pH值对油酸盐发泡性能影响及泡沫循环利用机理研究

油酸盐中含有酸碱敏感性羧酸官能团,因而可实现泡沫的酸碱循环利用。通过Waring-Blender法、酸碱滴定测试、表面与界面张力测试、微观分析等研究手段,分析了pH值变化对油酸盐水溶液性质、油酸盐羧酸官能团电离度以及油酸盐发泡性能的影响。同时,开展了6次泡沫循环实验,并从微观现象解释以及"铺展与架桥"理论对其消泡机理进行了深入分析。研究结果表明,油酸盐中的羧酸官能团通过失去或得到质子来实现活性与非活性之间的可逆转换,从而实现泡沫的循环利用。此外,通过消泡机理分析可以看出,氢离子的侵入可以促进油酸盐泡沫结构中非水溶性油酸的形成,并进入泡沫液膜结构,通过铺展或架桥作用使得液膜破裂,从而达到消泡的作用。     

井壁强化作用影响因素的数值模拟

近年来,井壁强化等先期封堵技术逐渐得到了应用和发展,但其相关影响因素及作用机理还未得到深入揭示。通过建立多孔弹性介质的有限元模型,考虑地应力各向异性、架桥位置、漏失速率及裂缝后端压力等因素的影响,对井壁强化机理及相关影响因素进行了分析。模拟结果表明,刚性封堵材料通过减缓裂缝后端由于压力下降所产生的形变,并将该形变向井壁周围传递,使架桥后裂缝附近的井壁周向应力增加,从而导致裂缝趋于闭合;地应力各向异性越小,裂缝闭合趋势越明显;漏失速率越大,越有利于封堵颗粒的快速架桥,井壁强化效果越好;封堵材料架桥时,架桥位置距离裂缝端口越近,架桥位置后端压力越接近地层孔隙压力,越有利于裂缝的闭合及抑制裂缝尖端的扩展。      

润滑油抗泡剂的类型和机理探讨

结合润滑油抗泡沫性能测定法及表面活性剂的基本理论对润滑油抗泡剂的作用机理进行了探讨。认为润滑油抗泡剂的作用机理并非通常认为的是降低液体与空气界面间的表面张力,提出能够降低润滑油生成泡沫能力的抗泡剂应具有增加油品泡沫的表面张力或降低泡沫表面膜强度及韧性的性能,并对其原理进行了详细叙述。本文还对目前广泛使用的三种类型润滑油抗泡剂,有机硅聚合物、非有机硅聚合物及复合抗泡剂进行了简单介绍。     

第17讲:抗泡剂的作用机理、主要品种及应用

本文介绍了抗泡剂的作用机理和主要品种;详细阐述了不同类型的抗泡剂的特点、应用性能与使用范围;展望了抗泡剂的发展趋势。     

裂缝性储层暂堵规律的模拟试验研究

为了研究固相颗粒在裂缝性储层中的暂堵规律,利用表面生成和合成原理建立了裂缝宽度的数学模型,依据固相粒子在裂缝中的堵塞机理对粒子在裂缝中的架桥规律做了模拟试验,并用函数逼近和数据拟合的方法对试验结果进行了处理。基于模拟试验得到的架桥规律,可以在已知裂缝参数的情况下根据架桥距离选择粒子尺寸,从而为通过中性粒子实现裂缝性储层的暂堵提供定量依据。     

裂缝性漏失架桥材料粒度分布研究

针对裂缝性漏失地层的堵漏,根据“应力笼”原理,对裂缝壁面承压能力进行强化,首要任务就是利用刚性材料对裂缝进行预支撑,在形成一定强度的架桥后,弹性或纤维等材料进行填充才能使得该部分承压能力增强。由于以前使用的立缝缝板、光滑缝板及缝板长度过短等问题,致使实验后无法观测到堵漏材料进入裂缝的情况,故利用自主研发的能更接近现场真实情况的不锈钢长楔形裂缝模块,开展了裂缝性漏失架桥的实验研究,对比不同材料特征粒度分布对给定宽度裂缝的架桥效果,提出一种方法来选择粒度分布进而有效的形成架桥。通过采用该裂缝模块进行研究表明,该模块有良好的模拟地层的能力,可在实验后观察内部的封堵情况'主架桥颗粒D₉₀粒径的设计至关重要,应大于等于0.9倍的架桥处裂缝宽度且小于入口裂缝宽度;D₉₀不仅可以增加对“喉部”处的架桥,同时可以一定程度上提高封堵压力。     

消泡剂和消泡机理

本文详细综述了泡沫的形成条件及构成泡沫稳定存在的因素:液膜弹性、表面粘度、溶液粘度、电双层斥力和熵双层斥力、气泡间气体的扩散;从消泡剂的进入系数和铺展系数以及憎水颗粒的去润湿作用,论述了消泡机理;讨论了构成消泡剂的功能性组份。     

长链烷烃季铵盐DODMAC对钻井液中劣质固相的絮凝作用

钻井液中亚微米颗粒含量对钻井液的性能影响很大,有必要研发有针对性的高效絮凝剂以清除钻井液中的亚微米劣质土,而尽量减少对膨润土等有用固相的絮凝。为实现上述目标,本文以高岭土和膨润土作为絮凝对象,通过Zeta电位、浊度分析、粒度分析和势能分析等方法,研究分析了长链烷烃季铵盐双十八烷基二甲基氯化铵(DODMAC)对钻井液中固相颗粒的絮凝效果及其絮凝机理。结果表明,质量分数0.2%高岭土分散液在pH=5附近达到等电位点,其表面电性及电量易受pH影响,而膨润土的电位相对更加稳定;DODMAC加量为42.86 mg/L时对高岭土颗粒的浊度去除率达到90%以上,继续增大加量后絮凝效果逐渐变差;而对膨润土的浊度去除率则随DODMAC加量的增加而增大,且在低加量下浊度去除率很低。通过调整DODMAC加量,可实现对劣质固相高岭土的选择性絮凝。DODMAC主要通过电性中和以及疏水絮凝作用降低高岭土颗粒势能,从而促进高岭土颗粒聚结絮凝,DODMAC加量过大后会使得高岭土颗粒表面电性发生反转且电位增大,导致高岭土颗粒间的静电斥力增大而易于分散;而在膨润土分散液中,DODMAC则通过吸附架桥方式作用于膨润土颗粒而促使其絮凝。     

基于机器学习的堵漏颗粒粒径推荐方法

井漏是油气勘探领域的重大技术难题。桥接堵漏是最常用的堵漏技术手段,其中架桥颗粒粒径是关键参数,直接影响堵漏成败,目前架桥颗粒粒径的选择主要依赖经验,缺乏科学有效的方法。研究了一种基于机器学习算法的堵漏颗粒粒径推荐方法。该方法基础数据为塔里木盆地库车山前区域126口完钻井的测井、录井及防漏堵漏施工数据,其输入层为基于皮尔森算法筛选出的23项主要参数,输出层为0～750μm、750～1 500μm、1 500～4 000μm、4 000μm以上等4个架桥颗粒粒径区间。训练测试了10种常用的机器学习算法在测井数据、录井数据及测井+录井数据等三类数据集上的准确率,测井+录井数据集上各算法得分普遍高于测井和录井数据集。在测井+录井数据集上,支持向量机和极限随机树算法的F1得分最高,达到0.9以上。基于支持向量机和极限随机树算法的架桥颗粒粒径推荐模型在库车山前一口井上验证2井次,两种算法模型的架桥颗粒粒径预测结果与现场实际堵漏效果一致,在桥堵粒径级配科学优选上具有良好的应用前景。     

抗泡剂对润滑油的影响

润滑油在使用过程中,抗泡性能差会造成设备磨损、能耗增大、压力降低等问题。因此,在润滑油生产过程中要加入抗泡剂,以增强润滑油的抗泡性能。文章简要阐述了泡沫产生的原因,两种抗泡剂T901和1#(T921)抗泡剂的作用机理,考察了两种抗泡剂在不同加入比例下对油品的抗泡性能以及外观安定性能的影响。结果表明,选用1#抗泡剂,加入量在10～20 mg/kg之间时,抗泡效果良好、外观透亮。     

钻井污水絮凝处理实验研究

采用两次絮凝处理工艺对钻井污水进行了处理实验。探讨了絮凝剂种类及投加条件对处理效果的影响,并借助显微照相、ζ电位、扫描电镜等分析测试手段探索了絮凝机理。研究表明：钻井污水经过两次絮凝处理可以使ＣＯＤ、悬浮物和色度等达到ＧＢ８９７８－１９９６标准要求;第一次处理絮凝机理以“吸附架桥”机理为主,第二次处理絮凝机理可用“电中和”解释。     

水平管降膜蒸发器管外液膜铺展数值分析

运用FLUENT软件对水平管降膜蒸发器管外液膜的铺展过程进行数值模拟,分析了流量、管间距、管径及流体温度对水平管外液膜铺展的影响。模拟研究结果表明,液膜在水平管外分布不均匀,液膜铺展呈现波峰-平稳-波峰的周期性规律。在整个铺展区域内液膜厚度随流体体积流量的增大而增大,随流体温度的增大而减小;在叠加区内液膜厚度随着管间距的增大而增大;在平稳区域和冲击区域内液膜厚度随着管间距的增大而减小。周向角θ为45°时,液膜厚度在叠加区随管径的增大而增大;周向角θ为90°、135°时,液膜厚度在整个铺展区域内随管间距的增大而减小。     

热致形状记忆“智能”型堵漏剂的制备与特性实验

裂缝性漏失是钻井工程中的世界性难题,具有裂缝开度不明确、堵漏效率低等特点。传统的桥接堵漏材料对裂缝开度敏感性较强,难以实现有效的自适应架桥封堵。基于形状记忆智能材料学科新进展,利用"热-机械变形"基本原理,研制了不同粒径的热致形状记忆智能型堵漏剂（密度为1.16 g/cm³）,借助傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪和"折叠-展开"形状记忆测试方法,实验评价了其分子结构、玻璃化转变温度和形状记忆性能;测试了高温高压条件下颗粒膨胀及力学性能;开展了长裂缝封堵模拟实验,探讨了裂缝封堵机理。结果表明,热致形状记忆堵漏剂的玻璃化转变温度可依据漏层温度进行调控（72.86~102.35℃）,形状固定率和回复率大于99%;高温高压条件下（120℃、20 MPa）颗粒D90增长率大于40%,激活后抗压强度高,有利于在裂缝中自适应架桥封堵。热致形状记忆堵漏剂激活前为片状,易进入裂缝,达到激活温度后膨胀至立方体块状的三维结构,在一定范围内可自适应匹配漏层裂缝宽度,封堵效率高,采用一套封堵工作液配方即可成功封堵3~5 mm不同开度共存裂缝,实现温敏、自适应、高效封堵作用。     

新型泡沫金属筛管堵塞机理及影响因素试验研究

为了解新型泡沫金属筛管的堵塞机理和优化筛管结构,利用全尺寸防砂试验装置模拟泡沫金属筛管的堵塞过程,采用比采油指数评价筛管堵塞程度,分析不同泥质含量、筛管精度和泡沫金属层厚度下的堵塞程度及堵塞机理。结果表明,表层颗粒架桥是泡沫金属筛管堵塞的主要原因,筛管的比采油指数随泥质含量增大呈指数函数衰减,最终约稳定在0.075 m3/(d·MPa·m),与不含泥质时相比,下降了约78%;泡沫金属层孔径增大,比采油指数随之增大;泡沫金属层厚度增大,比采油指数的变化很小。新型泡沫金属筛管堵塞机理及影响因素的研究结果,为进一步优化筛管结构提供了理论依据。      

抗泡剂对润滑油性能的影响

文章从抗泡剂的选择、抗泡剂在润滑油中的应用以及不同种类的复合抗泡剂对比分析三个方面,阐述了抗泡剂本身对润滑油性能的影响,同时说明了油品调合时抗泡剂的加入方式不同,会对润滑油的抗泡性和储存安定性产生不同的影响,介绍了一种能提高抗泡剂在油品中分散程度、改善油品储存安定性的发明专利——抗泡剂加入法及设备。     

自组装颗粒深部调堵体系的性能评价

为提高颗粒堵剂深部封堵作用,研究了一种双层覆膜的微米级自组装颗粒深部调堵剂的微观形貌、悬浮性能、封堵性能,并分析了该堵剂的封堵机理。研究结果表明:所制备的自组装颗粒为粒径56.5数270.5μm的圆球型颗粒,在聚合物溶液中具有良好的悬浮性能,质量分数5%的自组装颗粒在0.3%聚合物溶液中静置20 h的悬浮率大于90%;65℃下注入1 PV的自组装颗粒悬浮体系(质量分数为5%自组装颗粒+0.2%聚合物)后对渗透率9000×10~(-3)~15000×10~(-3)μm~2的岩心的封堵率均在90%以上。自组装颗粒在封堵岩心中的分布状态表明:自组装颗粒具有填充封堵、黏接架桥封堵、黏连填充封堵功能。     

硅油在油品中的分散及消泡性能

从抗泡剂的作用原理出发，设计了抗泡剂与分散剂复合使用的新方式。经试验证明这种方式对提高润滑油。尤其是液力传动液抗泡性能的稳定性是有效的。     

黏土-聚合物复合冻胶调堵体系研究

借助黏土胶驱油剂的使用方法,研制了黏土-聚合物铬冻胶体系。考察了黏土的加入对聚合物铬冻胶强度和封堵性能的影响。结果表明,黏土的加入可以在一定程度上增加聚合物冻胶的黏度;会增加聚合物冻胶的强度,且随黏土浓度的增加,冻胶强度先增加后减小,在2%时达到最大;黏土-聚合物冻胶体系的封堵强度和耐冲刷性远高于聚合物冻胶体系,其中封堵强度高于聚合物冻胶体系的强度的1.2倍,尤其是针对大孔道的封堵;分析认为,黏土-聚合物冻胶体系除了聚合物冻胶本身的封堵作用外,还能通过形成结构、偶合、架桥、吸附膜等机理起封堵作用;在封堵大孔道方面,黏土-聚合物冻胶体系相比聚合物冻胶体系有较大优势,具有较好的应用前景。     

润滑油抗泡剂机理及特点探讨

泡沫会对用油设备及润滑油带来诸多的危害,及时消除有害泡沫对延长润滑油的使用周期和用油设备的寿命具有极大的安全与经济意义。向润滑油中加入抗泡剂以消除有害泡沫是简单而有效的方法。从泡沫的形成,泡沫消除和泡沫抑制等方面对抗泡剂的作用机理进行了探讨。泡沫与润滑油的表面张力有关。对硅型抗泡剂,非硅型抗泡剂和复合型抗泡剂的特点进行了综述。兼具有良好消除泡沫效果和抑制泡沫效果的复合型抗泡剂将会占据主导地位。(图0表0参考文献11)     

水不分散水泥浆的机理探讨与性能评价

基于胶体稳定理论、双电层压缩及吸附架桥原理,对水不分散水泥浆体系作用机理进行了探讨,并采用扫描电镜分析（SEM）进一步证明抗分散絮凝剂BCY-100S对水泥颗粒的架桥凝聚作用。评价了多种减阻剂对水不分散水泥浆流变性能和抗分散性能的影响,优选出能改善流变且不影响抗分散性能的BCD-200S作为配套减阻剂。评价了3种水灰比分别为0.45、0.47和0.50的水不分散水泥在30～80℃的抗分散性能、力学性能及其综合性能,结果表明,水灰比增大不影响水不分散水泥浆的抗分散性,水不分散水泥浆的游离液量为0 mL,上下密度差不大于0.03 g/cm3,流动度不小于20 cm,失水量可控制在50 mL以内,其力学性能满足施工要求。