亲油重晶石的研制及应用

从重晶石的表面结构和特征入手，优选了ＳＥ系列活化剂，并对重晶石表面进行了化学改性，使其表面呈亲油性。这样，在油基液中重晶石颗粒表面易形成一定厚度的油膜，提高了其在油基钻井液中的分散度，减少了聚结沉降，从而大大改善了重晶石加重油基钻井液的动力稳定性。与普通重晶石加重的油基钻井液相比，ＳＥ系列活化重晶石加重的油基钻井液经８０℃和１６ｈ老化后的密度差降低５０％以上，其动力稳定性大大增强，而且流变性能得到     

油基钻井液润湿剂评价

对于油基钻井液,加重剂颗粒的表面多数为亲水性,如何使其在油包水乳状液中均匀分散不沉降将直接影响钻井液的静态密度;同时,地层中的亲水粘土颗粒侵入油基钻井液时会趋向于与水结合发生颗粒聚集,从而影响钻井液的流变性。为解决以上问题,针对亲水性重晶石、粘土在油基钻井液中聚集导致钻井液稳定性变差的现象进行了分析,并开展了防止聚集的润湿性添加剂选择评价方法的实验研究。研究表明,重晶石粉末在不同润湿剂的油溶液中最终的沉降稳定体积不同。该体积的大小受限于沉降体内毛细孔道的润湿性质,润湿性越强,束缚在重晶石沉降体积中的液相就会越少,使得重晶石的沉降稳定体积就小;反之,重晶石的沉降稳定体积就越大。据此现象归纳出评价润湿剂的一种简单易行的实验研究方法。     

新型高密度钻井液加重剂Mn_3O_4的研究及性能评价

分别用激光粒度仪、ζ电位仪、扫描电镜以及红外扫描动态稳定测试仪分析了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉的粒度分布、表面电性、微观形状以及动力稳定性,对这3种加重材料单独加重及复配加重形成的高密度钻井液的性能进行了评价。结果表明:四氧化三锰颗粒小、呈球形、表面活性高、沉降速率小,加重形成的高密度钻井液表现出良好的流变性、沉降稳定性和润滑性;但高温高压滤失量增大,可以通过优选架桥粒子及降滤失剂得到一定程度的控制;与传统加重剂复配,在一定程度上可以弥补传统高密度加重材料的缺陷。综合考虑高密度钻井液性能,四氧化三锰是高密度钻井液理想的加重材料。     

一种新型高温稳定的油基钻井液润湿反转剂

对于油基钻井液而言润湿反转剂是一种重要的处理剂。在此优选出了一种新型的阳离子表面活性剂XNWET作为油基钻井液的润湿反转剂;它具有来源广、价格低、亲油性强的特点。陈化前后对比实验表明,在220 ℃高温下,XNWET 仍能与亲水性固体有很好的吸咐性能,其最优加量为1. 2 g/ 100 g 重晶石。     

连续动态多重光散射法评价高密度油基钻井液稳定性

采用多重光散射仪(AGS)持续测试高密度油基钻井液静置不同时间的背散射光强度的变化规律,分析油基钻井液在不同时间内的综合稳定性。研究了密度、NaCl质量分数、CaCl2质量分数及CaSO4污染对油基钻井液稳定性的影响。实验结果表明:在相同密度下,高密度油基钻井液的不稳定是由于加重剂等固相粒子沉降引起样品池的顶部有清液层析出,底部有一定团聚沉淀形成;随着密度的增加(2. 0～2. 6 g/cm3),钻井液的综合稳定性增强,说明加重剂固相的增加并不是导致钻井液不稳定的主要原因,与钻井液中的乳化润湿体系有很大的关系。NaCl质量分数增加(3%～12%)对钻井液稳定性影响不大; CaCl2质量分数增加(5%～25%),钻井液体系的稳定性增加; CaSO4浓度的增加对油基钻井液的稳定性影响较为复杂,在高浓度(15%)和低浓度(3%～10%)钻井液稳定性均会降低,质量分数为12%时钻井液的稳定性最好。     

提切剂对合成基钻井液流变性的影响

对比分析不同温度下3种提切剂对全油/油包水合成基钻井液的提切效果及作用机制,模拟海洋深水钻井立管中低温、低流速条件,对比提切剂对油包水合成基钻井液黏温特性的影响,采用Haake RS300流变仪选用Rot模式测试不同提切剂配制的油包水钻井液的凝胶尖峰和流变曲线,选用Osc模式分析钻井液的弹性模量和黏性模量。结果表明,较高相对分子质量、具有多种极性基团的提切剂通过氢键形成弱凝胶,可提高低剪切速率下的黏度,改善油包水钻井液的触变性以及弹性模量,从而有效悬浮重晶石和清洗井眼。     

不同加重材料对N80钢表面磨损的实验研究

对比考察了超微重晶石、普通重晶石、四氧化三锰与铁矿粉加重的高密度钻井液对N80金属表面磨损的影响;并利用扫描电子显微镜观察了磨损试件表面形貌;且利用表面粗糙度仪测试了表面粗糙度,探讨了不同加重材料的磨损机理。实验结果表明:超微重晶石对N80钢磨损量是普通重晶石的57.8%,四氧化三锰对N80钢磨损量是铁矿粉的43.8%。在高固相条件下,普通重晶石、超微重晶石、铁矿粉和四氧化三锰对金属表面的磨损主要表现为磨粒磨损、犁削作用、刨削作用和表面疲劳磨损。四氧化三锰和超微重晶石可以充填吸附在金属表面的凹凸处,可显著降低对N80钢表面的磨损程度,四氧化三锰可使得N80钢表面粗糙度降低到铁矿粉的50%。     

抗高温高密度油基钻井液体系静态沉降稳定性建模及优化

抗高温高密度油基钻井液可用于复杂地层钻井,利于井壁稳定,可用于钻大位移井、水平井、超深井等,但在高温状态下面临钻井液沉降问题。钻井液的沉降包括静态沉降和动态沉降,过去主要关注钻井过程中钻井液的动态沉降,但由于钻井液具有剪切稀释性,一般静态条件下沉降稳定性较好的钻井液体系在较高剪切速率下仍具备良好的稳定性,主要研究高温状态下油基钻井液体系的静态沉降稳定性。为使体系达到较好的静态沉降稳定性,以往对各类核心处理剂,乳化剂、有机土、重晶石和油水比的加量和配比只做出试探性调整,实验存在一定盲目性,不能确定实验周期。针对上述问题,分析室内和现场密度2.5 g·cm~(-3)柴油基钻井液流变参数与静态沉降密度差的相关性,建立数学函数模型;将模型反馈的流变参数值与实验结合起来,利用模型优化基础实验,调整处理剂加量至相应流变参数值,使体系静态沉降密度差最小;最终得到一组抗温190℃,密度2.5 g·cm~(-3)沉降稳定性好的油基钻井液体系。研究过程具有目的性,体系静态沉降稳定性建模方法和实验模型结合的方法为优化钻井液体系性能提供了一种新思路。     

Si3N4／SiO2栅pH—ISFET传感器的设计与模型

提出了一种含微参比电极和择优差补偿单元的背面引线ＰＨ－ＩＳＦＥＴ传感器的新结构，实现了敏感元和信号处理电路的完全隔离；基于ＳＤＢ／ＳＤＩ材料和硅微机械加工技术，研制成ＰＨ－ＩＳＦＥＴ传感器；讨论了含两种类型表面基的Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＯ２绝缘栅中硅醇基与胺基所占比率对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＯ４栅ＰＨ－ＩＳＦＥＴ的敏感性能和稳定性的影响，对进一步改善ＰＨ－ＩＳＦＥＴ的敏感性能提供了一种实际的考虑。     

油基钻井液面临的技术难题与挑战

自20世纪20年代以来,为解决钻井过程中遇到的各种复杂问题,在钻井液体系优化和新材料研发的基础上,对油基钻井液技术进行不断完善和改进,目前已形成包括抗高温、低固相、无土相、可逆乳化及恒流变等多种高性能油基钻井液体系和技术,并得到广泛应用。近年来,随着陆上易开采油气资源逐渐枯竭,世界范围内油气勘探开发逐步向页岩气、超深层、超深水等非常规油气、复杂油气资源迈进,对钻井液性能要求越发严苛。在水基钻井液无法满足要求的情况下,油基钻井液因固有的抗温性、页岩抑制性、水合物抑制性、润滑性和储层保护性等优势已逐渐成为钻探高温深井、大斜度定向井、页岩气水平井、海洋深水等各种复杂地层的主体钻井液技术,不仅给油基钻井液的发展带来了机会,也使油基钻井液面临前所未有的挑战。梳理并阐述油基钻井液的发展历程和目前技术现状、难点以及未来发展趋势;提出研发适合油基钻井液的“固壁剂”、油基钻井液配套的系列防漏堵漏材料、Gemini型油溶性聚合物等具特殊分子结构的絮凝剂、油基钻井液携屑剂、抗极高温度的乳化剂等,并开展生物质合成基液和绿色油基钻井液处理剂应用研究,以及采取光催化和微生物协同降解原理的废弃油基钻井液无害化处理研...     

尿素改性吸水性酚醛泡沫

用尿素改性可发性酚醛树脂，并用其制备吸水性酚醛泡沫。结果表明：与未改性的吸水性酚醛泡沫相比，尿素改性的泡沫吸水速度和吸水率都明显提高；并发现尿素用量在12%～14%时，吸水性泡沫的表观、强度、吸水等综合性能皆佳，适合作为鲜花保鲜的插花泥材料使用。     

聚合物黏弹性提高驱油效率研究

通过室内物理模拟实验,在弱亲油人造物理模型上研究第一法向应力差N1(弹性)、第一法向应力差斜率SN1(弹性)和威森博格数We(弹性)对驱油效率和残余油饱和度的影响。在弱亲油的人造物理模型上研究相同黏度条件下甘油与聚丙烯酰胺(HPAM)的驱油效率,在此基础上,在大庆油田开展两个高浓度聚合物矿场试验。结果表明:随着第一法向应力差、第一法向应力差斜率和威森博格数的增加,驱油效率增加,残余油饱和度降低;具有弹性的聚合物溶液,驱油效率明显高于相同黏度下的甘油;高浓度聚合物所具有的高黏弹性使采收率有较大幅度提高。     

淡水泥浆侵入引起的低阻油气层实例分析

针对淡水泥浆侵入对地层电阻率的影响,分析了造成油气层高侵的成因。认为在淡水泥浆打井时,泥浆矿化度与地层水矿化度差异较大的情况下,由于泥浆大量侵入地层,造成冲洗带混合液淡化对地层电阻率的影响大于含油饱和度降低对地层电阻率的影响,越靠近井壁现象越明显,从而在油气层段表现出高侵特征。指出用淡水泥浆打井,在井况差、泥浆比重大的情况下,由于泥浆大量侵入地层,而在油气层段形成高侵。     

非接触式霍尔位移传感器的研制及应用

介绍了一种利用霍尔效应实现位移测量的新型传感器，实验研究表明：在3mm的量程范围内精度可以达到0．01mm．应用这种传感器，可以实现钢管、钢棒、钢丝绳等细长构件的直径动态连续测量．     

辽河盆地清水地区泥岩欠压实与油气层分布

储集层有利分布区的预测是油气勘探的一个重要研究领域,在实际工作中往往采用一些常规的方法进行研究,如从沉积学、储层地质学着手,并结合物探、测井资料对储集层进行纵、横向预测。但随之而产生的问题是研究周期较长,投资较大,因此寻找一种简捷的方法来进行预测,一直成为人们探索研究的重点。通过对辽河盆地西部凹陷清水地区沙河街组的研究发现,在泥岩欠压实段内的砂岩层往往就是有利的储层,并且油气层多分布于欠压实段内。由此给人们以启示,可以利用泥岩欠压实特征来对有效储层的分布区进行预测。最终研究表明,泥岩欠压实与储集层的形成、油气运移及油气层分布在机理上存在着密切的关系,利用泥岩欠压实曲线,可以预测有效储层的纵横向分布,结合其它因素综合分析,也可识别油气层及分布区。     

鄂尔多斯盆地中生界延长组长7泥页岩岩电关系

为了新增常规油气的地质储量,对盆地内各个地区总计400多口油气井测井资料、岩心资料进行了统计分析,结合前人研究成果,运用岩心观察、岩电对比、泥页岩电性取值范围统计、电测曲线形态对比分析等方法对长7泥页岩层的展布特征、岩电关系及泥、页岩电性差异进行了细致的分析后认为:长7泥页岩层分布范围至少超过6×104km2,厚度0～120 m,整体呈现西、南深且厚,东、北浅且薄的分布特征;声波时差和自然伽马在泥页岩层响应明显,且受沉积相带控制,泥页岩层在深—半深湖区呈现大幅高值巨厚的箱型或钟形,而在浅湖区则多表现为单峰(或双峰)指尖状突起或小幅低值细薄钟形;受铀和有机质含量、岩层含气性及裂缝发育差异的影响,泥、页岩层在电性上存在着差异;研究区西、南可以依靠声波时差和自然伽马取值范围的差异对泥、页岩进行区分,而东、北部则主要依靠声波时差取值范围并结合泥、页岩层不同的曲线形态特征进行区分.     

复杂泥浆侵入环境下阵列侧向测井正演响应特性研究

阵列侧向测井仪器相较常规双侧向测井仪器可以得到多种探测深度的电阻率值(R₀－R_５),能更精细的描述侵入剖面,从而更准确求取地层电性参数,目前已在油田得到较广泛的应用。利用有限元法对复杂泥浆侵入环境下的阵列侧向测井响应进行了数值模拟。在研究了阵列侧向测井探测特性的基础上,对泥浆侵入的复杂情况逐一进行了研究。研究发现,探测深度越大的模式对应电阻率值受泥浆不对称侵入程度的影响越大;探测深度较浅的模式的电阻率值受强纵向泥浆侵入向各向异性影响较大;阵列侧向测井响应普遍受径向泥浆侵入各向异性影响严重;中探测深度的阵列侧向响应对低阻环带比较敏感。     

埕南断裂带913区块沙河街组三段砂砾岩体成藏条件分析

埕南断裂带埕 913区块是济阳坳陷埕南断裂带目前已发现的沙河街组三段砂砾岩体中唯一含油气区块。生、储、盖、圈闭条件的分析结果表明 ,虽然古隆起构造背景为其提供了油气汇聚指向、相对的浅埋藏所对应的良好储集性能、发育多种圈闭等成藏必要或有利条件 ,但有别于其他区块的特殊条件是该砂砾岩体之上发育有泥岩盖层或内部发育泥岩隔层。断层面封堵与否是成藏最关键的因素 ,断层面封堵的基本条件是要求砂砾岩体之上有泥岩盖层或隔层 ,具泥岩盖层或隔层的砂砾岩体与断鼻、断块圈闭匹配方可形成构造 -岩性油气藏。     

北部湾盆地乌石凹陷低阻油层微观成因机理

北部湾盆地乌石凹陷古近系流沙港组砂砾岩油藏电阻率差异较大,高、低阻油层并存,流体性质难以识别,给油田开发带来一定难度。为此,利用测丼、录井、试井、岩芯分析化验等资料,对低阻油层成因机理开展系统深入的剖析。结果表明,泥浆侵入、导电矿物、地层水矿化度等对电阻率影响较小,高束缚水饱和度是油层电阻率偏低的主要影响因素。在此认识基础上,通过微观孔隙结构的精细评价,发现低阻油层储集空间为原生粒间孔、次生铸模孔混合孔隙组合,发育片状、弯片状喉道,排驱压力大,孔喉半径小,孔隙结构复杂是储层高束缚水饱和度的根本原因。