层层沉积提高井壁稳定性室内研究

以钠蒙脱土分散液作为模拟钻井液,与支化聚乙烯亚胺聚合物溶液交替流过模拟井壁(硅片),模拟生物矿化过程,进行层层沉积模拟实验。通过原子力显微镜、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等手段跟踪钠蒙脱土/聚乙烯亚胺复合膜的成膜过程,并表征复合膜的形貌、微观结构、化学组成及力学性能。结果表明,钠蒙脱土和聚乙烯亚胺可自发在模拟井壁上形成结构致密的有机/无机复合膜,该复合膜具有明显的层状结构,平均每层厚度约为46.18nm。该复合膜力学性能优良,而且杨氏模量并不随沉积层数的增加而变化。通过动态滤失实验表明,层层沉积改善了滤饼质量,降低了滤失速率以及总的动态滤失量,有助于井壁稳定。     

基于碳纳米管/Ag/MoS2转导层的全固态钙离子选择电极

构建了一种电势稳定性好的全固态钙离子选择电极(Ca²⁺-ISE),采用碳纳米管(CNT)/Ag/MoS₂为转导层,自制的三脚架化合物作为钙离子载体,制备固体接触式Ca²⁺-ISE。 系统分析了全固态Ca²⁺-ISE的稳定性、能斯特斜率、响应范围、选择性系数等主要性能,发现制备的固体接触式Ca²⁺-ISE在钙离子浓度为1×10^-6~1×10^-1 mol/L范围内呈现线性能斯特响应,响应斜率为28.1 mV/decade。 CNT/Ag/MoS₂的引入有利于提高固体接触式Ca²⁺-ISE的离子浓度线性响应范围,缩短电势平衡时间,降低测试能斯特斜率与理论值差,对于Ca²⁺-ISE的长期在线检测有重要研究意义。     

油井水泥大温差缓凝剂的合成及性能研究

针对长封固段固井中水泥浆顶部和底部温差大导致顶部水泥浆超缓凝或不凝等问题，本文以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和长链季铵盐(DBrC)为单体，合成了一种油井水泥大温差缓凝剂PADBrC。其结构和性能用红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析及扫描电镜等表征。研究结果表明：PADBrC通过抑制水泥中Ca(OH)₂和水化硅酸钙凝胶(C—S—H)的生成，抑制水泥的水化作用；PADBrC能使水泥浆在150℃高温条件下保持良好的稠化性能，稠化时间为235 min,稠化曲线平稳；PADBrC能使水泥浆在60℃低温条件下养护24 h的水泥石的抗压强度大于14 MPa,因而PADBrC具有良好的温差适应性，可满足60～150℃的大温差固井施工要求。