新型胺基硅醇强抑制剂性能评价

在聚胺的基础上,引入硅醇成膜基团,形成了新一代胺基硅醇强抑制剂,本文对该新型抑制剂进行了评价。从分子结构上胺基硅醇同时具备了聚胺强抑制和硅醇成膜特征。膨胀率、黏附量实验表明,同为2%浓度的胺基硅醇线性膨胀率低于渤海常用的抑制剂小阳离子和有机正电胶的10%以上,在高含钻屑工况下能有效减少黏附量,并能够在岩石表面形成较好的疏水膜。考察1.5%胺基硅醇对渤海常用的PLUS/KCl钻井液性能影响表明,该处理剂对流变性影响小,能有效提高钻井液体系的抑制性,保持钻井液体系的抗污染能力。鉴于实验评价结果,新型胺基硅醇强抑制剂具备在油气钻探中推广应用前景。     

新型胺基抑制剂室内制备及评价

胺基钻井液是国外近年来开发的一种高性能的抑制性水基钻井液,其主要处理剂是一种新型的胺基抑制剂。在室内合成了胺基抑制剂,试验表明,反应温度和反应物加入速度对反应产物的生成有很大的影响;对反应产物进行了1H-NMR和红外分析,并与相应产品进行对比,与之有相似结构。考查了它的钻井液性能,试验结果胺基抑制剂有很好的抑制性能和润滑性能和钻井液配伍性。     

泥页岩抑制剂SIAT的研制与评价

针对泥页岩地层黏土含量高,容易水化,造成钻井过程中出现一系列井下复杂情况的问题,采用催化胺化法合成了胺类化合物SIAT,并对其进行了红外光谱及电喷雾电离质谱(ESI-MS)解析.分析表明,所合成的SIAT具备作为胺基抑制剂合适的分子结构.考察了胺基化合物SIAT对膨润土的抑制性能,发现SIAT对膨润土的水化具有良好的抑制作用.泥页岩钻屑回收率及其流变性能测试也表明,SIAT的配伍性好,在泥页岩表面具有很强的吸附作用,能有效抑制泥页岩的水化,显著提高泥页岩钻屑的回收率.     

苯三唑衍生物缓蚀机理的理论计算及性能研究

设计了四种不同取代基的苯三唑化合物,对其分子结构性质、电子结构性质、与Fe配位作用后的结构特征以及结合能进行了计算分析并合成出相应的物质进行静态挂片的缓蚀实验。结果表明,四个化合物分子主要是苯三唑氮环和酰胺基团提供电子与金属空轨道形成配位键。苯三唑化合物和Fe原子的前线分子轨道(FMO)能量差越小,越容易发生配位吸附在金属表面。此研究为今后设计性能优越的缓蚀剂提供了理论基础。     

2-丁二酸单乙酯酰基-9,9-双甲氧甲基芴的合成

通过分子设计确定了一种新型醚酯类内给电子体的合成路线,即以芴、多聚甲醛和乙醇钠等为主要原料,经过醚化、酯化和Friedel-Crafts酰基化等反应合成了9,9双羟甲基芴(BHMF)、9,9双甲氧甲基芴(BMF)、丁二酸单乙酯和丁二酸单乙酯酰氯(ESC)4种中间体,并最终合成出目的产物2-丁二酸单乙酯酰基9,9-双甲氧甲基芴。确定的最佳反应条件为:n(BMF):n(ESC)=1:1.1,n(BMF):n(无水三氯化铝)=1: 2.2,反应时间为9 h。利用红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱对中间体和目的产物的结构进行了表征和分析,特征峰与所设计的分子结构相符合。     

新型环烷胺页岩抑制性评价及分析

通过分子结构设计,研制了新型环烷胺作为泥页岩抑制剂。采用抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和絮凝实验评价了其抑制性能。结果表明,新型环烷胺的抑制性优于国外聚胺Ultrahib和传统的无机盐类抑制剂KCl;180℃下仍能抑制泥页岩水化分散,具有优良的抗温性能。表面张力测试和X-射线衍射分析干态层间距表明,新型环烷胺具有较强的表面活性,能显著降低水溶液表面张力,且能够进入黏土晶层间,形成单层吸附。X-射线衍射分析湿态层间距和吸水实验表明,环烷胺通过质子化胺基吸附在黏土晶层间,置换出层间水化阳离子,大幅度降低黏土层间距,同时增加黏土表面的疏水性,实现泥页岩稳定。     

爪形大分子柠檬酸-新戊二醇-硬酯酸-十八醇的合成、表征与降滤性能的研究

以新戊二醇、柠檬酸为原料,设计合成了以新戊二醇为核心的多羟基多酸爪形小分子柠檬酸-新戊二醇-柠檬酸(CNC),再利用酯化反应依次与带有功能化基团的硬酯酸、十八醇接枝合成了新型的多元酯类爪形大分子柠檬酸-新戊二醇-柠檬酸-硬酯酸-十八醇(CNC-SO)。用核磁共振、红外光谱对合成的两种化合物进行了结构表征,表征结果显示,合成产物为CNC和CNC-SO,结构与所设计的分子结构吻合。用元素分析确定了两种化合物的组成分别为C17H24O14和C107H202O15。CNC-SO可溶于非极性的有机溶剂,不溶于水。在不同的轻柴油中添加600μg/g的CNC-SO,柴油的冷滤点降低了7℃。     

高级脂肪酰胺基烷基咪唑啉的合成

程序升温法和真空法并用 ,合成了五种高级脂肪酰胺基烷基咪唑啉 (以下简称咪唑啉中间体 )。用重结晶法对所合成的中间体进行了提纯 ,并用高效液相色谱对产物纯度进行了分析。     

氨基离子液体聚合物抗高温抑制剂的作用机理

为解决高温地层黏土水化所引起的井壁失稳问题，合成了含双键和氨基的离子液体单体，并将其与丙烯酰胺共聚得到了一种聚合物抑制剂PAN。采用傅里叶变换红外光谱仪对PAN的分子结构进行了表征，并通过浸泡膨胀和搅拌分散、线性膨胀、热滚回收实验评价其抑制性能。结果表明：PAN抑制黏土膨胀与分散的性能优于常用抑制剂KCl、聚醚胺D230及离子液体单体，并且抗温达250℃。通过XRD、Zeta电位、润湿性分析了PAN的抑制机理。PAN通过缠绕包覆在黏土颗粒上、压缩双电层、增加黏土颗粒间胶结性及颗粒表面疏水性而起到抑制作用，为新型抗高温强效抑制剂的研发提供理论与技术支持。     

胺基聚醇AP-1和有机硅抑制剂GWJ及其复合剂对水合物生成的影响

利用自制装置,模拟深水钻井中的温度和压力,考察不同含量的胺基聚醇AP-1、有机硅抑制剂GWJ和胺基聚醇AP-1与有机硅抑制剂GWJ的复合剂对钻井液中水合物生成的影响。实验结果表明,当胺基聚醇AP-1含量为0.5%(w)时促进水合物的生成;当胺基聚醇AP-1含量为1.0%(w)或2.0%(w)时则抑制水合物的生成,且随胺基聚醇AP-1含量的增加,其对水合物生成的抑制作用增强;当有机硅抑制剂GWJ含量为2.0%(w)时促进水合物的生成,水合物生成速率随有机硅抑制剂GWJ含量的增加而降低;在初始压力7 MPa、初始温度4℃时,当添加胺基聚醇AP-1含量为2.0%(w)和有机硅抑制剂GWJ含量为2.0%(w)的复合剂时,水合物生成的诱导时间为580 min,有效抑制了水合物的生成。     

新型润滑油消泡剂的开发及应用

从消泡机理出发,分析了现有消泡剂分子结构对消泡及空气释放性能的影响,设计了理想的消泡剂分子。用阴离子聚合方法,合成了嵌段具有目标结构的消泡剂,考察了合成条件及所得消泡剂在油品中的应用情况,并与原有消泡剂的各项性能进行了比较,发现新型消泡剂各项性能优良。     

新型超高温页岩抑制剂特性实验研究

为满足超高温深井钻井工程的需要,提升抗高温水基钻井液的抑制页岩水化能力,研选了一种新型超高温页岩抑制剂HT-HIB该抑制剂分子结构与聚醚二胺类似,端部含有2个胺基,但分子链为刚性的环烷基。通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验、页岩膨胀实验、压力传递测试、X射线衍射分析黏土层间距、Zeta电位测试和热重分析等,综合评价了该页岩抑制剂的抑制性能,并揭示其作用机理。结果表明,HT-HIB能抑制泥页岩水化膨胀和分散,并可在一定程度上阻止压力传递,作用优于目前高性能水基钻井液中使用的聚胺抑制剂;同时HT-HIB可在220℃下保持性能稳定。HT-HIB通过端部的胺基单层吸附插入黏土层中,破坏黏土表面水化层结构并排出层间水分子;黏土表面吸附HT-HIB后亲水性显著降低,从而阻止了水分子的吸附;此外,HT-HIB的溶解度随pH值变化,可使HT-HIB从溶液中析出并堵塞页岩微孔隙,也有利于阻止液相侵入。总之,HT-HIB借助化学抑制、润湿反转以及物理封堵协同作用,因而表现出突出的抑制性能,为开发新一代抗高温高性能水基钻井液打下了基础。      

芥酸酰胺丙基阳离子型黏弹表面活性剂的合成及其性能

以芥酸为原料,无溶剂条件下经两步法合成了N-(3-芥酸酰胺基)丙基-N-(3-羟基)丙基-N,N-二甲基溴化铵(产品Ⅰ)和N-(3-芥酸酰胺基)丙基-N-(3-羟基)丙基-N,N-二乙基溴化铵(产品Ⅱ)。利用FTIR、MS和两相滴定法分析了产品Ⅰ和Ⅱ的结构,并测定了活性物的含量。将产品Ⅰ和Ⅱ分别配制成黏弹性表面活性剂(VES)酸性体系,并测定体系的流变性能。表征结果显示,产品Ⅰ和Ⅱ中的活性物含量(w)分别为97%和96%;两种产品配制的VES酸性体系在170 s-1、100℃下剪切1 h后,体系黏度仍大于25 mPa·s,符合行业应用标准。产品Ⅰ和Ⅱ的分子结构中既含酰胺基和羟基,又含C21长烷基链,因此既增加了表面活性剂的亲水性,又改善了由于过长疏水链带来的疏水性。     

新型阳离子型絮凝剂聚(N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵/丙烯酰胺)的合成

以乙醚为溶剂,丙烯酸二甲氨基乙酯与氯化苄进行季铵化反应,合成了新型季铵盐阳离子单体N,N-二甲基-N-苄基-N-内烯酰胺基氯化铵(DBAAC);再以DBAAC和丙烯酰胺(AM)为单体在水相中进行共聚制备了阳离子型絮凝剂DBAAC/AM共聚物(P(DBAAC/AM));用P(DBAAC/AM)处理高岭土模拟废水,采用正交实验,研究了n(DBAAC):n(AM)、聚合时间、聚合温度、引发剂K_2S_2O_8用量对P(DBAAC/AM)絮凝性能的影响;并以P(DBAAC/AM)为絮凝剂对污泥进行脱水处理。实验结果表明,合成P(DBAAC/AM)的最佳条件为:n(DBAAC):n(AM)=1:6,聚合温度60℃,K_2S_2O_8质量分数0.8%,聚合时间3h;用P(DBAAC/AM)对污泥进行脱水处理时,絮凝效果较好,所形成的絮体颗粒粒径大、沉降速率快;絮凝剂P(DBAAC/AM)的适宜加入量为6.0 mg/L。     

一类新型硫磷酸复酯在150BS基础油中的摩擦学性能研究

合成了分子结构中含有羟基取代基的二烷基二硫代氨基甲酸酯，然后通过与五氧化二磷反应，得到一种新型的硫磷酸复酯，并对其在150BS基础油中的摩擦性能进行了研究。结果表明，所合成的添加剂极压抗磨性能良好，合成工艺简单，是一类应用前景良好的添加剂。     

丁醇封端聚醚的制备与应用

以丁醇为起始剂,采用特殊分子结构设计,在催化剂KOH的催化作用下,与环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)进行共聚加成反应,并进行了醚化封端和精制后处理,合成制备了丁醇封端聚醚。分析了制备过程中影响产品性能的因素,探讨了丁醇封端聚醚在化纤油剂、工业润滑油以及石油破乳剂等领域的应用前景。     

新型抗高温聚胺抑制剂在大庆致密油水平井中的应用

目前钻井液中常用的聚胺抑制剂,对提高井壁稳定性起到了较大作用,但由于分子链上存在醚键,导致稳定性和抗温性较差。针对这种情况,对第一代抑制剂DHIB-1的分子结构进行了重新设计,选用含不饱和键的醇类单体M和抗高温单体N,自主合成出一种抗高温、耐盐的低分子量抑制剂DHIB-2。红外光谱等检测表明,DHIB-2分子结构与设计相符,含有适量胺基基团,分子量适中,不含易断裂的醚键。室内实验表明,DHIB-2抗温高于200℃,抑制性与国外聚胺相当,比国内常用聚胺强,且长效抑制性好;与钻井液配伍性良好。以DHIB-2为核心处理剂的水基钻井液体系在大庆致密油区块Long 2井进行了应用,该井水平段长达1 557.2 m,成功解决了姚家组大段泥岩地层易水化和青山口组易剥落的难题,机械钻速为7.32 m/h,平均井径扩大率仅为9.26%。研究结果表明,DHIB-2抑制性突出、稳定性好,能够应用于高水敏、易水化泥页岩地层。     

四种油溶性离子液体复合锂基润滑脂理化性能和摩擦学性能

合成4种不同结构的油溶性离子液体(N/P协同(a)、N/S协同(b)、P/P协同(c)、P/S协同(d))并按比例分别溶解在PAO10中作为基础油添加剂,制备4种新型油溶性离子液体润滑脂GA、GB、GC和GD。系统研究了油溶性离子液体分子结构差异,对所制润滑脂的热稳定性、滴点、锥入度以及摩擦学性能的影响。结果表明：以PAO10为基础油时,P/S协同多库酯季鏻盐离子液体的(d)对所制润滑脂GD的热稳定性、锥入度和减摩抗磨性能及P_B、P_D性能明显提高,滴点几乎没有变化,其中以季鏻盐为阳离子、以多库酯盐为阴离子的油溶性离子液体,所制备的离子液体复合锂基润滑脂(GD)的综合性能最佳。     

《活性稠化酸储层改造技术研究及应用》通过验收

正2018年5月15日,中石化集团公司项目《活性稠化酸储层改造技术研究及应用》在京顺利通过中国石化科技部组织的验收。该项目通过3年的研究,完成了江苏油田酸化(酸压)储层改造问题及技术难点分析;设计了新型耐高温、低浓度表面活性剂分子结构及合成工艺;研究了活性稠化剂、缓蚀剂及配伍     

天然气水合物新型抑制剂的研究进展

概述了天然气水合物新型抑制剂相对于传统的热力学抑制剂的优点,介绍了新型抑制剂的类型、发展现状、抑制机理和常用抑制剂的合成及新型抑制剂的结合使用,并指出今后研究工作的发展方向。