硝酸钙胺基聚合物钻井液技术

厄瓜多尔东南部区块地层属于海相沉积,地层新,欠压实,成岩性差,吸水性强,分散度高,造浆严重,尤其是上部CHALCANA和ORTEGUAZA地层存在大段泥质含量在80%以上的泥页岩和间歇性掺杂有煤层,易出现垮塌和缩径,导致井下情况复杂。针对上述技术难题,优选出一种适合于该区块表层大井眼井段安全钻进的硝酸钙胺基聚合物钻井液体系。室内评价显示,该体系性能稳定,抑制性好,16 h泥岩岩心膨胀量只有0.47 mm,岩屑一次回收率高达96%,二次回收率为88%,固相容量高,抗污染能力强,能抗6%黏土污染或8%的钻屑污染,对钻具腐蚀性小(腐蚀速率为0.058 5mm/a),无毒易降解。目前该钻井液体系在该区块Tapir井场进行了现场试验应用。应用结果表明,该钻井液体系防塌抑制性强,井眼净化和携砂能力良好,润滑降摩阻作用好,尤其是防泥包效果显著,起下钻畅通,φ339.7 mm套管下入一次成功率100%,保证了井壁稳定和井下安全,缩短了钻井周期。

树枝状胺基聚合物(AAP)的界面性质研究

以10%孤岛原油模拟油为油相,蒸馏水为水相,研究了树枝状胺基聚合物(AAP)支化代和浓度对油水界面张力和界面剪切黏度的影响。结果表明,AAP可降低水的表面张力和油水界面张力。随着AAP浓度的增加,水溶液表面张力降低。半代AAP水溶液的表面张力随支化代的增加而降低。在整代AAP浓度低于50 mg/L时,随着支化代的增加,水的表面张力降低;当浓度大于50 mg/L时,由于空间位阻效应,3.0G AAP水溶液的表面张力高于2.0G AAP水溶液。随着AAP支化代、浓度的增加,油水界面张力降低。AAP使油水界面剪切黏度大幅降低。在剪切速率为0.3 rad/s时,界面剪切黏度降至最低,约0.015 mN.s/m(空白值为0.017 mN.s/m)。AAP浓度的增加有利于界面剪切黏度的降低。

载玻片表面修饰胺基聚合物的合成及表征

聚丙烯酰胺(PAM)经三步反应被很好地接枝到载玻片上,又特别针对反应体系中水对产物形貌的影响做了研究。通过使用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)等手段对成功接枝PAM后的玻片进行测试。结果表明:反应体系中水的存在与否,会导致两种差异很大的结构和组成成分,水存在时,载玻片上生成了形貌结构为两层的胺基聚合物,且上层胺基密度不一。水不存在时,其表面生成了单层分子结构的胺基聚合物,同时其密度更加均一。

多胺基聚合物改性室温固化型MUF树脂胶黏剂

为解决三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)树脂作为室外级结构集成材胶黏剂时存在的脆性大、易开裂的问题,得到韧性优秀且综合性能满足室外级结构集成材标准的室温固化型MUF树脂胶黏剂,本研究在MUF树脂合成中使用两种改性剂尿素-乙二胺(UE)、尿素-三(2-氨基乙基)胺(UD)分别替代部分三聚氰胺合成了MUF-UE、MUF-UD树脂胶黏剂。通过制备树脂拉伸试样以及胶合木考察改性后的MUF树脂的物理力学性能,借助DSC、DMA分析改性前后树脂的热性能,使用FT-IR、ESI-MS分析改性前后树脂的结构变化。试验结果表明:相较于未改性MUF树脂,MUF-UE树脂拉伸强度和断裂伸长率分别提高51.5%和30.8%,所制备胶合木剪切强度高达8.00 MPa,冷、沸水二次循环剥离率均为0%;MUF-UD树脂拉伸强度相比改性前会有所下降,但断裂伸长率以及胶合木剪切强度对比改性前有一定提高。结构分析表明,UE和UD能够参与MUF树脂合成反应并形成共缩聚产物,且不改变树脂体系中主要官能团结构。

苏里格气田胺基聚合物防塌钻井液体系

为解决苏里格气田水平井钻遇泥页岩地层存在的水化膨胀缩径和严重造浆问题,开发了一种强抑制胺基防塌钻井液体系。室内性能评价实验表明,该钻井液体系具有良好的抑制性、很强的抗温、抗钙、抗污染能力,对气层伤害很小,属于清洁水基钻井液体系。在苏里格气田现场应用3口井取得了良好的效果,表明该钻井液体系有利于提高苏里格气田泥页岩地层井壁的稳定性,解决泥页岩地层钻井液流变性难控制的难题,实现保护储层的要求,能够满足苏里格气田钻井的需要。

N-(2-氨乙基)胺基-β-环糊精交联聚合物的制备及其吸附性能

β-环糊精经酯化、氨解、氨基保护、环氧氯丙烷交联及脱保护等反应,合成了N-(2-氨乙基)胺基-β-环糊精交联聚合物(PAE-β-CD)。考察了振荡时间、初始质量浓度、温度及pH等吸附条件对PAE-β-CD吸附碱性品红和苯酚吸附量(Qe)的影响。实验结果表明,PAE-β-CD对碱性品红的Qe高于对苯酚的Qe;PAE-β-CD的交联度对Qe几乎无影响,而体系pH对Qe的影响较大。吸附碱性品红时,pH=5～7较佳;吸附苯酚时,pH=6～8较佳。在室温、振荡1h、碱性品红初始质量浓度250mg/L、pH=5.34的条件下,最大Qe达17.9mg/g;在室温、振荡1h、苯酚初始浓度500mg/L、pH=6.14的条件下,最大Qe达15.3mg/g。PAE-β-CD对碱性品红和苯酚的吸附符合Freundlich吸附等温方程。

新型胺基聚合物钻井液体系的研究与应用

针对目前环保形势和钻井施工中遇到的难题,急需开发一套不含磺化类材料的钻井液体系--XZ胺基聚合物钻井液体系。该体系研发成功,对钻井现场的安全、环保、高效具有重要意义。但该体系前期也存在着一些不足:抗温性、抑制性、抗污染能力不太理想。为了解决胺基聚合物钻井液体系的不足,我们通过室内实验、建立了最优体系配方,并掌握了现场维护处理技术。该体系成功在新疆油田Ma20004井进行了应用,体现了良好的流变性及抗污染能力,保证了井下安全。该体系适用于环境要求高的区块,其应用前景十分广阔。

酚醛-三聚氰胺聚合物改性聚醚多元醇用于聚氨酯硬泡的性能研究

用酚醛-三聚氰胺聚合物改性的聚醚多元醇(PFMP-Polyol)制备硬质聚氨酯泡沫,考察了PFMP-Polyol的用量对泡沫的发泡性能、物理机械性能的影响。结果表明,在HCFC-141b发泡体系中,PFMP-Polyol的加入可提高发泡反应速度,使泡沫泡孔细腻、均匀,泡沫的压缩强度、尺寸稳定性均有明显的提高;用于环戊烷发泡体系中,当PFMP-Polyol的质量分数占聚醚多元醇的30%、模压泡密度在34.2 kg/m^3,压缩强度(水平方向)为254.2 kP,导热系数可降低至20.8 mW/(m·K)。

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe3O4@SiO2吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为:pH=5、固液比为0.6g/L、吸附时间为90min、铀溶液初始浓度为100mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。

聚乙烯基胺/聚乙烯醇/碳纳米管杂化膜的制备及气体分离性能

以聚砜(PS)超滤膜为支撑层,首先制备聚乙烯基胺(PVAm)/聚乙烯醇(PVA)复合膜,考察PVAm与PVA的组成及铸膜液固含量对膜渗透选择性能的影响.当PVAm/PVA为7/3,固含质量分数为8%时,复合膜的性能最好,0.2 MPa下,CO_2渗透速率为35.5GPU[1GPU=10^(-6) cm^3(STP)/(cm^2·s·cmHg)],CO_2/N_2的分离系数为123.6.其次,在上述最佳条件中添加不同类型的多壁碳纳米管(MWCNT、MWCNT-OH和MWCNT-COOH),考察碳纳米管含量及表面基团对气体分离性能的影响,并利用红外分析、X-射线衍射及扫描电镜考察所制备杂化膜的化学结构、结晶性能.结果表明,添加表面—OH和—COOH改性的MWCNT可以有效提高膜的透过分离性能.当MWCNT-OH和MWCNT-COOH质量分数均为1%时,CO_2渗透速率分别为62.0和76.6GPU,CO_2/N_2的分离系数分别为117.7和139.5.最后,考察进料气压力对杂化膜CO_2渗透速率及CO_2/N_2的分离系数的影响,在0.2~1.8 MPa的压力范围内,添加表面改性的碳纳米管均能使复合膜的CO_2渗透速率提高.

胺基功能化咔唑共轭聚合物的合成及其光电性能研究

发展了新型含有胺基的支化烷基修饰的咔唑单元,并且与芴、咔唑、苯等单元通过Suzuki偶联反应共聚得到不同主链结构的水/醇溶共轭聚合物界面修饰材料,研究了主链结构的变化对材料光物理、电化学性能的影响.所有聚合物均被用作阴极界面材料应用于器件结构为ITO/PEDOT:PSS/P-PPV/界面层/Al的聚合物发光二极管中.在相同器件制备条件下,系统比较了不同主链结构的界面修饰材料在器件中的性能,并研究了性能差异的原因.器件研究结果表明,在高功函数金属Al阴极的聚合物发光二极管中,含胺基功能化咔唑单元的水/醇溶共轭聚合物材料由于界面偶极的形成,均表现出很好的电子注入/传输性能,与之对应的器件性能得到大幅提升.

快吸附强抑制性HEM钻井液

针对渤中地区蒙脱石含量很高的活性泥页岩地层,合成了一种钻井液用胺基聚合物抑制剂PF-HAB。用IR、1H NMR等方法表征了PF-HAB的结构,表明其为含活性胺基聚醚类化合物。抑制性实验结果表明,10%膨润土基浆老化后表观黏度、动切力分别为77 mPa.s、71 Pa,而淡水中加入3%(w/v)PF-HAB后再加入15%膨润土老化后,表观黏度、动切力分别降至4 mPa.s、2 Pa,PF-HAB的抑制性与国外同类产品相当,优于国内同类产品。吸附量和XRD测试实验表明,PF-HAB能快速吸附在膨润土表面和晶层间。开发了以PF-HAB、两性离子聚丙烯酰胺PF-HIP和高效防泥包润滑剂PF-HLUB为主剂的HEM钻井液体系,其一次和耐久滚动回收率分别达到95%和85%,摩阻系数为0.056 7;该体系能抵抗30%钻屑或5%氯化钙的污染,且污染后钻井液流变性能稳定。该钻井液在BZ34-1N油田应用了2口井,在整个钻进过程中没有出现复杂情况,起下钻顺利,储层保护效果好。

玉门青西油田钻井液体系优选

本文通过几类钻井液体系的对比分析,针对玉门油田青西地区地层特点,选用复合金属离子体系,并且用于青西第一口深井定向井窿5井和柳6井,获得了成功。

大牛地气田钻井液优快钻进技术

目前,随着大牛地气田钻井技术的日益成熟,本文针对该地区钻井液体系、井眼稳定、减阻防卡和气层保护等关键技术进行了深入研究和实践应用,基本上形成了具有本气田特色的钾胺基聚合物钻井液完井液体系。并且在实践中不断探索,及时解决井内遇到的具体问题,特别是通过控制钻井液分段性能的快速钻进技术,推动和加快了大牛地气田建设与开发的步伐。

樊116—1HF井非常规钻井技术

樊116—1HF井是胜利油田纯梁采油厂在济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷北部樊116—20块布置的一口裸眼段长的非常规水平井，有效动用樊116—20块沙三中22小层特低渗油藏，大幅度提高单井产能。通过优化工程及钻井液技术措施，满足了该井的施工要求，克服了地质条件复杂带来的不利影响，保证了该井的顺利完井。该井井眼轨迹平滑、井眼畅通、井壁稳定、施工过程顺利。