Application of micro-foam drilling fluid technology in Haita area

In recent years, a new kind of drilling fluid system with unique structure micro-foam has been developed. Compared with other drilling fluid systems, it possesses many advantages. And it has been successfully applied in hundreds of wells to drill depleted reservoirs in the world wide. The geological structure is very complex in Haita area, it is difficult to achieve the requirement of increasing drilling rate by conventional drilling methods, even can’t make footage. The micro-foam drilling fluid can apply to Haita area, and solve the drilling problems commendably, which is comprehended by studying the structure and plugging, prevent caving, speed mechanism of the micro-foam drilling fluid. Field practice indicates that micro-foam drilling fluid technology can resolve the drilling problem effectively in Haita basin. It has the extremely vital significance to improve drilling speed, discover and protect reservoir stratum, decrease the risk of circulation loss and save the drilling cost.

微纳米颗粒三相泡沫体系构筑及特性

为进一步提高聚驱后采收率,结合聚驱后油藏特征,构筑具有自适应堵调驱功能的微纳米颗粒三相泡沫体系,通过黏度、界面、泡沫和堵调驱性能试验,研究微纳米颗粒三相泡沫体系特性,应用归一化和权重系数方法,分析三相泡沫体系溶液特性与驱油效果的相关性。结果表明:软体微米颗粒三相泡沫体系的特性参数较好,具有超低界面张力,剖面改善率超过82%,聚驱后可提高采收率超过14%;硬质纳米颗粒三相泡沫体系的特性参数相对较差,但聚驱后仍可提高采收率超过10%;三相泡沫体系泡沫综合指数和运动黏度是驱油效果的主要影响因素,而剪切黏度和界面张力是次要影响因素。

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。

微发泡工艺在乘用车上的应用与前景展望

为了充分挖掘微发泡工艺在乘用车零部件中的轻量化潜力,基于文献分析总结微发泡工艺原理、应用情况,并对微发泡工艺应用前景进行展望。目前,仪表板骨架、门板护板、发动机装饰罩等乘用车部分内外饰零部件利用该工艺成型,可实现乘用车质量减轻5%~20%,具有良好的尺寸稳定性,无需对模具进行反复修改。

激光-热处理复合工艺制备油水分离表面及性能研究

目的研发一种高效、低成本的激光-热处理复合工艺,制备具有油水分离性能的泡沫铜表面,为石油污染的净化提供一种有效的参考方法。方法首先利用纳秒激光在泡沫铜表面上诱导出多级微纳米结构,然后将泡沫铜放入低温烘箱中加热处理,通过调控激光参数和热处理相互作用制备出了超疏水超亲油泡沫铜表面,并使用扫描电子显微镜、光电子能谱仪和接触角测量仪,对激光加工前后泡沫铜表面的微纳结构、表面化学元素组成和油水在表面的润湿性进行了表征。结果泡沫铜表面经纳秒激光加工后诱导生成的多级微纳结构受到包括激光扫描速率、激光加工功率和扫描间距等激光加工参数的显著影响。同时,配合低温热处理工艺,激光制备泡沫铜表面的化学成分快速转变,表面能显著降低,使得泡沫铜表面获得了超疏水超亲油的润湿特性。本工作制备的泡沫铜表面在空气中的最大水接触角为158.5°,油接触角为0°。并利用油水分离试验装置验证了激光-热处理复合工艺制备的超疏水超亲油泡沫铜表面可以使油和水选择性通过,分离效率超过90%。结论激光-热处理复合工艺制备的具有多级微纳结构的泡沫铜表面具备优异的超疏水超亲油特性,展现出了良好的油水分离性能,有望实现海洋生态中石油污染的净化。

废玻璃粉对泡沫混凝土性能和微观孔结构的影响及其价值工程分析

玻璃研磨成粉后的主要成分与粉煤灰相似,具备潜在的火山灰活性。为提高我国对废弃玻璃的循环利用率,将泡沫混凝土与废玻璃粉结合用于改善泡沫混凝土性能,减少水泥消耗量,提高废玻璃的循环利用率。本文研究了以废玻璃粉作为胶凝材料替代部分水泥,并探究废玻璃粉对泡沫混凝土抗压强度、干密度、干缩率、软化系数等的影响。结果表明:在替代胶凝材料总质量的0%~30%(质量分数,下同)时,废玻璃粉会提高泡沫混凝土的抗压强度;且在废玻璃粉掺量为20%时,泡沫混凝土28、56 d抗压强度达到最大值;而在120 d时,废玻璃粉掺量为30%的泡沫混凝土抗压强度达到最大值。废玻璃粉会降低泡沫混凝土的干缩值,且掺量越大,干缩值的降低程度越大,这有助于解决泡沫混凝土易开裂的问题。废玻璃粉能够明显提高泡沫混凝土的软化系数,便于其在潮湿或水下环境应用。此外,从微观孔结构的角度对废玻璃粉引起的泡沫混凝土力学及耐久性能的变化规律做出解释,最后对废玻璃粉引入泡沫混凝土后的价值进行分析,定量证明了废玻璃粉的环保性和经济性。

化学发泡剂含量对秸秆纤维/聚丙烯复合材料性能的影响机理

目的揭示发泡剂含量对微发泡注塑成型秸秆纤维/聚丙烯复合材料(SF/PP)密度及力学性能的影响规律,提供制备低密度高性能SF/PP材料的发泡剂用量工艺参考。方法以偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂,制备了注塑发泡SF/PP,利用扫描电子显微镜、电子万能实验机和红外光谱测试等手段,分析了不同发泡剂含量下SF/PP的拉伸、弯曲、冲击性能、泡孔微观形貌和分布以及复合材料红外光谱图,通过实验对比分析了不同发泡剂含量下材料性能的变化规律。结果当AC含量增加时,微发泡SF/PP的密度先降低后升高,冲击强度则先升高后降低,拉伸和弯曲强度为逐渐降低。当AC的质量分数为4%时,微发泡SF/PP的综合性能最佳,泡孔结构最好;微发泡(SF/PP)红外光谱图结果显示,在3420 cm^(-1)处的—OH伸缩振动峰强度高于未发泡复合材料的,这表明秸秆纤维表面极性增大,秸秆纤维与树脂之间的结合性变差,导致微发泡SF/PP的拉伸强度低于未发泡材料的。结论适当增加AC含量可使复合材料获得微小、致密的泡孔微观结构,降低材料密度,提升产品的力学性能;但当AC含量过多时,泡孔坍塌会使泡孔直径增大、泡孔结构变差,从而影响复合材料的力学性能。

秸秆纤维/聚丙烯微发泡复合材料热老化性能

以秸秆纤维作为填充物、偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂制备了微孔发泡秸秆纤维聚丙烯复合材料,利用扫描电子显微镜、红外光谱测量仪等对秸秆纤维聚丙烯微发泡复合材料热老化后的性能进行了研究。结果表明,复合材料在热老化96 h时,力学性能下降幅度小,各项性能保持率较高,随着老化时间增加,复合材料的力学性能下降幅度超过90%,样品表面出现纤维脱落现象。随着老化时间的增加,复合材料断面粗糙度增加,出现裂缝和孔隙,并且复合材料内部的泡孔会发生合并和坍塌,泡孔平均直径增加泡孔密度减少,泡孔结构变差。

中空吹塑制品的微发泡成型技术(一)

本文介绍了中空吹塑制品的微发泡成型技术,篇幅较长,分篇介绍。

骨架中空对泡沫铜内融化过程的影响

将多孔介质和相变材料复合是提高固液相变储能系统传热性能的有效措施.本文通过微型计算机断层扫描(micro computed tomography,Micro CT)三维重构得到泡沫铜的数值结构,采用格子Boltzmann方法对填充泡沫铜复合相变材料的方腔融化过程进行孔隙尺度模拟研究,讨论不同Rayleigh数以及热导率下,泡沫铜骨架中空对泡沫铜内融化过程的影响.结果表明,中空骨架泡沫铜相比实心骨架泡沫铜,融化前期换热强度更低、相变材料的融化更慢、储能效率η更高.与泡沫铜骨架相比,通过骨架中空区进入方腔的热流量可以忽略不计;随Fourier数的增大,泡沫铜的传热增强效率ζ会因为导热和自然对流的竞争而出现先上升后下降然后再上升的现象;当Rayleigh数减小时,储能效率η提高,传热增强效率ζ随Fourier数的变化趋于平缓,中空骨架泡沫铜和实心骨架泡沫铜对应的传热增强效率ζ的差距减小;泡沫铜骨架和相变材料热导率之比越大,融化结束时刻储能效率η越低,中空骨架泡沫铜和实心骨架泡沫铜对应的传热增强效率ζ的差距越小.

PAM和VAE泡沫混凝土微观结构与宏观性能的研究

研究了聚灰比为0、0.1%、0.5%、1.0%时,聚丙烯酰胺(PAM)乳液对泡沫混凝土干密度和抗压、抗折强度的影响;以及聚灰比为0、1.0%、3.0%、5.0%时,乙烯-醋酸乙烯(VAE)共聚乳液对泡沫混凝土干密度和抗压、抗折强度的影响。通过显微图像处理并使用Image-Pro Plus软件分析泡沫混凝土截面微观孔结构,探究泡沫混凝土微观孔结构和宏观性能的变化趋势和对应关系,以及PAM和VAE对泡沫混凝土的改性机理。结果表明:随着聚灰比的增加,PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径呈先减小后增大的趋势,圆度值呈先增大后减小再显著增大的趋势,导致干密度、抗压强度和抗折强度总体上均有显著的减小趋势,确定较优聚灰比为0.5%。VAE泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径则随着聚灰比的增加呈先减后增的趋势,圆度值呈一直增大的趋势,导致干密度和抗折强度均先减小后增大,抗压强度先增大后减小再增大,确定较优聚灰比为1.0%。对比两者发现,不同聚灰比的PAM泡沫混凝土的孔隙率和平均孔径均小于VAE泡沫混凝土,同时两者的干密度变化趋势也有明显差异,前者抗压强度小于后者,而抗折强度的数值和变化趋势与后者相近。

光电化学除草剂检测系统设计

我国农作物生产中化学除草剂被广泛使用,但除草剂的残留会威胁人们的生命健康。基于纳米技术和光电化学技术,研制的Au/ZnO/Co_(3)O_(4)/NF纳米复合材料除草剂残留传感器具有灵敏度高、检测限低等特点,以Au/ZnO/Co_(3)O_(4)/NF纳米复合材料除草剂残留传感器电极为基础,结合嵌入式技术设计的传感器样机成本低、制作工艺简便、操作简单,为新型光电化学除草剂残留传感器的研制提供了很好的研究案例,有一定的科研和应用价值,特别是在农业领域具有较大的应用前景。

微纳米多孔炭材料及其军事应用

微纳米多孔炭材料具有特定微观孔结构形式和表面化学性质,在军事领域有着其他材料难以替代的特殊用途。总结了活性炭、炭气凝胶、炭泡沫3类典型微纳米多孔炭材料的制备工艺、结构和性能特点,概述了活性炭作为吸附材料、炭气凝胶作为高温防护材料、炭泡沫作为热管理和多功能结构材料的研究与军事应用现状,对碳基微纳米孔材料的未来发展及军事应用进行了展望。

微/纳米多孔低介电聚酰亚胺薄膜的研究进展

聚酰亚胺(PI)作为高性能聚合物,已成为5G通信的重要原材料之一。传统PI薄膜的介电常数处于3.0~3.4之间,随着电路集成度越来越高,已无法满足高速发展的微电子工业的要求,因此,开发综合性能优异的低介电PI薄膜已成为研究热点。向PI薄膜中引入微/纳米级的分散孔隙,可以有效降低介电常数,同时保留薄膜优异的综合性能。文中从物理和化学制备方法入手,综述了近年来国内外微/纳米多孔低介电PI薄膜(M/N-PLD-PI)的制备工艺,阐明了引入微/纳米级的分散孔隙对降低PI薄膜介电常数的贡献,并对多孔低介电PI薄膜的发展进行了展望。

考虑尺寸效应的微型武器壳体动态响应分析

研究了三维石墨烯泡沫增强微型武器壳体的动态响应。首先基于修正的偶应力理论(MCST)和Love薄壳理论推导出系统的控制方程;其次采用Galerkin法和模态叠加法对GFRNC(三维石墨烯泡沫增强聚合物)微壳进行了固有频率和动态响应分析;最后详细讨论了三维石墨烯泡沫重量分数、分布类型、尺度参数、泡沫系数和几何形状对微壳动态响应的影响。

掺合料对泡沫脱硫建筑石膏性能的影响

通过SEM扫描电镜、SPSS迭代回归分析等手段,研究水泥、矿粉和硅灰掺量对泡沫脱硫建筑石膏力学及耐水性能的影响和作用机理。结果表明:单掺水泥与复掺矿粉均可有效改善泡沫脱硫建筑石膏的力学及耐水性能;当掺入10%水泥、14%矿粉时,硬化体的综合性能较优,28 d抗压、抗折强度及软化系数均达最大,分别为18.69 MPa、4.92 MPa、0.486;较大掺量的硅灰易聚团使复合材料浆体体积发生膨胀,导致试样强度及软化系数下降,硅灰掺量不宜大于10%。获得单掺水泥与复掺矿粉时复合材料抗压强度与孔隙率的线性回归模型,模型回归效果显著,回归曲线与试验数据吻合度较高;掺合料的水化产物通过填充和包裹石膏晶体,形成致密的微观结构,进而提升泡沫脱硫建筑石膏的强度和耐水性。

可循环微泡沫钻井液技术研究与应用

针对在低压裂缝性潜山油层和砂岩油层的勘探开发中,使用常规水基钻井液存在严重漏失问题,钻井工艺研究院研制出了抗高温可循环微泡沫钻井液体系。室内对发泡剂、稳泡剂用量以及该钻井液的稳定性、抗温性、抗污染性和油气层保护进行了评价。结果表明,该体系起泡性能好,微泡沫基液与气体接触后可产生大量颗粒较细的微泡沫,徽泡沫稳定性强,在长时间循环和高温条件下性能稳定,抗污染能力强,与储层流体及钻井液处理荆配伍性好;配制微泡沫钻井液,发泡荆最佳用量为0.4％～1.0％,稳泡剂最佳用量为0.1％～0.3％。现场应用表明。微泡沫钻井液具有低密度的特点,在三开钻进过程中相对稳定,解决了在低压储层钻井时遇到的井漏问题,避免了因井漏引起的储层损害,达到了保护油层的目的;该钻井液具有较强的携砂能力,岩屑返出正常,完全满足了开发低压油气层工程和地质需要。

大庆油田微泡沫钻井液的研究与应用

微泡沫钻井液在保护油气层和防漏方面具有常规水基钻井液所无法替代的优势,特别适用于大庆油田低压、低产油藏。筛选了发泡剂、稳泡剂,将现用钻井液体系转化为微泡沫钻井液体系,研制了适合微泡沫发挥作用的微泡沫钻井液配方,并对其抑制性、抗温、抗污染(抗黏土、钙、油气)能力、油层保护效果(模拟岩心动态污染试验)以及微泡沫钻井液防塌机理和微泡沫钻井液流变特性进行了研究,建立了微泡沫钻井液的具体流变模型,通过API钻井液失水仪堵漏实验和API堵漏材料实验装置对微泡沫钻井液的堵漏机理进行了研究。研究表明:微泡沫钻井液密度较低,能适当降低井筒液柱压力,使井漏得到缓解;具有良好的润滑性,循环压耗小,泵压低,使钻井液循环当量密度降低;微泡沫钻井液的高黏度和高切力性能大大增加了钻井流体在裂缝和孔隙内的流动阻力,有利于阻止井漏的继续发生;微泡沫在裂缝和孔隙内聚结但不结合,具有"架桥"封堵作用,有效阻止了钻井液在漏失通道继续流动。现场应用表明,微泡沫钻井液可减少由于钻井造成的油层污染,提高油井产能。

三相可循环微泡沫钻井液的研究及其在彩南油田的应用

根据新疆准噶尔盆地彩南油田 96口开发井资料统计 ,发生不同程度漏失的井为 70口 ,漏失率达 72 .9%。主要漏失井段为 4 0 0～ 70 0m ,次要漏失井段为 180 0～ 2 0 0 0m。漏失现象为随钻有进无出。随钻井漏严重影响了钻井速度 ,使钻井综合成本增加。针对上部井段低压裂缝地层严重漏失问题 ,研究出了三相可循环微泡沫钻井液体系。该体系主要采用起泡剂、稳泡剂、固泡剂配制而成 ,能反复循环使用 ,无需特殊脱气和充气设备 ,同时保留了普通泡沫钻井液的部分优点。室内对微泡沫钻井液体系组成、微观形态分析、稳定性评价、当量密度计算等方面进行了研究 ,形成了三相可循环微泡沫钻井液技术。现场应用效果表明 ,该钻井液体系具有稳定性高、现场配制简单、性能优良、抗污染能力强和防漏堵漏效果好等优点。

纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的实验研究

针对我国煤层气储层低孔低压的特点，笔者提出采用纳米材料暂堵技术与可循环微泡沫钻井液相结合的技术思路。通过泡沫钻井液稳定性评价、钻井液性能参数测试与微观形态观测、煤岩膨胀性测试、煤岩滚动回收率评价、原状煤岩气体渗透率测试等方法，对纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的能力进行了评价。结果表明：纳米材料可以提高泡沫钻井液的稳定性；纳米材料稳定的微泡沫钻井液密度（0．7～1．0g／cm3）与黏度指标可控，并且能有效抑制煤岩基质吸水膨胀，可满足低孔低压煤层的钻进要求；纳米材料稳定的微泡沫钻井液可有效封堵低孔低渗煤层，而通过表层切片处理后，煤岩气体渗透率恢复率达72％-96％。综合来看，纳米材料稳定的微泡沫钻井液不仅可以保证煤层稳定，还能降低对煤储层的伤害，适合低孔低压煤层气储层钻进。