纳米二氧化硅对水基钻井液滤失影响预测模型及机理分析

采用2级-2因子复合分析法,证明了纳米二氧化硅和膨润土加量对滤失量和泥饼厚度具有较大影响。同时考虑膨润土悬浮液的结构动力学和纳米颗粒的胶体行为,建立了新的添加纳米材料的钻井液滤失模型。通过Minitab数据软件对新滤失模型与API滤失模型进行对比分析,新模型标准误差为0.41~0.81cm^(3)、决定系数为99.3%~99.89%,具有较高可信度。将新模型预测数据与实验数据进行了对比,实验结果吻合良好。通过对泥饼进行X衍射分析和能谱分析发现,纳米二氧化硅影响滤失机理为纳米二氧化硅中的Si4+取代了泥饼中Fe2+、Mg2+等游离的阳离子,使得纳米二氧化硅颗粒进入泥饼微裂缝中,从而降低泥饼渗透率和滤失量。

一种酸化缓蚀剂的合成与性能评价

本文用喹啉和氯化苄合成了一种喹啉季铵盐型酸化缓蚀剂。先筛选出最有效的反应溶剂平平加,再通过正交实验,得到了最佳合成工艺条件:反应时间6h,反应温度170℃,n(氯化苄)∶n(喹啉)=1.1∶1,反应溶剂为2%的平平加。当挂片时间为4h,盐酸浓度为15%,反应产物加量为1%,挂片温度为90℃时,P110钢片在用此配方合成的缓蚀剂中的腐蚀速率为1.923 g·(m^(2)·h)^(-1)。使用红外光谱仪对产物进行了表征,采用静态失重法考察了缓蚀剂加量、腐蚀温度、盐酸浓度对喹啉季铵盐的缓蚀性能的影响。实验结果表明,缓蚀效果与缓蚀剂的浓度呈正相关,与腐蚀温度及盐酸浓度呈负相关。运用电化学交流阻抗谱和电化学极化曲线法,对缓蚀机理进行了简单分析。本文合成的缓蚀剂,是一种以抑制阳极反应为主、缓蚀作用机理属于“负催化效应”的混合型缓蚀剂。

一种膦系缓蚀剂研制及性能评价研究

为了提高膦系缓蚀剂的缓蚀性能,降低磷的使用量,本文采用静态失重法,从6种缓蚀剂中筛选出3种缓蚀率最高的缓蚀剂进行复配,通过正交实验,探究了复配配方的最佳配比。C(Na_(2)SiO_(3))∶C(HEDP)∶C(DTPMP·Na7)=25∶3∶5时,缓蚀剂配方的缓蚀性能最好。正交曲线分析结果表明,缓蚀剂配方属于阳极抑制型缓蚀剂。

原地聚合制备高强度凝胶及其封堵性能研究

本文以丙烯酰胺、甲基丙烯酸钠为单体,过硫酸铵为引发剂,铁氰化钾为速率控制剂,采用原地聚合法,成功制备出了高强度凝胶堵剂。通过正交实验,对体系配方进行了优化,测试了所制备的高强度凝胶的膨胀性能和封堵性能。实验结果显示,将铁氰化钾为0.04%、过硫酸钾为0.15%、甲基丙烯酸钠为3.0%、丙烯酰胺为8.0%、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为0.15%、体系pH值为6的溶液装入砂管,在70℃下原地聚合10h后,形成的高强度凝胶对填砂管的封堵率达99.87%以上,突破压力大于18.3MPa·m^(-1)。