水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。

致密羟基磷灰石球粒的制备及其生物学性能研究

使用羧甲基壳聚糖(CMCS)和明胶(Gel)作为粘结剂,以沉淀法制得的纳米羟基磷灰石(HA)浆料为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了粒径分布均匀,几何形态良好的致密HA球粒.其孔隙率为4.7%±0.6%,单粒抗压强度为(8.9±0.4)MPa(颗粒直径为0.5 mm),高于孔隙率为16.4%±0.5%的多孔球的抗压强度(7.9±0.2)MPa。仿生矿化和细胞培养的结果显示致密HA球粒具有良好的生物学性能。

黏度定量突破真空度法快速测定冻胶强度

为了快速准确地评价交联聚合物冻胶强度,将旋转黏度计法与突破真空度法相结合,提出了黏度定量突破真空度法。该方法先通过测定实验体系的几个突破真空度值(BV)与相应黏度,做出标准曲线,之后可以通过测定的该体系其他BV值,从曲线上直接得出对应的体系黏度。以HPAM-铬冻胶体系为例,研究了不同聚合物质量分数、交联剂质量分数、温度和矿化度条件下,冻胶体系BV值与对应黏度的关系,结果表明:在实验条件范围内,无论体系的强度是增大或减少,黏度都表现出相应的线性变化关系,从而证实了所提出的黏度定量突破真空度法的可信性。使用瓜胶-有机硼冻胶体系和黄原胶-有机铬冻胶体系进一步验证了该方法的普适性,表明该方法可在简单易行的实验条件下,准确反映出体系的冻胶强度。

钻井液触变性评价方法的合理性探索

目前评价钻井液触变性的方法有静切力法、浮筒切力计法、滞后环法、滞后总能量法以及储能模量法, 它们都或多或少地存在着一定的局限性。选用聚磺、聚合物以及三磺钻井液体系,通过实验验证了目前通用的评价钻井液触变性的方法——静切力法的合理性,考察了热历史和静置时间对钻井液静切力的影响。研究结果表明:钻井液体系经热处理后,其静切力都有不同程度的降低,并在钻井液结构恢复的过程中保持这一特性,但最终的触变性变化不大。单从触变性这一角度出发,钻井液受热历史的影响不大;在40 min以内随静置时间的延长,3 种钻井液体系的静切力一直增加,且还有进一步增大的趋势,在静切力曲线上有两个急剧增加的阶段,第二个急剧增加阶段一般出现在10 min之后,因此10 min时的静切力无法真实地反映钻井液最终切力的大小,现行静切力法不能真实地评价钻井液的触变性。

固井钻井液零滞留临界静切力计算方法

针对窄压力安全窗口油气井固井采用低速塞流顶替的情况,在对水泥浆顶替钻井液的受力关系进行分析的基础上,提出了具体量化固井前调整钻井液静切力的计算方法。分析了钻井液零滞留临界静切力与密度差、水泥浆动切力、井眼与套管尺寸组合的关系。建议在固井施工中,尽量减少钻井液在井内的静置时间,因钻井液随时间的增加静切力要增加。在固井时,应尽量采用水泥浆密度大于钻井液密度的正密度差顶替方法,可提高顶替效率。

油田用聚合物凝胶相对强度表征方法研究

实验研究了动力粘度 η、动态储能模量G′、转变压力Pt(TGU值 )测量 3种方法用于表征油田用特别是提高采收率用聚合物凝胶 (弱凝胶和较强凝胶 )相对强度的适宜性和准确性。在 η和G′测定了使用了 3种代表性凝胶 :( 1 )聚合物浓度不同的HPAM/Cr3+凝胶 ,即柔性链聚合物弱凝胶 ;( 2 )组成固定的PAM /木素磺酸钠 /Cr3+凝胶 ,为较强凝胶 ;( 3 )组成固定的黄胞胶 /Cr3+凝胶 ,即刚性链聚合物脆性凝胶。在Pt 测定中使用聚合物浓度不同的另一种HPAM/Cr3+凝胶。得到的结论如下。对于柔性链聚合物弱凝胶 ( 1 ) ,当G <0 .1Pa时 ,η值是相对强度的良好表征值 ,G′越小 ,则 η测定的重现性越好 ,G′测定的重现性越差。对于较强凝胶 [( 2 ) ,G′ >0 .1Pa]和刚性链聚合物形成的脆性凝胶 ( 3 ) ,η测定的偏差很大 ,凝胶越强 ,则G′测定的重现性越好。对于结构易破坏的脆性凝胶 ,振荡法测量 (G′、G″、η )是表征相对强度的适当方法。Pt(TGU值 )测定的重现性很差且有不少困难问题 ,因此不能用作凝胶性能的基础数据。

水泥浆防气窜性能评价新方法

目前固井行业缺乏可结合实际情况进行水泥浆防气窜性能的评价方法,导致在单井设计中水泥浆的防气窜性能难以把握。通过规范水泥浆静胶凝强度的试验分析,提出将环空水泥浆柱视为由多段长度为30.48m的水泥浆柱组成,考察最接近气层水泥浆柱能否抵抗气侵从而延绅至井口的整个水泥浆柱的环空水泥浆防气窜性能的评价新方法。使用该方法对固井水泥浆配方进行了研究,并结合气田的现场尾管固井实例对所选水泥浆配方进行了评价。结果表明,在水泥浆的防气窜设计中仅强调控制水泥浆失水或缩短水泥浆候凝期间的过渡时间是不够的,必须提高水泥浆在候凝期间的内部结构阻力或降低水泥浆在候凝期间的渗透率,才能确保气井的固井质量。该方法可指导入井水泥浆的防气窜性能设计及评价。

测量水泥浆胶凝强度的新方法

用薄刀片水平运动垂直切割水泥浆胶凝结构,以测量水泥浆在凝结过程中的胶凝强度及其发展变化的新方法。 该方法保证了待测水泥浆在井下静态凝结、水泥浆胶凝强度自由发展的凝结条件。实验结果表明,该方法测量结果稳 定、重复性好。

溶胶-凝胶法制备不同形态的半透明羟基磷灰石陶瓷

为探索制备不同形态半透明羟基磷灰石(T-HA)陶瓷的方法,采用微米级HA粉体为原料,甲壳素为粘结剂,用溶胶–凝胶法制备出球状和纤维状的陶瓷初坯,然后进行常压烧结得到纯HA陶瓷,最后经过热等静压烧结得到T-HA陶瓷。溶胶–凝胶法赋形简单,制备出的球状T-HA陶瓷的球形度良好,纤维状T-HA陶瓷的纵横比高,其致密度为99.1%,平均晶粒尺寸为2.2μm。其中球状半透明HA陶瓷的抗压强度为10.2 MPa,高于常规烧结得到的球状致密和多孔HA陶瓷(分别为8.9和4.7 MPa)。仿生矿化和细胞培养的结果显示半透明HA陶瓷具有良好的生物相容性。

孔隙阻力因子法评价胶态分散凝胶

本文介绍了一种类似岩心流动装置的填砂滤管实验装置，在该装置上参照测定转变压力的实验方法测定胶态分散凝胶的孔隙阻力因子Ｆｐｒ，作为表征凝胶相对强度的新参数。测得的孔隙阻力因子值与转变压力值、ＴＧＵ值之间有良好的线性相关性。以孔隙阻力因子对时间作图可以求得成胶时间。

堵水调剖剂的凝胶性能评价方法综述

油田上的堵水调剖剂常用到凝胶,但对凝胶性能的评价一直没有一个统一的标准。文中通过文献检索并结合凝胶在油田实际应用的情况,介绍了各种评价指标的具体评价方法,包括成胶时间、凝胶强度、稳定性、粘弹性、膨胀倍数、抗剪切、抗压强度及岩心试验。文章着重对成胶时间和凝胶强度的评价方法详细论述。成胶时间评价方法包括粘度-时间曲线法、压力-时间曲线法和比色管法。凝胶强度评价方法包括等级评价法和相对强度评价法等。通过对凝胶性能评价方法的综述,为油田科技工作者在科技研究和现场应用工作中对凝胶性能的评价提供了参考。

生物活性玻璃多孔材料的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃58S及77S;通过熔融法制备生物活性玻璃45S5,分别向上述3种生物活性玻璃粉体以及它们的混合物中添加一定比例的造孔剂,通过一定的烧结工艺制成具有不同组成的生物活性多孔材料,利用体外实验方法结合DTA,SEM及FTIR等材料显微结构及性能研究手段分析比较了各种多孔材料的显微结构、表面形貌、抗折强度及生物活性。研究表明:58S和45S5混合制备的多孔材料是一种具有良好生物活性和生物矿化特性的生物材料,可用于制备骨缺损填充材料和骨组织工程支架。

高强度激光三倍频增透膜的制备

激光技术的发展对增透膜的要求越来越高.采用溶胶-凝胶工艺,运用提拉法镀膜技术与氨处理的后处理工艺,制备了高强度的纳米多孔SiO2增透膜.利用分光光度计研究了提拉速度对透射光谱的影响.结果表明,可以通过控制提拉速度来控制薄透射峰值的位置.经过氨处理,薄膜的机械强度比未采用氨处理的薄膜大大增强,并利用红外光谱、原子力显微镜(AFM)等分析手段分析了薄膜强度增强的机理.最后在石英玻璃基底上镀制了激光三倍频增透膜,该薄膜在355nm处透射率为99.58％,满足了实际应用的需要.

溶胶-凝胶法制备SiO_2薄膜的工艺研究

以正硅酸乙酯为前驱体、乙醇为溶剂,通过酸催化,采用溶胶-凝胶法制备SiO_2薄膜,通过正交实验确定最佳工艺方案,并讨论影响SiO_2薄膜结构和性质的主要因素,研究了最佳配方SiO_2薄膜的表面形貌、光学性能和力学性能等。结果表明,影响光学性能的主要因素是正硅酸乙酯和水;影响显微硬度的主要因素是乙醇;膜层结构为非晶态;薄膜具有增透效果并可提高试样的抗弯强度。

水平井加重钻井液垂沉规律实验研究

加重钻井液在倾斜井眼的特殊垂沉现象，将加剧水平井钻井过程中井眼净化的难度。通过自制垂沉实验仪器，研究加重钻井液中重晶石材料在常温常压下的静态垂沉现象、规律以及钻井液静切力对垂沉的影响。室内研究表明，加重钻井液在倾斜状态下的垂沉程度可以用倾角和钻井液流变性关系的函数来表示。垂沉是一种沉降不稳定现象，实质是钻井液体系处于短距离重力沉降环境和Ｂｏｙｃｏｔｔ效应下，其下部在单位时间内的颗粒沉积量及底层密度均比垂直状态时大，因而若提高钻井液体系的悬浮能力，即可防止加重钻井液出现垂沉。

溶胶凝胶法制备微晶氧化铝的工艺研究

以勃姆石为原料，通过溶胶凝胶工艺制备微晶氧化铝磨料。研究了球磨时间、胶溶液pH值、干燥工艺及烧结工艺对微晶氧化铝磨料微观结构和力学性能的影响，得到合适的制备工艺参数。采用优化的制备工艺参数，可以得到晶粒尺寸大约为200nm且粒度分布均匀的微晶氧化铝磨料，其单颗粒（425—550μm）抗压强度达到8．0kg、堆积密度达到1.9516g／mL。

纳米TiO_2涂覆法改善PBO纤维/环氧树脂界面剪切强度

采用溶胶凝胶涂覆法对PBO纤维进行表面改性,以提高PBO纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度(IτFSS)。将PBO纤维用纳米二氧化钛溶胶进行涂覆处理,然后经过热处理,在纤维表面形成纳米粒子,增加纤维表面粗糙度,从而提高纤维与环氧树脂之间的IτFSS。通过对不同的涂覆处理条件进行了研究,并提出了纳米粒子对提高IτFSS的"楔子"效应机理。研究发现,当纳米二氧化钛溶胶中浸渍时间为3 min,热处理时间为4 min时,PBO纤维与环氧树脂基体的IτFSS最大,其IτFSS可提高56.4%。

水泥浆胶凝强度测量方法应满足的要求

在分析水泥浆静态凝结特点的基础上,提出了水泥浆胶凝强度测量方法必须满足的四项要求,该测量要求可为优选或开发更符合水泥浆凝结客观实际的水泥浆胶凝强度测量方法提供参考。

大理石花纹评分与猪背最长肌凝胶特性的关系研究

以猪背最长肌为材料,对第5～6根肋骨背最长肌横切面的大理石花纹进行等级评定,在不同离子强度和冷却方式下,研究大理石花纹评分与猪背最长肌凝胶特性的关系。结果表明:在0.60mol/L NaCl条件下,各等级花纹肉的凝胶特性好于同条件下离子强度0.45mol/L的凝胶(P<0.05)。在0.60mol/L NaCl和同一冷却方式下,各等级之间的凝胶保水性(P<0.01)和凝胶强度(P<0.05)差异显著;而凝胶弹性差异不显著(P>0.05)。在0.60mol/L NaCl和10℃冷却时,等级3具有最好的凝胶特性。此外,花纹等级与凝胶保水性呈显著正相关(P<0.05),与蛋白溶解度和凝胶强度达到极显著正相关(P<0.01)。大理石花纹分为3个等级,猪背最长肌的凝胶特性随着大理石花纹评分的增加而提高。