纳米石蜡乳液在钻井液处理剂作用下的稳定性研究

由于页岩存在微细的裂缝网络和纳米至微米尺度的孔隙度,因此使用含纳米粒子的钻井液体系对页岩裂缝进行封堵是必不可少的。本文通过粒径测试、沉降稳定性以及离心稳定性实验,研究了传统钻井液处理剂对纳米石蜡乳液性质的调控效果。实验结果表明,纳米石蜡乳液在水性介质中具有良好的稳定性,其平均粒径在60-70 nm之间,并遵循正态分布。在不同钻井液处理剂作用下,乳液的粒径和稳定性表现出显著差异。其中BPT-507抑制剂使乳液平均粒径显著增至465.97 nm,而HV-CMC增黏剂几乎不影响乳液的粒径,稳定在71 nm左右。此外,高光透过率(HV-CMC处理剂为90.7%)表明了处理剂在防止颗粒聚集方面的显著效果,进而提高了乳液的稳定性。此研究对页岩密封技术和钻井液处理剂的应用提供了理论支撑和实际指导。

纳米石蜡乳液封堵材料的合成与性能评价

采用乳状液转换点法(EIP法)和乳化剂在油中法相结合,以Span80、Tween80为复合乳化剂,并加入乳化助剂疏水缔合羟乙基纤维素(HMHEC)制备出性能稳定的纳米石蜡乳液。其中,复合乳化剂的HLB值为10.5,浓度为11%,乳化助剂HMHEC浓度为0.6%,纳米乳化石蜡乳液平均粒径在65 nm。制备的纳米石蜡乳液稳定性良好,静置24 h的纳米石蜡乳液沉降稳定性良好,24 h的沉降率在5%左右。与常用钻井液处理剂的配伍性实验结果表明,抑制剂NH4-HPAN和增黏剂XC会使纳米石蜡乳液粒径增大,超过100 nm;纳米石蜡乳液与其他钻井液处理剂的配伍性良好。封堵实验结果表明,纳米石蜡乳液对页岩级泥饼孔隙具有良好的封堵能力,封堵率可以达到92.59%,封堵效果优于无机纳米封堵材料氧化锌和碳酸钙。

纳米石蜡乳液的制备及分析

采用反相乳化(EIP)法,以Span-20、Tween-20为复合乳化剂,其HLB值为10.5、浓度为8%,选择HMHEC/锂皂石为助乳化剂,制得稳定的水包油纳米石蜡乳液。所得纳米石蜡乳液滴为负电性,平均粒径在96～126nm之间,乳液粒径在5个月内无显著变化,具有好的长期稳定性,无机盐对其长期稳定性无影响。

纳米石蜡乳液的研究及应用

采用反相乳化法制备出一种纳米石蜡乳液(BZ-GWN),该剂无荧光、环境保护性能好。室内实验评价结果表明,BZ-GWN具有好的抑制防塌性能、润滑性和油气层保护性能。该处理剂在华北油田和苏里格气田现场试验应用了5口井,介绍了其在泉75-10X和苏76-2-3H井的应用情况。现场应用表明,加入BZ-GWN的聚磺钻井液和钾盐聚合物钻井液具有良好的抑制性、防塌能力和润滑性;钻进中未发生井壁失稳垮塌现象,起下钻顺畅,水平段没有出现托压等现象,井眼规则,钻井施工顺利。

纳米石蜡乳液的制备及稳定性研究

以Span-20、Tween-20为石蜡复配乳化剂,采用反相乳化(EIP)法,复合乳化剂HLB值为10.5、浓度为8%,选择HMHEC/锂皂石为助乳化剂,制得稳定的水包油纳米石蜡乳液。所得纳米石蜡乳液滴为负电性,平均粒径在96～126 nm之间,具有好的长期稳定性,乳液粒径在5个月内无显著变化,奥氏熟化作用较弱,无机盐对其长期稳定性无影响。

纳米乳化石蜡钻井液在延长低渗油田的应用

石蜡纳米乳液与延长低渗油藏常用聚合物钻井液体系有良好的配伍性,可改善体系的流变性,降低滤失量,具有明显的润滑效果和抑制粘土水化膨胀与分散的能力,对岩心损害程度低,油层保护效果好。石蜡纳米乳液在延长油田成功进行了5口井现场试验,结果证明,加入石蜡纳米乳液后,井壁无坍塌,起下钻畅通,完井电测及下套管作业顺利,钻井时效提高,油气产量高,环保效果好。石蜡纳米乳液钻井液适用于延长油田定向井的钻井施工,可在延长油田推广使用。

高固含量石蜡纳米乳液的制备

以58#石蜡为原料,采用司潘-60和吐温-60为主乳化剂、油酸钾和吐温-80为助乳化剂制备了一种高固含量石蜡纳米乳液,利用单因素法研究了配方组成、乳化时间、乳化温度和搅拌转速对乳液粒径大小及其分布、乳液流动性和黏度的影响,并确定了适宜的制备条件。实验结果表明,高固含量石蜡纳米乳液的适宜制备条件为58^(#)石蜡、乳化水、司潘-60、吐温-60、油酸钾和吐温-80的质量比为23.0∶30.0∶2.8∶4.2∶0.6∶1.2,乳化时间为10min,乳化温度为100℃,搅拌转速为1400r/min。在该条件下制备的高固含量石蜡纳米乳液的固含量和平均粒径分别为53.21%(w)和0.247μm,且稳定性高、分散性好、流动性强。

石蜡纳米乳液的制备及温度因素的影响

为研究石蜡纳米乳液制备中的温度影响,先以58#石蜡为原料,采用非离子型复合乳化剂司潘-40、吐温-40制备了石蜡纳米乳液,并利用单因素法确定了配方组成和乳化条件:水/58#石蜡/司潘-40/吐温-40(质量比)=70/21/3.6/5.4,乳化时间为10 min,搅拌速率为1400 r/min。考察了乳化温度、降温速率、乳化终止温度和油水两相温差对石蜡纳米乳液制备的影响,结果表明:适宜的乳化温度、降温速率和乳化终止温度分别取适中值90℃,4.3℃/min和45℃,油水两相温差为最小值0℃。