再生剂对回收沥青胶浆化学组分及流变特性参数的影响

目的研究沥青路面回收沥青胶浆再生前后的化学组分及流变特性参数变化规律,为沥青路面再生技术推广提供基础理论与技术支撑.方法采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和动态剪切流变仪(DSR)进行温度扫描,测试回收沥青胶浆及不同再生剂掺量再生沥青胶浆的化学组分、流变特性参数.结果随着再生剂掺量的增加,回收沥青胶浆IB脂肪族官能团指数逐渐增大,而I_(C=O)羰基指数和I_(S=O)亚砜基官能团指数逐渐降低;加入再生剂后回收沥青胶浆的复数剪切模量、车辙因子和疲劳因子具有一定程度的降低,而相位角则具有一定程度的增加.结论随着再生剂掺量的增加,回收沥青胶浆化学组分发生变化使得回收沥青胶浆路用性能得到显著改善.     

布敦岩沥青灰分胶浆动态流变性能和微细观特性

将布敦岩沥青(BRA)中的矿物质(灰分)提取出来,与基质沥青拌合制备灰分胶浆(粉胶质量比=0.8∶1).采用动态剪切流变性能试验、X衍射分析以及扫描电子显微分析技术,研究胶浆的动态流变特性以及灰分、矿粉物质的微细观特性.结果表明:灰分胶浆的高温流变性能比矿粉胶浆要好,抗变形能力更强,性能高温等级为76℃;灰分胶浆和矿粉胶浆的动态力学温度谱、频率谱具有一定的相似性;灰分物质表面存在较多的凸起和凹陷结构,外表呈蓬松的鳞片状,纵向起伏较大,微尺度振幅达到0.35μm,比表面积远大于矿粉.其发达的孔隙和沟纹结构,可以增加结构沥青的膜厚度,使得水分子难以破坏沥青-集料界面,增强填料对沥青的吸附作用,提高沥青与集料的黏结强度.     

KL植物胶钻井液特性及其减振机理

结合某地区的地质特征,对KL(苦苈)植物胶及其添加剂(NaOH与水解聚丙烯酰胺)进行室内试验,配制KL植物胶钻井液,并对KL植物胶钻井液的具备的流变性,粘弹性的变化规律进行探讨,最后对其减振机理进行论述。研究结果表明NaOH与水解聚丙烯酰胺(PHP)对KL植物胶流变特性有较大影响,主要表现在对其动切力及表观粘度的提升都有很好的促进作用;同时实验现象表明KL植物胶钻井液是粘弹性流体,添加剂NaOH与PHP可提高KL植物胶的粘弹性;KL植物胶钻井液的减振与其拥有良好的流变性与粘弹性关系密切,主要表现为粘弹减振,成膜效应与流变循环特性。     

苦苈KL植物胶特性及其减振机理

结合某地区的地质特征,对KL(苦苈)植物胶及其添加剂(NaOH与水解聚丙烯酰胺)进行室内试验,配制KL植物胶钻井液,并对KL植物胶钻井液的具备的流变性,黏弹性的变化规律进行探讨,最后对其减振机理进行论述。研究结果表明NaOH与水解聚丙烯酰胺(PHP)对KL植物胶流变特性有较大影响,主要表现在对其动切力及表观黏度的提升都有很好的促进作用;同时实验现象表明KL植物胶钻井液是黏弹性流体,添加剂NaOH与PHP可提高KL植物胶的黏弹性;KL植物胶钻井液的减振与其拥有良好的流变性与黏弹性关系密切,主要表现为黏弹减振,成膜效应与流变循环特性。     

DCLR与TLA改性沥青胶浆的流变性能对比

目的研究煤直接液化残渣(DCLR)和特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青胶浆的流变性能,揭示DCLR和TLA对沥青胶浆的流变特性影响规律及改性效果.方法分别制备粉胶质量比为0.6,0.8,1.0,1.2的DCLR和TLA改性沥青胶浆,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对沥青胶浆流变性能进行了测试,并对比分析了DCLR与TLA改性沥青胶浆的流变特性.结果在相同温度下,随着粉胶质量比的提高,DCLR沥青胶浆的复数模量增大,相位角减小,车辙因子、疲劳因子、蠕变劲度模量均增大,蠕变速率减小,DCLR显著地改善了沥青胶浆的高温性能,但对其低温和疲劳性能有消极影响.当粉胶质量比在0.8~1.0,DCLR沥青胶浆的性能最为优越.结论相比TLA改性沥青胶浆,DCLR改性沥青胶浆的高温性能更为优越,但低温和疲劳性能相对较差.     

泡沫印花浆的流变本构方程

泡沫浆的流变性是泡沫的重要宏观性质之一,对泡沫印花尤为重要。本文较深入研究了泡沫浆的流变性,根据泡沫浆结构,流动特性,运用张量分析的方法,首次建立了剪切流场中泡沫浆流变本构方程: 方程包括了影响泡沫流变性的主要因素——空气含量φ,给出了空气含量φ、切变速率γ_(xy),与泡沫浆表观粘度定量关系,从而可从理论上预测泡沫浆的流变性。研究表明,本构方程的理论预言与实验结果一致。     

钙基膨润土对矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土性能的影响

相比于普通轻骨料,矿渣膨珠表观密度高,当用于泡沫混凝土制备时,将出现轻骨料下沉。以矿渣膨珠为轻骨料,采用物理发泡法制备了干表观密度600 kg/m3的矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土,同时引入无机矿物增稠剂钙基膨润土增加体系浆体黏性,阻滞轻骨料下沉。结果表明:钙基膨润土的掺入可有效解决矿渣膨珠下沉问题并提高矿渣膨珠轻骨料泡沫混凝土的密度均匀性,同时也可优化其气孔结构和孔径分布,进而提升泡沫混凝土的力学性能和保温隔热性能。当掺入质量分数1%的钙基膨润土时,泡沫混凝土抗压强度为4. 1 MPa,导热系数为0. 191 7 W/(m·K)。     

聚丙烯纤维增强沥青胶浆的流变性能试验研究

研究了不同掺量(0～2.5%)聚丙烯纤维(PP纤维)对沥青胶浆针入度、软化点及动态剪切模量等流变性能影响的规律,并采用扫描电镜(SEM)对其微观增强机理进行了分析.试验结果表明:随着PP纤维掺量的增加,沥青胶浆的锥入度逐渐降低,软化点逐渐提高.PP纤维的加入,改善了沥青胶浆的热敏性和高温下抗永久变形的能力.通过微观结构分析,可知由于分散在沥青胶浆中的PP纤维起到了桥连的作用,使其应力分散,从而提高了沥青胶浆的稳定性.     

单甘油脂类泡沫的稳定机理

对单甘油脂类表面活性剂单硬脂酸甘油酯(GMS)及单月桂酸甘油酯(GML)的发泡性能及泡沫稳定性进行研究,同时用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及α-烯基磺酸钠(AOS)做对比实验.采用黏度仪和偏光显微镜分析溶液及泡沫相态的流变行为和微观结构,来探讨发泡性能及泡沫稳定性机理.结果显示,溶液浓度是主要影响因素,当ω(GMS)为0.1%～10%时,发泡体积存在一个最大值,在同一浓度时其泡沫稳定时间长于GML.当ω(GMS)达到4%时,其泡沫半衰期达到20 d以上.比较微观结构发现,溶液中超过临界胶束浓度(CMC)后形成的聚集体(层状液晶)具有减缓排液速率、增强Gibbs-Marangoni效应及使泡沫粒径均一化等特性,共同作用增加了泡沫稳定性.     

裂缝地层随钻段塞止漏技术

针对全部循环井浆加入刚性颗粒的随钻防漏技术中由于震动筛使用和井浆性能调控要求的限制,随钻防漏颗粒粒径和浓度不能太大的问题,提出了随钻段塞止漏技术.该技术机理就是通过单独配置高浓度段塞防漏堵漏浆,在出现漏失趋势或已经出现漏失的时候向井内注入一定体积的随钻段塞防漏堵漏浆进行防漏和堵漏.随钻段塞止漏技术使用防漏堵漏颗粒粒径可以较大,浓度也可以较高,因而能够封堵较大开度裂缝的漏失,并可以较好地协调全井浆加入刚性颗粒进行防漏堵漏的技术限制.现场试验证实了该技术对裂缝性地层的防漏和对地层出现漏失时不停钻堵漏的工艺可行性和良好的止漏效果.随钻段塞止漏技术的成功实施完善和丰富了随钻防漏技术的发展.     

泡沫在孔隙介质中的微观流动特征研究

泡沫在孔隙中的流动行为影响波及范围和驱油效率,对提高采收率起到重要作用。首先,建立单毛管模型,利用Level-set方法研究了泡沫在单毛管内流动的影响因素,分析了泡沫通孔隙介质中运移产生的贾敏效应、聚并机理和微观选择性运移机理,评价了不同类型泡沫的封堵性能;然后,通过XB油田岩芯的CT图像构建了真实的孔隙介质微观数值模型,研究了泡沫在其中的运移特点。结果表明,泡沫变形程度随管径比的增大而减小,润湿壁接触角对毛细管内泡沫的流变性无影响,半径1.2 μm的N₂泡沫破裂时的液相流速临界值为64 mm/s;泡沫通过孔道时所受压力与其表面张力成正比,泡沫具有优先通过大孔道的微观运移特征;N₂泡沫稳定性强,封堵性能好,较适合高含水期的低渗油田进行调驱,为现场采用气液分散体系进行调驱并提高采收率提供有益启示。     

低渗地层堵塞特征及解堵技术研究

通过分析陇东低渗透油田地层堵塞的特征,提出不同的解堵技术,并取得了良好的现场效果.生产时间较短的油井堵塞物以有机物为主,蜡质、胶质、沥青的含量占70%～90%,而生产时间较长的油井堵塞物有机物和无机物并存,其中酸不溶物占23.8%,垢物的主要成分有CaCO3,CaSO4,BaSO4和SiO2,堵塞主要集中在近井带3～5m内;而水井以铁盐、亚铁盐和细菌以及由水敏、速敏造成的堵塞为主,并且堵塞半径达到5m以上.针对不同井况的堵塞特征,采用不同解堵配方体系、物理化学的复合解堵方式及压裂解堵工艺,并在现场取得了良好的施工效果.     

低张力泡沫驱油体系提高采收率研究

低张力泡沫驱油体系具有调剖封堵、乳化及提高洗油能力等多重作用,在三次采油领域具有巨大潜力。对甜菜碱类表面活性剂及烯烃磺酸盐(AOS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚氧乙烯十二醇醚硫酸酯盐(AES)等三种常用阴离子起泡剂的泡沫性能和界面性能进行研究,优选得到兼具有稳定泡沫性能和低界面张力性能的泡沫驱油体系。结果表明有效含量0.1%的十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DSB)具有优异的发泡能力和稳泡性能,其在一定含油饱和度下具有更好的泡沫性能,遇油稳定性也明显增强;并且在250×10-6(ppm)下仍能与桩西原油达到低界面张力,即10-2m N/m;单管岩心驱油实验结果表明,0.3PV的泡沫段塞提高采收率最高可达29.7%,含水率由95%降低至55%。     

泥页岩地层钻进封堵抑制型钻井液体系的研究

针对泥页岩地层钻进过程中的吸水膨胀引起的孔壁稳定问题,提出了采用超细惰性材料封堵泥页岩微细孔喉、降低渗透率,从而减缓水分侵入的思路。通过实验研究与微观分析相结合的方法开展了含超细惰性材料的封堵抑制型钻井液体系的研制。首先,结合常规实验与电子扫描电镜实验,探讨了超细惰性材料对基浆及聚合物钻井液体系流变性能及失水性能的影响,从微观角度分析了含超细惰性材料钻井液体系泥皮的微观形貌特征。在此基础上,通过不同配方钻井液体系的浸泡实验,研究了超细惰性材料对泥页岩吸水膨胀的封堵抑制性能。研究成果对于保障泥页岩地层的快速钻进具有重要意义,同时,在解决类似吸水膨胀地层的快速钻进方面也具有一定参考价值。     

纳米植物胶钻井液低温流变特性

钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展了纳米植物胶钻井液低温流变特性研究。首先,通过试验分别获得了两种纳米植物胶钻井液的优化配方。然后,试验绘制其剪切应力-剪切速率变化曲线;并应用回归分析法和最小二乘法,分别采用宾汉模式、冥律模式、卡森模式以及赫-巴模式对植物胶钻井液在不同温度条件下的试验结果进行回归拟合,对其流变模式进行探讨。分析结果表明,冥律模式是描述纳米植物胶钻井液低温流变性能的最佳模式。最后应用该模式对所研究的钻井液进行了低温流变性能表征。     

泡沫稳定性能评价及泡沫分流效果试验研究

提供了一种泡沫分流酸化试验研究方法,对起泡剂、稳泡剂的性能进行了试验分析,采用多用途分流酸化试验装置分别进行了泡沫对岩芯的分流效果试验,不同渗透率岩芯的分流效果试验,模拟实际酸化施工过程的分流酸化试验。结果表明,采用泡沫分流技术,对并联岩芯酸化时能有效地实施分流,使低渗透岩芯吸酸量增大,能均匀改善不同渗透性岩芯的最终渗透率,提高酸化效果,同时采用该项技术有效地解决渗透率差异较大的多层油气藏均匀吸酸及均匀解堵问题,无需进行其它分层措施。     

氮气泡沫压裂液体系在水平管段中的流动规律

根据泡沫压裂液体系含有气体和液体两相这一特性,设计了一套室内泡沫流体管式流变仪,进行了泡沫压裂液体系在水平管段的流动规律研究,得到了泡沫压裂液体系在实验管段的微观结构;并对泡沫质量对泡沫压裂液体系的流变性影响进行了研究。实验结果表明,泡沫压裂液体系随着泡沫质量的增加,管路中的压降先增加后减小;并且泡沫质量较小时很难得到稳定的泡沫;泡沫质量在40%~75%之间能得到稳定的泡沫;用幂律模型研究泡沫压裂液的流变特性,得到泡沫压裂液体系的流变方程。结果表明,随着泡沫质量的不断增加,泡沫压裂液体系的稠度系数不断增加,流变指数不断减小;并且随着剪切速率的增加,表观黏度不断降低,对于研究泡沫压裂液在井筒中的流动具有一定的价值。     

水基泡沫流变特性研究进展

水基泡沫在石油钻井、驱油及矿物浮选等方面应用广泛,但因其自身结构的复杂性及不稳定性,准确描述其流变性需要考虑液膜排液、气体扩散、泡沫质量、泡沫结构、可压缩性、壁面滑移、测量系统相对于气泡的尺寸、环境温度及压力等多方面因素,以致于目前尚无有关泡沫流变性的公认理论。实验研究过程中控制壁面滑移的较普遍做法是增加流道壁面（转子表面或管壁）的粗糙度,基于适当假设所提出的一些理论修正方法具有较好的适应性。体积平衡法假设泡沫管流摩擦系数为常量,在一定程度上解决了泡沫可压缩性给管流压降计算所带来的困难。目前普遍认为泡沫流变性可用幂律模式或赫谢尔–巴尔克莱模式很好地描述,是否存在“屈服应力”则因测试条件差异而存在争议。     

用超声波提高油气渗流速度的研究

在实验室条件下,用超声波对多孔岩样的渗流速度进行了实验室研究。结果表明,超声波可使油对多孔岩样的渗透率增加一倍以上,使空气对多孔岩样渗透率提高18％。多孔岩样被泥浆、泥浆处理剂、搬土、橡胶颗粒等杂质堵塞后,经超声波作用,能使岩样减少堵塞、疏通孔道、减轻污染,使油的渗透率恢复到原来的61～88％,停止超声波作用后,还有明显的滞后效果。     

低(无)荧光惰性降滤失剂DJ-3的实验研究

为了兼顾探井、生产井(开发井)和环境保护等要求,以直链饱和烃为原料,采用分散与聚集相平衡原理,研制成功了低(无)荧光、低(无)毒的钻井液惰性降滤失剂DJ-3。对DJ-3在淡水、正电胶和高密度盐水泥浆中的作用效能进行了综合评价,并与磺化沥青进行了对比实验。结果表明,DJ-3惰性降滤失剂具有良好的降失水、润滑、防塌、封堵能力,抗温能力强(150℃以上)、抗盐能力强(7%NaCL+7%KCOOH),与疏水缔合聚合物AP-P1、甲酸钾等处理剂配伍性好,并在高温(150℃)高密度(ρ=2.0 g/cm³)泥浆体系中表现出良好的降滤失效果和改善流变性能力;它是正电胶MMH泥浆体系中可取的降滤失剂,且无荧光、低(无)毒,其整体效果明显优于磺化沥青HL-Ⅱ、SAS,是磺化沥青的看好替代品。