有机盐抑制黏土水化膨胀应用

考察了氯化钾在黏土、石英砂表面的吸附量以及甲酸钾和甲酸铵在蒙脱土表面的吸附量,对比研究了有机盐OS500A(含甲酸钾75%)溶液、OS500B(含甲酸铵75%)溶液、氯化钾溶液和清水抑制黏土水化分散的情况。结果表明:无论是氯化钾溶液还是有机盐甲酸钾或甲酸铵溶液,随着盐溶液浓度增大,盐吸附量逐渐增加。当氯化钾溶液质量浓度为160 g/L时,氯化钾在蒙脱土、高岭土和石英砂表面的最大饱和吸附量分别为5.6、2.06和1.57mg;当甲酸盐溶液质量浓度接近100 g/L时,蒙脱土对甲酸钾、甲酸铵的最大吸附量分别为5.51和5.42mg。蒙脱土对有机盐的吸附较易达到饱和,其饱和最大吸附量与无机盐相当。粒度分析结果表明,抑制黏土水化分散能力的强弱顺序为:甲酸铵(OS500B)>甲酸钾(OS500A)>5%氯化钾>清水。用煤油改变岩石表面的润湿性,有助于提高有机盐抑制黏土水化膨胀的作用。用氯化钾复配甲酸盐体系在阜东地区现场应用10口井,保护效果明显。     

页岩水化膨胀性能的实验研究

在钻井工程中钻遇页岩地层时,经常由于页岩水化膨胀发生井壁坍塌事故。为进一步认识页岩水化膨胀特性,在页岩全矿物分析结果的基础上,利用高温高压页岩膨胀仪,通过实验分析了温度、压力及钻井液滤液对页岩膨胀性能的影响,并阐述了原因。     

对作为黏土稳定剂和页岩抑制剂的离子液体的性能评价

大多数石油和天然气生产储层含有黏土矿物,这些黏土矿物积淀于岩石沉积过程中,形成于储层自然存在的矿物质经历热、压力、时间的相互作用过程中,或者在储层流体从一个区域流向其他区域过程中沉淀下来.石油和天然气行业对这些黏土矿物在生产过程中的作用以及由于这些黏土的膨胀和迁移可能发生的潜在渗透破坏性进行了广泛的调查.多年来,在修井液中有效地利用盐类(如KCl和NaCl)作为临时黏土稳定剂已相当完备.不过,由于潜在的环境问题和盐的大量使用,许多实验工作者开始寻找黏土稳定剂的替代产品.项目详细阐述了离子液体作为黏土稳定剂和页岩抑制添加剂以防止黏土膨胀和迁移的调查与评价,并且和行业标准的黏土稳定剂作比较.离子液体是化合物,是在环境温度下由阳离子和阴离子构成的液体,通常是有机阳离子和无机阴离子.确定含黏土流体的絮凝状态和筛选页岩抑制剂的优化方法有毛细管力时间测试、黏土块流动试验和岩心流动研究.本文总结了用离子液体对黏土稳定剂的筛选研究的结果,描述了离子液体作为KCl替代物、黏土稳定添加剂和页岩抑制剂的成效.     

页岩储层黏土矿物水化膨胀致裂数值模拟研究

为了深入研究内应力场的变化对诱导微裂缝的影响,针对黏土矿物水化膨胀这一问题,运用复合材料理论的等应力和等应变理论估算黏土矿物和非黏土矿物的力学参数,采用数值模拟的方法分析黏土矿物吸水膨胀后诱导微裂缝的起裂和扩展规律.结果表明:1)内应力最大处产生在黏土矿物与非黏土矿物的界面处,最大Mises应力可达40.86 MPa,...     

聚醚胺页岩抑制剂的性能评价及现场应用

考察了各种聚醚胺作为钻井液用页岩抑制剂的性能。结果表明,较低平均相对分子质量、亲油环氧丙烷重复结构单元和丰富的氨端基等结构均有利于聚醚胺抑制性能的提高。在所有聚醚胺牌号中,D230具有最优抑制性并兼顾良好的滤失性能。抗150℃高温,无生物毒性,能缓解钻具腐蚀。该聚醚胺已在江沙33-8井中得到成功应用。     

两性离子聚合物黏土水化抑制剂的合成与性能

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和氯化N-甲基-N-烯丙基咪唑(MAC),烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)制备了一种耐温耐盐四元共聚物AM/AMPS/MAC/APEG,并对该聚合物进行了红外、核磁表征,考察了聚合反应条件对聚合产物防膨率的影响,探讨了不同条件下合成聚合物溶液及其与KCl复配体系对膨润土的防膨能力以及对伊利石和泥页岩水化作用的影响。结果表明:最佳合成条件为:单体总量为20%,单体配比AM/AMPS/MAC/APEG为90∶5∶3∶2,引发剂(亚硫酸钠/过硫酸铵,摩尔比1∶1)加量0.2%,p H值4,反应温度40℃。合成聚合物具有较强的抑制能力。浓度为20 g/L合成聚合物溶液对膨润土的防膨率为79%,且能明显降低伊利石的水化膨胀应力,同时30 g/L合成聚合物与5 g/L的KCl复配后能够将泥页岩在水溶液浸泡后的压入硬度保留率由在水中的21.7%提高至69%。     

羧酸多胺盐型黏土膨胀抑制剂制备与性能研究

以酒石酸、苹果酸及多胺为原料合成羧酸多胺盐型黏土膨胀抑制剂,并评价其抑制黏土膨胀性。膨润土线性膨胀率实验结果表明:该类抑制剂对膨润土的水化膨胀有一定的抑制作用,其中MAA-9对膨润土的抑制效果优于MAA-1、TAA-4;1.0%MAA-9溶液中,90 min时膨润土的线性膨胀率明显优于1.0%KCl,与4.0%KCl相当;1.0%MAA-9对膨润土的防膨效果可达到66.67%,防膨实验结果与膨润土线性膨胀率实验结果吻合。缩膨实验、泥球实验以及钻井液性能评价实验结果进一步表明,MAA-1、TAA-4、MAA-9对膨润土水化膨胀具有一定的抑制作用。     

泥页岩水化膨胀测定新方法

介绍了使用WLZ-1膨胀仪测定泥页岩水化膨胀的新方法,通过测定同种相同质量具有不同初始体积样品的膨胀终了体积,建立了膨胀终了体积与初始体积间的函数关系式,借助于该函数关系式,可排除样品中孔隙体积的干扰,计算出无孔隙样品膨胀终了体积。利用该方法能够测定由于泥页岩中粘土矿物层间水化膨胀造成的泥页岩体积的总膨胀量,更真实地反映泥页岩水化膨胀能力。     

页岩膨胀抑制剂测试方法研究

针对在页岩膨胀抑制剂抑制性能测试评价过程中,测试结果重复性和平行性差的难题,对照现有标准实验方法,在样品压制过程中应用不同压力,通过应用求取膨胀量平均误差的方法,对一系列实验数据进行了分析和对比.实验结果表明,样品压制过程中所加压力的大小和作用时间长短显著影响实验结果的重复性和平行性.最后提出了对现有页岩膨胀量标准测试方法进行改进的建议,以期建立一套更加科学、合理的实验方法.     

新型聚胺页岩抑制剂性能评价

针对钻井工程中泥页岩井壁易失稳的问题,近年来开发并应用的聚胺强抑制水基钻井液,被认为是最接近油基钻井液性能的新型水基钻井液。其中,聚胺页岩水化抑制剂作为该钻井液的关键处理剂,具有独特的分子结构和优异的抑制性能。通过抑制膨润土造浆试验、三次页岩滚动分散试验、X射线衍射分析黏土层间距和Zeta电位测试等试验,对比评价了聚胺与传统阳离子钻井液抑制剂小阳离子的抑制性。同时,考察了聚胺、小阳离子与膨润土及常用钻井液处理剂的配伍性。结果表明,与小阳离子相比,聚胺更能有效抑制黏土水化膨胀和抑制泥页岩水化分散,并具有长期稳定作用。聚胺与膨润土及各种钻井液处理剂配伍性良好,克服了阳离子钻井液配伍性差的问题。      

Porothermoelasticity for swelling shales

Optimization of drilling fluid parameters such as mud weight, salt concentration, and temperature is essential to alleviating instability problems when drilling through shale sections, particularly in high-pressure and high-temperature environments. Under these conditions, selection of suitable mud parameters can benefit from analyses that consider significant thermal and chemo–mechanical processes involved in shale–drilling fluid interactions. A non-isothermal poroelastic theory suitable for shales is presented herein. Phenomena related to thermal and chemical osmosis are considered by extending the theory of porothermoelasticity to chemically active rocks. The modified pore pressure and stresses around a borehole in shale are obtained by solving the porothermoelastic field equations in generalized plane strain. Application of the solution to a typical field operational situation has demonstrated that thermal osmosis can significantly impact formation pore pressure, thereby reducing stability. Furthermore, analyses based on the new porothermoelastic formulation for shales suggest that mud temperature should be optimized in order to maximize the efficacy of chemical osmosis in stabilizing the borehole.     

新型聚胺页岩抑制剂特性及作用机理

通过抑制膨润土造浆、屈曲硬度、耐崩散等新型实验方法,评价了新型聚胺页岩抑制剂SDA的抑制特性。结果表明,SDA的抑制性优于传统抑制剂KCl,并与国外同类产品Ultrahib相当。借助FT-IR、XRD、Zeta电位测试等实验分析手段,深入探讨了聚胺的强抑制作用机理。研究表明,低分子聚胺进入黏土层间后,解离出的铵离子交换出层间水化阳离子,通过静电作用中和黏土晶层表面负电荷,降低黏土层间水化斥力;同时聚胺与黏土层间硅氧烷基形成氢键,进一步强化其在黏土表面的吸附,二者共同作用将相邻黏土片层束缚在一起,抑制黏土水化膨胀;聚胺吸附在黏土晶层表面之后,其分子结构中聚氧丙烯疏水部分覆盖在黏土表面,使黏土亲水性减弱,进一步抑制黏土水化。     

甲醇汽油橡胶溶胀抑制剂的研究现状及性能对比

甲醇汽油作为一种清洁的新能源,不仅能减少NOx及颗粒物的排放,还能节约石油资源,已在我国部分省市推广应用,但甲醇汽油中极性和非极性组分会对汽车油路系统的橡胶部件产生严重的溶胀作用,直接影响甲醇汽油的推广应用。本文主要介绍了甲醇汽油对橡胶的溶胀作用、橡胶溶胀抑制剂的检测标准和橡胶溶胀抑制剂的研究现状,并对比分析了市场上几种橡胶溶胀抑制剂的性能。     

网状交联聚阳离子型黏土膨胀抑制剂及其作用机理

以二甲胺、环氧氯丙烷为原料,加入交联剂,合成网状交联型聚阳离子化合物黏土膨胀抑制剂,以膨润土的线性膨胀率为评价指标,优化抑制剂的合成条件,筛选出对膨润土具有较好抑制性能的抑制剂。采用防膨实验、泥球实验、钻井液性能评价实验等,综合评价所筛选出的抑制剂DEM-8对黏土稳定性能的影响。防膨实验显示0．8％DEM-8防膨率高达92．3％,泥球实验与钻井液性能评价实验表明该聚阳离子化合物有较强的抗黏土水化膨胀功能,并且能提高改性淀粉的抗温性。采用离子交换实验、扫描电镜（ SEM）、热重分析（ TGA）及X-射线衍射（ XRD）等手段深入探讨了所合成黏土膨胀抑制剂的作用机理。研究表明,该聚阳离子型化合物与黏土中的可交换阳离子迅速发生交换,通过静电引力吸附于黏土表面和层间,进一步通过氢键作用、锚固作用以及疏水作用等实现对黏土的束缚,从而有效抑制黏土的水化分散膨胀。     

新型胺基抑制剂FYZ-1在长岭油田的应用

吉林油田松辽盆地南部长岭断陷登娄库组和营城组地层富含泥岩,易吸水膨胀,造成井眼垮塌等复杂情况发生,在现场聚磺钾盐钻井液的基础上,使用研制的胺基抑制剂FYZ-1进一步提高钻井液的抑制性能,有效抑制膨润土分散,岩心一次回收率由77.6%提高至95.1%。在长深登平26井和长深平14井等6口井进行了现场应用,结果表明,胺基抑制剂FYZ-1可有效解决坍塌、掉块等复杂情况,保证了长水平段安全、顺利钻进。     

Development and Performance evaluation of corrosion inhibitor

针对钻具地面存放过程中腐蚀较严重的事实,采用室外挂片大气腐蚀测试法,通过缓蚀剂种类、使用浓度、     

页岩—气体吸附特性曲线应用研究

页岩对气体的吸附能力评价是页岩气研究的基础工作,兰氏体积数据是评价页岩气体吸附能力的重要参数,但局限于兰氏体积的应用研究不能满足工作需要,现有数据的信息挖掘和应用还有较大的空间。页岩与气体构成的吸附体系,对气体的吸附能力、特性可以利用吸附势理论进行分析和描述。实验数据分析表明,页岩与不同气体构成不同的吸附体系,具有不同的吸附特性曲线,吸附特性曲线基本不受温度影响,可以用于等温吸附曲线的预测。以川东南五峰—龙马溪组优质页岩为例,进行了地层条件下页岩气体吸附能力的预测。预测结果显示,页岩样品地层条件下的吸附气量与兰氏体积存在较大差异,这种差异反映了温度和压力对页岩气体吸附能力的影响和控制作用,暗示地层条件下页岩吸附气量预测研究具有理论和实践意义。     

中和缓蚀剂的性能评价及应用研究

中和缓蚀剂可以有效防止或减缓炼油装置腐蚀的发生,主要成分有3种,分别起到不同的作用.以某炼油厂现场加注的中和缓蚀剂为例,针对缓蚀剂3种作用特点对其溶解分散性能、中和性能、静态和动态缓蚀性能进行了评价.现场所用缓蚀剂的动、静态缓蚀率较好,可有效控制强酸性环境下的腐蚀,对控制露点腐蚀作用明显,但其中和能力一般,提升酸性环境...     

The composition and activation aspects of El-Fayoum clays for using as a drilling fluid

The local consumption and the high importation cost of imported bentonite to Egypt led to find local substitute solutions for economical aspects. Hence, this paper presents the composition and activation capability of clays collected from the claystone quarries in Kom Oshim area at El-Fayoum province, Egypt for their application as a drilling fluid (water-based mud). It is an attempt to minimize the importation cost of the imported bentonites to Egypt by a local solution and maximize the usage of the studied clay sediments. The physical, chemical, thermal and mineralogical characteristics of five Egyptian clay samples were studied. The rheological properties of the prepared slurries from these samples and their activation characterization during studying the influence of NaOH and POLYPAC-R polymer as activators were investigated. It was found that the non-activated samples cannot be used as a drilling mud but it could be after the activation process where some significant changes in the rheological properties were observed. The experimental results revealed that the activated fitted samples may express as medium grade bentonitic clay and this type of clay can be used as a drilling fluid for shallow depth wells.