新型聚胺页岩水化抑制剂的研制及应用

针对油气井钻井工程中抑制泥页岩水化的难点,基于分子结构优化设计,研制出了新型聚胺页岩抑制剂SDPA.SDPA为含有胺基和醚键等多官能团的低分子聚合物.三次岩屑回收率实验和膨润土造浆实验表明,新研制的聚胺具有优异的抑制性能,且作用时间长,优于国外同类产品.采用吸附、Zeta电位测试、XRD、接触角测量和元素分析等方法对SDPA的作用机理进行了分析.结果表明:SDPA在黏土颗粒表面为单层吸附,质子化铵离子交换出层间水化阳离子,降低黏土颗粒水化斥力;静电引力和氢键共同作用将黏土颗粒层间吸附的水分子排挤出来,压缩晶层间距;SDPA分子中疏水部分覆盖在黏土颗粒表面形成疏水屏障,防止水分子吸附;SDPA在黏土颗粒表面不易解吸,能发挥长期抑制作用.现场试验表明,聚胺水基钻井液抑制性强,性能稳定且易维护,满足现场钻井工程需要.     

强抑制性海水钻井液体系的研究

抑制剂属于封堵型的防塌材料,能够堵塞近井壁岩层的孔隙及微裂缝,防止钻井液向地层内过度滤失,从而维持井眼的强度和稳定性。本论文通过实验来观察抑制剂在高温下的抑制性能以及流变性并且从抑制性、降滤失性、流变性等几个方面对抑制剂进行评价。研究结果表明:抑制剂在高温下仍然有很强的抑制性能,对维持钻井液良好的流变性能发挥了重要作用,还能够有效的稳定井壁,毒性低,环保效果好,适用于海上钻井。     

强抑制性聚胺类页岩抑制剂NH-1的性能研究

为了解决在膨润土含量较高的地层钻井过程中出现井壁失稳的技术难题,根据添加页岩抑制剂抑制膨润土水化膨胀和分散的机理,通过分子设计研制了一种强抑制性聚胺类页岩抑制剂NH-1,并采用X-射线衍射(XRD)法和扫描电镜(SEM)法研究了NH-1对膨润土的抑制机理,采用岩心滚动回收实验、抗二级膨润土污染实验、相对抑制率实验、防膨胀率实验评价了NH-1的抑制效果.结果表明:膨润土被3.0%NH-1溶液浸泡烘干后,蒙脱石001晶面层间距从12.11增加到13.77;在2.5%NH-1溶液中,一次岩心回收率为89.52%,相对于清水提高了83.32%;在2.5%NH-1溶液中,当膨润土添加量为20%时,Φ600读数为9,而同等条件下在清水中Φ600读数超出了仪器量程;0.5%NH-1溶液对10%的膨润土浆的相对抑制率达到98.5%;2.5%NH-1溶液防膨率为80.37%.围绕NH-1聚胺抑制剂开发的聚胺防塌钻井液体系在四川高庙4井3 375～3 786 m井段进行了先导性试验,划眼时间仅仅只有20.8 h,只占总钻进时间的3.98%,成功解决了高庙4井井下井壁失稳的技术难题.     

聚胺页岩黏土水化膨胀抑制剂NH-1作用机理研究

从黏土矿物水化类型和作用力出发,结合NH-1的分子结构,研究了聚胺页岩黏土水化膨胀抑制剂NH-1的作用机理。研究结果表明,聚胺页岩抑制剂NH-1对页岩黏土水化膨胀的抑制作用包含4个方面:一是强吸附作用,抑制黏土的表面水化;二是离子交换作用,抑制黏土离子水化和渗透水化;三是插层作用,NH-1插入到蒙脱石001晶面中,抑制黏土水化膨胀;四是减弱地层的毛细管力,抑制黏土水化膨胀。并分别通过红外光谱、X射线衍射、表面张力及接触角测量验证了NH-1的抑制机理。用岩心渗透率实验测定了聚胺页岩抑制剂NH-1对低渗透地层的伤害,结果表明NH-1的加入对低渗透地层无伤害。     

强抑制性多元醇海水钻井液研究及应用

胜利浅海埕岛油田沙河街组地层粘土含量高，粘土组成以伊像混层和伊利石为主，地层水敏性较弱，微裂缝及层理较发育。钻井液及滤液沿层理和微裂缝渗入地层内部，引起硬脆性泥页岩剥落坍塌。针对沙河街组地层特点，研制出一种强抑制性多元醇海水钻井液体系，并对其进行了性能评价及防塌机理分析。室内试验结果表明，该钻井液体系具有较好的抑制性能和流变性，抗海水和劣质土污染的能力较强，环境可接受性好。现场实践证明，该钻井液性能稳定，维护处理简单，能有效解决沙河街组地层钻进中出现的技术难题，避免复杂情况的发生。     

强抑制性多元醇海水钻井液研究及应用

胜利浅海埕岛油田沙河街组地层粘土含量高,粘土组成以伊/蒙混层和伊利石为主,地层水敏性较弱,微裂缝及层理较发育.钻井液及滤液沿层理和微裂缝渗入地层内部,引起硬脆性泥页岩剥落坍塌.针对沙河街组地层特点,研制出一种强抑制性多元醇海水钻井液体系,并对其进行了性能评价及防塌机理分析.室内试验结果表明,该钻井液体系具有较好的抑制性能和流变性,抗海水和劣质土污染的能力较强,环境可接受性好.现场实践证明,该钻井液性能稳定,维护处理简单,能有效解决沙河街组地层钻进中出现的技术难题,避免复杂情况的发生.     

聚胺高分子聚合物钻井液添加剂应用与发展

随着石油勘探开发技术的不断提高,目前对钻井液性能的要求也越来越严格,尤其对钻井液的抑制粘土膨胀性能及悬浮、携带钻屑的性能要求更加重视。双聚胺类聚合物具有提高钻井液这方面性能的作用。     

纸张湿强剂聚胺—聚酰胺—环氧氯丙烷应用技术的研究

聚胺－聚酰胺－环氧氯丙烷是一种造纸用湿强剂。为提高它的增强效果，我们采用淀粉黄原酸钠作为助留剂，实验证明这样做可大幅度降低助剂用量，增强效果却明显提高。     

新型聚合醇钻井液抑制性能研究

基于页岩气开发中对页岩井壁稳定的严格要求和聚合醇抑制剂在钻井液中性能特点,应用聚合醇(丙三醇、乙二醇和聚乙二醇200)与水共同构建钻井液液相的研究方法,配制了新型聚合醇钻井液。通过抑制膨润土造浆实验、页岩膨胀实验和页岩滚动分散实验,对比评价了新型聚合醇钻井液与传统应用抑制剂的钻井液的抑制性能。结果表明,与传统应用抑制剂的钻井液相比,新型聚合醇钻井液更有利于抑制膨润土的水化造浆、页岩水化膨胀和页岩水化分散,具有更佳的应用前景。     

几种有机盐溶液活度及抑制性实验研究

井壁失稳一般都发生在泥页岩、盐岩、弱胶结或未胶结的砂岩及其他破碎性岩石的地层, 最常见且影响严重的是泥页岩地层,导致泥页岩地层失稳的最重要的原因是泥页岩的水化。针对泥页岩在水溶液中的水化程度取决于水溶液的活度,分析了活度与泥页岩水化膨胀的相互关系, 认为对防止泥页岩井壁失稳非常重要。通过吸附等温线的方法测定了Weigh2、Weigh3、YJS-1、YJS-2、KCOOH、NaCOOH、NaCl、KCl、CaCl₂ 的活度,测定了上述产品的抑制膨胀性和抑制分散性,对比分析了盐溶液活度和抑制性的关系。结果表明,根据盐溶液的活度和抑制性,可以通过调节钻井液中不同的盐及其浓度,控制泥页岩水化,达到井壁稳定的目的。     

氯化钾硫酸铵转化法制取硫酸钾工艺的研究

本文介绍了以氯化钾、硫酸铵为原料制备硫酸钾的工艺．通过实验确定了最佳工艺条件,硫酸钾收率达83％,K2O含量50%左右,Cl-含量小于1.5％．     

氯化钾硫酸钠转化法制取硫酸钾的研究

通过时Ｋ＋、Ｎａ＋Ｃｌ－、ＳＯ－Ｈ２Ｏ系统相图的分析与工艺计算，制定用分步法由硫酸钠转化氯分钾制取硫酸钾工艺流程。在实验室条件下制得符合肥料级的硫酸钾产品，并回收副产物氯化钠。过程中无废物排放。     

重铬酸钾返滴定法测定岩盐中氯化钠的研究

研究了采用重铬酸钾返滴定法测定岩盐中的氯化钠。用定量的K2Cr2O7-H2SO4溶液,在加热的条件下与岩盐反应,生成的氯化酰铬蒸发除去后,再用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的K2Cr2O7。测定结果的RSD=1．0％,加标回收率R=97．5％～100．2％。结果表明,改进后的测定法准确、快速、干扰小、终点现象明显,是一种既可用于各种可溶性氯化物中氯含量或氯化物含量的测定,也便于准确而快捷地测氯。     

苏北陆相页岩油储层井壁稳定性能评价

为解决苏北陆相页岩油储层钻进过程中卡钻频发、成井难度大等技术难题,开展了地质特征和室内实验评价分析,结果表明苏北陆相阜宁组二段泥页岩黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,具有一定的水化分散性能,并具有明显的双亲性润湿特征。阜宁组二段泥页岩层理性强,钻井液滤液在压差和自吸作用下沿地层微裂隙侵入地层,引起泥页岩的局部水化,产生水化膨胀压,导致大量微裂缝延伸扩展,岩石整体性破坏,力学参数显著劣化,致使井壁失稳。据此针对性的制定了“强化抑制+高效封堵+润湿反转”的井壁稳定控制技术对策,达到“外防水侵、内控膨胀”的井壁稳定效果,可为后期陆相页岩油气水平井施工提供参考和借鉴。     

氯化钾对尼龙66的聚集态结构的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)方法研究KCl对尼龙66聚集态结构的影响。研究结果表明加入KCl能够明显地改变尼龙66的聚集态结构。红外光谱结果证实钾离子能够插入尼龙66分子链,与尼龙66分子链上的羰基发生配位作用,破坏尼龙66的氢键,降低了尼龙66分子链的规整性,使尼龙66的聚集态结构发生改变。尼龙66与KCl之间的这种相互作用可能为发展一种尼龙加工制造新方法提供新的机会。     

甲基硅酸钾页岩抑制剂的性能评价与作用机理

通过线性膨胀实验、膨润土造浆实验以及热滚回收实验对甲基硅酸钾的页岩抑制性能进行了评价。结果表明,甲基硅酸钾具有优异的页岩抑制作用,明显强于目前油田常用的另一种有机硅类页岩抑制剂——甲基硅酸钠。此外,通过X射线衍射、红外光谱以及水接触角测定等表征手段对甲基硅酸钾的抑制机理进行了分析。研究结果表明,甲基硅酸钾的黏土水化抑制作用来自钾离子和甲基硅酸根阴离子的协同作用。甲基硅酸根阴离子能够吸附在蒙脱石颗粒的边、角位,使原本相对亲水的蒙脱石颗粒表面转变为相对疏水,从而阻止水向蒙脱石层间的侵入,起到抑制膨润土水化膨胀的作用。     

用磷石膏转化生产硫酸钾的工艺研究

实验研究了利用磷石膏废渣生产硫酸钾和氯化铵的新工艺 .所用原料还包括碳酸氢铵和氯化钾 ,副产物为碳酸钙和氯化铵 .该工艺流程短 ,操作简单 ,成本低 ,产品质量好 ,K+ 的收率大于 88.2 3% ,产品中硫酸钾的含量大于 92 .1 0 % .     

氯化钾与硫酸铵制备硫酸钾的基础研究

对氯化钾与硫酸铵制备硫酸钾的水盐体系进行了基础研究，通过通过，得到了一系列湿渣－饱和液的组成对照数据及对照曲线，由此可确定出硫酸钾产品纯度和对应饱和液的一个变化范围，为制定工艺条件提供了理论依据。     

2，3，5-氯化三苯基四氮唑对N80^#钢缓蚀行为的研究

用稳态极化法和交流阻抗法研究了2，3，5-氯化三苯基四氮唑对N80^#钢在含H2SO3酸性溶液中发生腐蚀时的缓蚀作用及其缓蚀机理．结果表明：2，3，5-氯化三苯基四氮唑是一种以抑制阳极过程为主的缓蚀剂．其还原产物在N80^#钢表面的吸附阻止了腐蚀性的酸性溶液与钢表面的接触，从而起到缓蚀作用．