發(fā)布時間：2020-07-21 23:28

【摘要】：油基鉆井液是一種以油為連續(xù)相的鉆井液,根據(jù)其中水相含量的不同,主要分為全油基鉆井液(水相含量10%)和油包水乳化鉆井液(水相含量10-60%)兩類。油基鉆井液具有抗高溫、抗鈣鹽侵蝕、潤滑性好且對油氣儲層傷害程度小等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于高溫深井及復(fù)雜地層的油藏開采中。鉆井結(jié)束后,部分油基泥漿會殘留在套管及井壁上堆積成厚實(shí)的濾餅,及時將殘留的油基泥漿清除,有利于后續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)。清洗液作為清洗油基泥漿及濾餅的有效手段,應(yīng)該具備以下能力：(1)清洗液必須能有效改變界面親水／親油性,與油基泥漿、水泥漿有較好的配伍性；(2)清洗液密度能夠調(diào)控,具備一定的懸浮性；(3)清洗液要有一定的粘度。本文結(jié)合清洗油基泥漿的背景,系統(tǒng)研究了高鈣鹽條件下形成油基泥漿清洗液中表面活性劑的聚集行為,制備出了一種耐溫、耐鹽的微乳液型油基泥漿清洗液,并對影響油基泥漿清洗效率的可能因素進(jìn)行了研究。(1)高鈣鹽條件下表面活性劑的聚集行為篩選合適的表面活性劑,得到了一種能在40 wt%CaCl2中穩(wěn)定存在的表面活性劑復(fù)配體系——AES/BL-n/CAB-35,改變體系中聚氧乙烯基團(tuán)(EO)的數(shù)量,可以有效調(diào)控水溶液的流變學(xué)性質(zhì),水溶液密度也可控制在1.0-1.3 g/cm3之間。在AES/BL-n/CAB-35體系中,改變EO數(shù)(n的大小),可以得到不同類型的表面活性劑聚集相態(tài),如L1、L。等。將白油加入不同n值的體系中,以相轉(zhuǎn)變溫度法(PIT)來制備乳液,當(dāng)n較小時,無法乳化白油；當(dāng)n=4時,少量的白油加入會形成微乳液,大量油相加入可以形成納米乳液；當(dāng)n較大時,可以乳化白油,但乳化效果不佳。這是由于當(dāng)n=4時,體系的親水親油平衡值(HLB)達(dá)到最佳,最適宜于形成水包油型(O/W)乳液。研究發(fā)現(xiàn),在AES/BL-4/CAB-35中,體系有很強(qiáng)的非溫敏性,即在25-70℃范圍內(nèi),該體系外觀無明顯變化,通過流變儀、小角X射線散射、偏光顯微鏡等手段表征,其內(nèi)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這是由于體系中混合表面活性劑的臨界堆積參數(shù)約為1；在表面活性劑分子間的疏水作用、Ca2+的靜電作用和氫鍵作用的共同作用下,表面活性劑分子出現(xiàn)平行排列的雙分子層；體系的粘度非常高,彈性模量G’遠(yuǎn)大于粘性模量G”,這種相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)有助于抵消由溫度升高帶來的影響,繼續(xù)保持原有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。(2) Winsor Ⅳ型微乳液清洗油基泥漿在高鈣鹽條件下,以AES/BL-9為表面活性劑,正丁醇為助表面活性劑,白油為油相得到了穩(wěn)定的Winsor Ⅳ型微乳液,以該微乳液為清洗液,研究了清洗油基泥漿過程中表面活性劑用量、清洗溫度等對清洗效率的影響。本章節(jié)的重點(diǎn)是研究了AES/BL-9之間的相互作用,得到了最佳復(fù)配比例,同時對比研究了Na+、Ca2+對微乳液相行為的影響。在相同濃度的氯化鈣水溶液中得到的微乳液相區(qū)明顯要大于氯化鈉水溶液體系,同時在氯化鈣水溶液中形成的微乳液對溫度的敏感性要低得多,最后繪制了相應(yīng)條件下的相圖。在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬了實(shí)際生產(chǎn)中的清洗過程,以AES/BL-9/正丁醇／白油在40 wt% CaCl2中形成的Winsor IV型微乳液作為油基泥漿清洗液,能夠有效清除油基泥漿,改變原界面的潤濕性。在此過程中,得到了以下結(jié)論：表面活性劑含量的增加有利于降低助表面活性劑的用量,可以提高微乳液對油基泥漿的增溶能力；微乳液型清洗液有很高的清洗效率,在較短的時間內(nèi)清洗效率就可以達(dá)到最大；在特定組成下,溫度的升高不利于清洗效率的提高。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ423;TE254

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本文編號：2764968