钻井液用新型纳米润滑剂SD-NR的制备及特性

针对目前钻井液用常规润滑剂极压膜强度低、抗温性差、毒性大等突出问题,采用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO_2进行超声表面改性,然后将其与表面活性剂S1按一定比例添加到菜籽油中,80℃下搅拌并加入适量稳定剂制备出纳米润滑剂SD-NR,通过红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)对产物进行了表征。性能评价表明,SD-NR加量为1%时润滑系数降低率大于85%,对钻井液流变性无明显影响,具有一定的降滤失性和抑制性,极压膜强度高,抗温达180℃以上,荧光级别在1~2级。     

基于石墨烯修饰的超低渗透成膜剂制备及性能评价

为阻止钻井液滤液进入地层,维持井壁稳定、保护储层,采用改进的Hummers方法对石墨烯表面进行活化处理,引入羧基、羟基、环氧基等活性基团,与优选的单体在活化石墨烯表面接枝聚合,制备了一种基于石墨烯修饰的超低渗透成膜剂SMSL.采用红外光谱仪、元素分析仪、原子力显微镜、同步热分析仪等分析了超低渗透成膜剂SMSL的分子结构...     

页岩储层保护用O/W纳米乳液的制备

针对钻井液滤液侵入页岩储层极易导致严重的水敏损害及液相圈闭损害问题,采用两步稀释法研备出粒径极小、分散性好且长期稳定的页岩储层保护用水包油(O/W)纳米乳液。选取Gemini季铵盐型表面活性剂GTN、Tween80与正丁醇三者复配作为表面活性剂组分(记为S+A),通过室内实验研究了水相中NaCl质量分数对NaCl溶液/(S+A)/正辛烷体系微乳液特性的影响,考察了微乳液相转变温度(PIT)、制备方法及其微观构型等因素对采用两步稀释法制备的纳米乳液粒径的影响,同时对纳米乳液体系的失稳机理进行研究。结果表明,NaCl溶液/(S+A)/正辛烷体系微乳液中NaCl的加入可以显著提高表面活性剂组分的乳化效率,改变微乳液微观构型,使PIT显著降低;当剂油体积比(R_os)为7:3时,通过调节双连续微乳液的PIT接近实验乳化温度,采用两步稀释法制备的O/W纳米乳液粒径最小且分布范围最窄;NaCl溶液/(S+A)/正辛烷体系纳米乳液主要失稳机理为奥氏熟化;纳米乳液具有良好的储层保护作用。     

液氨超柔软整理技术

简述了液氨超柔软整理技术的起源及发展，介绍了该项技术的原理和相关内容。     

氧化石墨烯新型抗高温降滤失剂的合成与评价

为了解决改性石墨烯产品单独作为处理剂时加量大、成本高的问题,通过氧化石墨烯（GO）与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、醋酸乙烯酯（VAC）共聚,制备了氧化石墨烯/聚合物降滤失剂GOJ。借助红外谱图和透射电镜照片做的结构表征表明,GOJ中含有五元环结构和酰胺基、磺酸基、羟基等官能团,相对分子质量在3.63×105左右,微观下为颜色较深的平整的片状结构。性能测定结果表明,新研制的GOJ降滤失性能好,在淡水基浆中加入0.2% GOJ,可使API滤失量降低70%,降滤失能力优于聚合物类降滤失剂PAMS601和JT888等;GOJ具有较强的耐盐性能和优异的高温降滤失能力,耐盐可至饱和,同时在相同加量下,GOJ在180℃、200℃和220℃下的降滤失能力均优于国外产品Driscal-D;氧化石墨烯可以提高GOJ的耐温性能,当GOJ中氧化石墨烯含量为0.32%时,其抗高温能力提升约20℃,并且随着氧化石墨烯含量的增加,高温下的降滤失能力逐渐增强。GOJ可以用作水基钻井液的抗高温抗盐降滤失剂。      

“适度抑制”及“储层保护”钻井液的研制及应用

BZ29-4油田明化镇组上部地层泥岩体积分数较高,下部储层主要为中—细粒岩屑长石砂岩,物性较好。在上部地层使用PEC钻井液体系钻进时,出现起下钻不畅、憋泵、憋扭矩、钻井液黏度和切力增大等复杂情况,加入氯化钾后起泥球程度下降,但起下钻不畅程度加剧,且倒划眼更加困难。为解决该技术难题并有效保护物性较好的明下段储层,文中提出＂适度抑制、加强封堵＂的防塌方法,选用兼具井壁稳定和储层保护作用的胺基硅醇（HAS）为主要处理剂,构建了高性HAS钻井液。该钻井液抑制性适中,既能抑制泥岩水化,防止钻头泥包、憋泵、钻井液黏切增大,又能杜绝过度＂硬化＂井壁,避免起下钻遇阻和倒划眼困难,而且润滑性好、抗污染能力强、储层保护效果优良。现场应用表明,＂适度抑制、加强封堵＂的防塌方法可行,无钻头泥包现象,起下钻顺畅,井眼规则,显著提高了钻井效率。     

新型两亲性低分子多胺页岩抑制剂的特性

为提高胺类抑制剂的抑制性和抗温性,优选一种新型两亲性低分子多胺BHTA,设计页岩滚动分散实验、抑制膨润土造浆实验、粒度分布测试评价抑制性能.结果表明:BHTA抑制性优于传统的无机盐类抑制剂KCl和国外聚胺产品Ultrahib,能有效抑制黏土水化膨胀和分散,耐温性优良,可用作泥页岩水化抑制剂.采用Zeta电位测试、红外光谱分析、改性膨润土吸水实验及X线衍射分析测试黏土层间距等,探讨BHTA的作用机理,表明BHTA主要通过质子化胺基与黏土颗粒的静电作用、氢键吸附在黏土表面,以静电吸附为主,通过疏水屏蔽作用发挥抑制作用;BHTA单层吸附进入黏土层间,能最大限度降低黏土水化层间距,破坏黏土水化结构.     

管道气液两相严重段塞流的数值模拟与分析

为了研究管道系统严重段塞流的瞬态特性,以下倾管-立管系统为建模对象,建立了气液两相严重段塞流的一维数值模型。该模型基于分层流理论和分相流理论,分别对严重段塞流的四个阶段(液塞形成、液塞流出、液气喷发和液体回流)进行理论建模。模型的仿真结果与文献中的实验数据相对误差在10%以内,验证了该理论模型的有效性。在此基础上,对严重段塞流现象进行了数值仿真,并分析了气液折算速度对严重段塞流瞬态特性的影响。结果表明:下倾管-立管系统严重段塞流现象具有明显的周期特性,并且周期随着气相折算速度的增大而减小;立管底部压力波动幅值随着气相折算速度的增大而增大。研究结果可为管路系统的设计和振动预防提供参考。     

全隐式龙格库塔法求解点堆动力学方程

强刚性问题时数值求解点堆中子动力学方程组的难点之一。该文用基于高斯-勒让特求积公式节点的全隐式龙格库塔法(简称GLFIRK)求解点堆动力学方程组。该方法是B稳定的,而且计算精度高,对于E级GLFIRK,其计算精度为2E阶。该文在阶跃、线性和正弦等不同反应性加入条件下对点堆动力学方程组进行了计算,计算结果表明,该方法计算精度高、计算速度较快、适应能力较好,可满足一定的工程应用要求。     

页岩储层温敏型P(NIPAm-co-AA)/nano-SiO_2复合封堵剂的制备及特性

页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,传统封堵剂难以在页岩表面形成有效的泥饼阻止液相侵入,只有纳米级颗粒才能封堵页岩的孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定,保护储层。采用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2进行超声表面改性,引入乙烯基功能基团,80℃下使其与温敏性单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、亲水性单体丙烯酸(AA)共聚,通过调节NIPAm、AA摩尔比制得不同最低共溶温度(LCST)值的温敏型P(NIPAm-co-AA)/nano-SiO2复合封堵剂,并用红外光谱、透射电镜和热重分析对产物进行表征。通过透光率测试研究了其温度响应行为,通过下志留统龙马溪组岩样的压力传递实验研究了其封堵性能。结果表明,P(NIPAm-co-AA)/nano-SiO2温度响应行为灵敏,存在明显的LCST值,随亲水性单体AA含量的增加,其LCST值不断升高;温度在LCST值以上,该封堵剂同时发挥物理封堵和化学抑制双重作用,阻缓压力传递效果显著,封堵后页岩表面呈疏水性,完全阻隔了水的传递。