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《油基泡沫钻井流体稳定机理研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、学兔兔www.xuetutu.com第29卷第5期钻井液与完井液V_o1.29No.52012年9月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDSept.2012【理论研究与应用技术】油基泡沫钻井流体稳定机理研究何秀娟,李应成,高磊,沈之芹,沙鸥(中国石化集团公司三采用表面活性剂重点实验室·中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海)何秀娟等.油基泡沫钻井流体稳定机理研究[J].钻井液与完井液,2012,29(5):1-5.摘要采用表面张力、黏度、界面膜流变性能、分子模拟等方法研究了不同类型表面活性剂在空气/白油表面的吸附行为和界面层的性质
2、,通过对泡沫表观性能、液膜流变性质、微观分子模拟等研究结果的关联分析,讨论了油基泡沫的稳定机理。研究结果表明,椰油二乙醇酰胺、司盘80、长链烷基苯磺酸(C20.24)以反胶束的形式吸附在界面下层,很难有效降低表面张力,只能在外力的作用下形成瞬态泡沫;氟表面活性剂和自制的SH—OF.1在泡沫形成时可以吸附到表面定向排列,降低表面张力,形成相对稳定的泡沫;氟表面活性剂泡沫液膜呈现出较高的弹性性质,表面黏性不够,使得其抗扰动能力稍差,而SH—OF一1由于同时具有黏弹性能,因而表现出更好的泡沫稳定性。关键词油基泡沫;稳定机理;表面张力;界面流变;分子动力学模拟中图分类
3、号:TE254_3文献标识码:A文章编号:1001.5620(2012)05.0001.05目前常规的泡沫钻井液[1-3]大多是以水相为连表面活性剂,具有良好的油溶性和热稳定性)、失续介质,依靠发泡剂的作用,通过与空气混合来形水山梨醇油酸酯(司盘8O)、椰油二乙醇酰胺、长成泡沫,由于基液密度高,体系密度的降低程度受链烷基苯磺酸(C20.24)、氟表面活性剂F(杜邦)。客观条件的限制,特别是在一些低压深井地区,钻1.2实验内容井液稳定性受到较大的影响,而且在水敏性强的低1.2.1发泡体积和半衰期测定压储层容易造成泥页岩水化膨胀,在油层使用水基实验采用高速电动搅拌
4、器搅拌发泡,制备油基泡沫钻井流体,易造成储层损害,限制了该技术的泡沫。测定步骤如下:将1.5g发泡剂加人到150应用。针对上述问题,国外开展了油基泡沫钻井流mL白油中,搅拌溶解,配制基液,将配好的基液体技术现场试验研究[4-51,取得了良好的效果,而倒入高搅杯中,以11000r/min的转速高速搅拌基中国目前这方面研究较少,尤其是关于油基泡沫稳液,1min后倒人量筒中,观察起泡高度和泡沫的定机理的研究,国内外更是鲜有报道。针对油基泡衰减,记录半衰期。沫钻井流体开展了泡沫性能研究,采用表面张力、1.2.2液相黏度和泡沫黏度测定界面黏弹性和分子模拟等手段研究了不同
5、表面活性在250mL白油中加入1%发泡剂,高速搅拌1剂在空气/油界面吸附行为和界面层的性质,并提min,用LVDV-II+型旋转黏度计测定油基泡沫流出了油基泡沫的稳定机理。体在室温时的黏度,记录该黏度随时间的变化曲线1实验部分(2号转子)。待溶液消泡后,改用六速黏度计测定溶液表观黏度和塑性黏度。1.1实验试剂1.2.3表面张力测定5白油、油基泡沫剂SH.OF.1(自制,特种硅用吊环法测量平衡表面张力,采用JYW-200B基金项目:中国石油化工股份有限公司资助项目(210026)。第一作者简介:何秀娟,工程师,1985年生,2008年获山东大学硕士学位,主要从事
6、钻井助剂和油田助剂的研究与应用工作。地址:上海市浦东新区浦东北路1658号;邮政编码201208;电话(021)68462197—6604;E-mail:hexj.sshy@sinopec.com。学兔兔www.xuetutu.com2钻井液与完井液2012年9月自动张力仪(承德试验机有限责任公司)。表l不同油基泡沫剂发泡体积和半衰期对比1.2.4界面膜流变性能测定采用法国I.T.Concept公司生产的Tracker全自动液滴界面流变仪。当气泡在扩张压缩条件下变形时,便产生阻止表面变化的阻力,从而产生界面黏性和弹性响应,界面黏弹模量E(mN/m)定义为界面张
7、力与界面面积相对变化的比值:从表1可以看出,碳氢表面活性剂椰油二乙醇E=dT/()=dT/d(1nA)(1)酰胺、司盘80和长链烷基苯磺酸发泡体积都在100当界面面积正弦变化时,任何时刻的界面流变mL以下,半衰期小于0.5min;氟表面活性剂F和都可以用FOURRIER分析,界面面积形变是自制发泡剂SH—OF一1的起泡能力和泡沫稳定性比3输入值,界面张力y是输出结果,分析结果为界面个油溶性碳氢表面活性剂有很大程度地提高,起泡黏弹模量E。由于模量中黏性部分的存在,表面张量均大于200mL,SH—OF.1拥有更好的泡沫稳定性。力与界面面积相对变化之间存在着一定的相
8、位差,关于油基泡沫的起泡和稳定机理,文
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