确地确定循环流化床锅炉的灰平衡计算方法和循环倍率，是循环流化床锅炉性能设计的基础。本文阐述了循环倍率和灰平衡计算的重要性，并从灰平衡计算方法分析出发，给出了各节点的灰量计算公式和循环倍率计算公式，找到了完善这一计算方法的关键参数。     

钻井液用两性离子P(AM-AMPS-DAC)共聚物反相乳液的制备与性能评价

作为钻井液处理剂,反相乳液聚合物与粉状聚合物相比,能够减少聚合物在烘干、粉碎过程中由于降解、交联等反应造成的不利影响,产品可以直接加入钻井液并快速分散,在达到同样效果的前提下,可减少用量,降低钻井液处理费用,且更容易实现绿色环保生产。以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料,采用氧化还原引发剂体系,通过反相乳液聚合,制备了两性离子P(AM-AMPS-DAC)反相乳液聚合物。研究了复合乳化剂的HLB、乳化剂用量、引发剂用量、油水体积比、AMPS和DAC用量对共聚物的水溶液表观黏度及所处理钻井液的流变性和滤失量的影响,测定了聚合物的红外光谱和TG曲线。结果表明,当油水体积比为1.0,单体质量分数为30%,复合乳化剂质量分数为5%~6%,复合乳化剂HLB值为7.1,引发剂用量为0.2%,n(AM)∶n(AMPS)∶n(DAC)=0.59∶0.35∶0.06时,能够制得热稳定性好的反相乳液聚合物,且在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基浆中具有较好的增黏、降滤失能力,抗温、抗盐能力强,同时具有较强的润滑和防塌能力。     

关于规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识

自上世纪70年代以来,我国钻井液技术逐步趋于成熟,与国外的差距日渐缩小。特别是近年来,围绕高温、高压地层以及强水敏地层、页岩气水平井的需要,在超高温钻井液、超高密度钻井液、页岩气水平井钻井液、油基钻井液等方面又有了新进展。但在钻井液处理剂和钻井液体系规范方面还存在问题,如在命名方面,钻井液处理剂任意编代号,随便起名字,钻井液体系缺乏主题和依据,有时仅仅加入了很小量的某种处理剂,就称"某钻井液体系";标准方面,因制定中缺乏实验和应用依据,多数行业标准系由企业标准转化而来,标准中缺少表征产品本质特征的项目及指标,通用性不强;加之高纯度、高质量产品推广受到价格限制,不同程度上制约了钻井液技术的发展。从钻井液处理剂和钻井液两方面提出规范思路。基于实验和分析认为,处理剂规范应从分类、命名、指标设置和实验方法等方面出发,以保证命名的科学性和标准的准确性与适用性。在钻井液体系方面,基于处理剂、标准、质量控制和钻井液性能间的关系,提出钻井液体系的命名原则,明确了钻井液技术规范、钻井液体系或工艺规范应包括的内容。     

无机-有机单体聚合物钻井液体系研究与应用

确定了无机-有机单体聚合物钻井液体系配方，即由6％膨润土浆＋0．5％-0．8％Siop—A＋0．3％-0．5CPS-2000B％＋0．1％～0．2％Siop—D＋0．1％～0．2％ZSC-201．评价了钻井液体系的性能，介绍了该钻井液体系在中原油田的应用情况。现场应用结果表明：该钻井液流变性、抗温性良好，具有较强的抑制防塌能力，携砂能力好，完井电测和RFr电测均一次成功，避免了替换钻井液。     

油包水钻井液研究与应用

与水基钻井液相比,由于油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和保护油气层等优点,成为钻遇深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的首选体系。油包水钻井液具有油基钻井液的优点。针对非常规油气藏及强水敏、易坍塌地层钻井的需要,研制了油包水钻井液,优化了钻井液配方:基液(油水体积比为8∶2)+3%主乳化剂+3%辅乳化剂+3%有机土+4%降滤失剂+3%的CaO+重晶石。室内评价结果表明,该油包水钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性、润滑性、乳液稳定性和抗污染能力。同时,完善了现场施工工艺,并在中原、新疆、西南等现场应用了7口井。应用证明,油包水钻井液稳定性好,破乳电压大于600V,抗污染、抗温能力强,遭受20%的水和岩屑污染后,钻井液性能稳定,易于维护处理;且钻井过程中井壁稳定,定向施工顺利,减少井下复杂,平均井径扩大率小于5%。该钻井液配制工艺简单,可以回收利用,满足页岩气水平井、易塌地层钻进的需要。     

正电性钻井液在塔河油田的应用

介绍了正电性钻井液体系的性能特点。对其性能的评价结果表明,正电性钻井液具有很强的抗钻屑固相污染、抗NaCl及CaCl2污染能力;体系性能稳定,加重后钻井液不分层;具有优良的页岩抑制性;渗透率高、保护油层效果好;对储层岩心的伤害率在15％～18％,明显小于聚合物钻井液。在油田的试验及现场应用表明．正电性钻井液完全满足钻井施工要求,能有效提高钻井速度。     

国内钻井液及处理剂发展评述

国内开展钻井液研究与应用经历了起步、发展、完善和提高四个阶段。正是由于处理剂的发展,钻井液技术有了长足进步,钻井液由分散到不分散,到低固相、低或/和无黏土相钻井液发展过程中不断完善配套。不分散低固相聚合物钻井液、"三磺"钻井液、饱和盐水钻井液、聚磺钻井液、聚磺钾盐钻井液、两性离子聚合物钻井液、阳离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、氯化钙钻井液、有机盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液、胺基抑制钻井液、超高温钻井液、超高密度钻井液等一系列钻井液体系,解决了不同时期、不同阶段、不同地区和不同复杂地质条件下的安全快速钻井难题。围绕井壁稳定、防漏堵漏机理和方法的研究成果的应用,有效减少了井下复杂的发生,保证了钻井质量。今后需要针对复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井,以及页岩气水平井钻井的需要,从抗温、井壁稳定、润滑、防卡等方面,研究关键处理剂,实现处理剂系列化;减少关键处理剂在生产、流通及其他环节的浪费,提高产品质量;减少钻井液处理剂品种;在保证钻井液性能满足需要的前提下,尽可能降低钻井液处理剂用量;科学的选择和使用钻井液,重视油基钻井液的应用及技术水平的提高;并围绕绿色环保、抗高温抗盐的目标,开发高性能钻井液处理剂,建立钻井液及其处理剂的毒性检测评价手段,促进钻井液技术进步。     

国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识

随着石油勘探开发技术的不断发展,对钻井液提出了更高的要求。国外一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系,以及环保性能优良的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系。国内在生产中结合实际情况,借鉴国外新技术,逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等一系列新技术,并在逐步形成高难度的超高温和超高密度钻井液体系。国内在钻井液整体水平上与国外的差距仍然很明显,特别是国内外在钻井液技术与管理方面存在的认识上的区别,主要表现在目的、设计理念、处理剂、实施过程、对泥浆工程师的要求、创新目标、环境保护等方面,这是制约国内钻井液整体水平和技术进步的主要问题。通过分析得出了一些认识,即:钻井液技术的发展依赖于新型钻井液处理剂的研制;对钻井液的维护不仅要注重过程控制,还要重视早期维护处理;提高钻井液的抑制性,确保钻井液的清洁有利于保护油气层;要通过"预防+巩固"的井壁稳定思路,进一步提高井壁稳定效果;钻井液无害化处理要从钻井液处理剂研制、生产以及钻井液设计、维护处理等全过程考虑。建议今后钻井液技术工作要注重钻井液处理剂的超前研究,深入开展超高温和超高密度钻井液研究,加大油基钻井液的研究力度,通过认识上的提高来缩小国内在钻井液技术上与国外的差距。     

国内超高温钻井液研究与应用进展

20世纪80年代以来,世界各国钻深井、超深井、复杂井的数量增加,对钻井液高温下的稳定性、滤失量和润滑性提出了更高要求,为满足超深井钻井技术发展需要,世界各国都在努力研制超高温钻井液处理剂和钻井液体系。国内超高温钻井液体系主要集中在水基钻井液方面,在油基钻井液和合成基钻井液方面开展的工作相对较少。油基钻井液和合成基钻井液是国外公认的解决高温问题的有效途径,可以有效解决深井高温井段钻井液稳定性问题,但油基钻井液和合成基钻井液成本高,并存在环境污染等突出问题,因此其推广受到限制。相对于油基钻井液,水基钻井液成本低,易于维护处理,通过采用抗高温处理剂,可满足井底温度超过220℃以上高温钻井的需要,从而得到广泛重视。从需求考虑,在重视水基钻井液研究的同时,也要重视油基钻井液和合成基钻井液。介绍了近期国内在超高温钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用方面取得的进展。     

生物质改性钻井液处理剂研究进展

介绍了淀粉、纤维素、木质素、栲胶和植物胶等生物质改性钻井液处理剂的改性方法,对国内生物质改性钻井液处理剂研究与应用情况进行了概述,生物质改性产物因来原料源丰富、价格低廉、绿色环保等,成为重要的钻井液处理剂．随着研究的不断深入,其用量将越来越大。但从周内研究进展来看,其研究深度和广度还不够,部分研究成果尚未实现工业化,生物质改性钻井液处理剂在石油勘探开发中的潜力尚待挖掘。     

提高井壁稳定性的途径及水基防塌钻井液研究与应用进展

针对泥页岩地层黏土含量高,容易水化,导致钻井过程中出现严重坍塌和膨胀缩径,以及严重造浆等问题,从4个方面(合适的钻井液密度,提高钻井液的抑制性,减少钻井液滤液进入地层,强化封堵)阐述提高井壁稳定性的途径,介绍国内在钻井用化学剂方面开展的研究工作,同时介绍近年来出现的通过添加不同新型化学抑制剂形成的强抑制水基钻井液,如聚合醇钻井液、强抑制胺基钻井液、有机硅聚合物钻井液、有机盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液等.提出围绕提高井壁稳定性的研究方向:提高对钻井液中低密度固相控制的认识,重点考虑固相化学控制剂的研究,通过低密度固相的控制,提高钻井液抑制性;考虑在现场钻井液检测性能中增加抑制性检测指标和方法;以低相对分子质量聚胺为代表的钻井液抑制剂是阳离子钻井液的新发展,应加强其机理研究;重视铝基化合物或络合物的研发,强化钻井液的抑制性及封堵作用.