氣制油基油包水乳狀液的穩(wěn)定性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-11 05:11
油基鉆井液(Oil-based drilling fluids)由于其優(yōu)異的潤(rùn)滑、耐溫、頁(yè)巖抑制和油藏保護(hù)等性能而在鉆井工程中得到廣泛應(yīng)用,但也存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。近年來(lái)以氣制油(Gas-to-liquid,GTL)和白油(White oil)為基礎(chǔ)油開(kāi)發(fā)的油基鉆井液,因環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)明顯降低而受到人們關(guān)注。油基鉆井液實(shí)質(zhì)上是油包水(W/O)型乳狀液,其良好的穩(wěn)定性是保證鉆井工程安全的關(guān)鍵。通常高溫時(shí)W/O型乳狀液穩(wěn)定性下降,容易出現(xiàn)相分離,限制了其在高溫地層鉆井工程中的應(yīng)用,因此研發(fā)抗高溫油基鉆井液,成為近期油田化學(xué)工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題之一。研究W/O型乳狀液的穩(wěn)定性,特別是高溫穩(wěn)定性,對(duì)研發(fā)抗高溫油基鉆井液及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用具有重要意義。本文通過(guò)選用氣制油基乳狀液為模型,對(duì)W/O型乳狀液的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,主要考察了高溫老化處理(包括老化溫度和老化時(shí)間,模擬鉆井循環(huán)過(guò)程)以及有機(jī)土(Organoclays)的影響,通過(guò)表面/界面張力以及界面/體相流變性測(cè)定等,探討了影響機(jī)理,從而為抗高溫油基鉆井液的研究開(kāi)發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供依據(jù)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論:(1)油基鉆井液用乳化劑表/界面活性...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(a)?PIC[49】、(b)?PIT[5fl]和(c)微乳液稀釋法[51]制備乳液示意圖??
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?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???1.5.1?光學(xué)法??各種光學(xué)儀器如動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、膠體穩(wěn)定儀、透射光濁度法等在表征??乳狀液尺寸及穩(wěn)定性等方面得到了廣泛應(yīng)用[61_63]。??動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)可測(cè)定乳狀液尺寸分布和平均粒徑。例如,采用動(dòng)態(tài)光散射??技術(shù)研究乳狀液粒徑隨均質(zhì)次數(shù)的變化,如圖1-3所示,結(jié)果表明乳狀液粒徑隨??均質(zhì)次數(shù)增加而減小且趨于均一,與顯微鏡拍攝照片結(jié)果相符[64]。??10?1?,?,??n〇wp.?二=;??8?--?-*-1000psi<3)??-??—2000psi(l)??^?^>-2000psi<2)??丨:::嚴(yán)??0????0.01?0.1?1?10?100?1000??Particle?diameter?(jim)??圖1-3乳狀液粒徑隨均質(zhì)次數(shù)的變化[641??但由于乳狀液屬于濃體系,而且不透明,通常需要對(duì)乳狀液進(jìn)行稀釋,而稀??釋會(huì)破壞原有結(jié)構(gòu),對(duì)乳狀液粒徑會(huì)有一定影響。膠體穩(wěn)定儀是檢測(cè)乳狀液穩(wěn)定??性的新方法。該方法不需要對(duì)乳狀液進(jìn)行稀釋,對(duì)乳狀液結(jié)構(gòu)、粒徑無(wú)影響。該??儀器采用脈沖近紅外光源U=88〇nm)在一定時(shí)間內(nèi)自下而上連續(xù)掃描樣品,兩??個(gè)同步光學(xué)探測(cè)器分別搜集透射光和背散射光,獲得一定時(shí)間內(nèi)光信號(hào)對(duì)樣品高??度的變化曲線,即可反應(yīng)出樣品中顆粒的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)而預(yù)測(cè)乳狀液的穩(wěn)定性。??蘇米亞等%]采用穩(wěn)定性分析儀測(cè)定不同牛奶產(chǎn)品的乳化狀態(tài)變化。杭鋒等[66]采??用穩(wěn)定性分析儀評(píng)價(jià)超高溫滅菌乳的穩(wěn)定性,均得到可靠結(jié)果。曹加花等[67]采用??LUMisizer穩(wěn)定性分析儀研宄了勝利油田原油乳狀液穩(wěn)定性和液滴直徑變化規(guī)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原油乳狀液黏度影響因素及規(guī)律性研究[J]. 屈曉輝,喻高明. 當(dāng)代化工. 2019(01)
[2]深水合成基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑研制及性能評(píng)價(jià)[J]. 李超,易勇,韋紅術(shù),陳秋炎,金勇. 廣東化工. 2018(08)
[3]高密度油基鉆井液流變性及沉降穩(wěn)定性[J]. 王金樹(shù),周芳芳,劉世恩,張玉平. 承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報(bào). 2017(03)
[4]勝利油田純梁原油乳狀液穩(wěn)定性研究[J]. 曹加花,徐志成,宮清濤,靳志強(qiáng),張磊,張路. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2016(05)
[5]氣制油合成基鉆井液關(guān)鍵處理劑研制與應(yīng)用[J]. 王茂功,徐顯廣,孫金聲,王立輝,楊海軍,王寶成. 鉆井液與完井液. 2016(03)
[6]基于Turbiscan穩(wěn)定性分析儀技術(shù)研究微細(xì)化處理在燕麥豆乳中的應(yīng)用[J]. 白潔,彭義交,李玉美,田旭,劉麗莎,郭宏. 食品工業(yè)科技. 2015(13)
[7]基于Pickering乳狀液的油基鉆井液乳化穩(wěn)定性能研究[J]. 羅陶濤,段敏,楊剛. 鉆采工藝. 2015(01)
[8]油基鉆井液聚合物增黏劑的合成及性能研究[J]. 米遠(yuǎn)祝,羅躍,李建成,柳穎,王麗君. 鉆井液與完井液. 2013(02)
[9]油基鉆井液及其處理劑研究進(jìn)展綜述[J]. 徐安,岳前升. 長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(08)
[10]氣制油合成基鉆井液流變性能影響評(píng)價(jià)[J]. 沈麗,王寶田,宮新軍,陳二丁,張海青,王海鋒. 石油與天然氣化工. 2013(01)
博士論文
[1]玉米醇溶蛋白膠體顆粒的制備及應(yīng)用研究[D]. 王麗娟.華南理工大學(xué) 2014
[2]陰離子支化多糖聚合物及其復(fù)合體系的流變性與驅(qū)油性能[D]. 李海平.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]油基鉆井液油相組成分析與有機(jī)改性材料在油基鉆井液中的作用機(jī)理分析[D]. 胡潤(rùn)濤.山東大學(xué) 2019
[2]油基鉆井液中乳狀液及有機(jī)土分散體系的穩(wěn)定性[D]. 李振邦.山東大學(xué) 2017
[3]油基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑的研制[D]. 史赫.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2016
[4]聚異丁烯琥珀酰亞胺對(duì)非極性介質(zhì)中粘土顆粒膠體穩(wěn)定性的影響[D]. 張梅.山東大學(xué) 2013
本文編號(hào):2909958
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【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?(a)?PIC[49】、(b)?PIT[5fl]和(c)微乳液稀釋法[51]制備乳液示意圖??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???(b)h?(SK??⑷?llf^l-II?二裝??一?丨??(c>?[7"""!?I?|?二一.….|??V??r?1?a_i!?J???tw??weem-wewwwwi??圍=^^國(guó)??UvnMinwrAv*?*?|?<丨,_??r>KV??i.?^??iwtouxwi??圖1-1?(a)?PIC[49】、(b)?PIT[5fl]和(c)微乳液稀釋法[51]制備乳液示意圖??高能乳化法是指通過(guò)高壓均質(zhì)法、超聲乳化法和微流噴射法等提供高強(qiáng)度能??量[52],如圖1-2所示,將乳化劑和油、水充分混合并將大液滴分散破碎成小液滴,??制備穩(wěn)定的乳狀液。很多實(shí)驗(yàn)室采用機(jī)械攪拌法制備乳狀液,攪拌強(qiáng)度越高,粒??徑越均一,乳狀液越穩(wěn)定f%59]。MCClememS_通過(guò)高能乳化法和低能乳化法制??備相同粒徑的納米乳液,發(fā)現(xiàn)低能乳化法所需表面活性劑量約為高能乳化法的4??倍,因此高能乳化法制備乳狀液的成本低,更適用于油基鉆井液的制備。??—^"―r7zHi:^F-??氣JH?MmnMRmlm??IliKh?Pmwort?Val%r??Hu—jwl—r???MkranHidtfrr??圖1-2高能乳化法制備乳狀液示意圖[6Q1??1.5乳狀液穩(wěn)定性研究方法??乳狀液穩(wěn)定性的主要研宄方法有光學(xué)法(激光粒度儀、膠體穩(wěn)定儀)、界面??流變法、體相流變法、微觀結(jié)構(gòu)法、離心分析法、直觀觀察法等。??7??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???1.5.1?光學(xué)法??各種光學(xué)儀器如動(dòng)態(tài)光散射(DLS)、膠體穩(wěn)定儀、透射光濁度法等在表征??乳狀液尺寸及穩(wěn)定性等方面得到了廣泛應(yīng)用[61_63]。??動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)可測(cè)定乳狀液尺寸分布和平均粒徑。例如,采用動(dòng)態(tài)光散射??技術(shù)研究乳狀液粒徑隨均質(zhì)次數(shù)的變化,如圖1-3所示,結(jié)果表明乳狀液粒徑隨??均質(zhì)次數(shù)增加而減小且趨于均一,與顯微鏡拍攝照片結(jié)果相符[64]。??10?1?,?,??n〇wp.?二=;??8?--?-*-1000psi<3)??-??—2000psi(l)??^?^>-2000psi<2)??丨:::嚴(yán)??0????0.01?0.1?1?10?100?1000??Particle?diameter?(jim)??圖1-3乳狀液粒徑隨均質(zhì)次數(shù)的變化[641??但由于乳狀液屬于濃體系,而且不透明,通常需要對(duì)乳狀液進(jìn)行稀釋,而稀??釋會(huì)破壞原有結(jié)構(gòu),對(duì)乳狀液粒徑會(huì)有一定影響。膠體穩(wěn)定儀是檢測(cè)乳狀液穩(wěn)定??性的新方法。該方法不需要對(duì)乳狀液進(jìn)行稀釋,對(duì)乳狀液結(jié)構(gòu)、粒徑無(wú)影響。該??儀器采用脈沖近紅外光源U=88〇nm)在一定時(shí)間內(nèi)自下而上連續(xù)掃描樣品,兩??個(gè)同步光學(xué)探測(cè)器分別搜集透射光和背散射光,獲得一定時(shí)間內(nèi)光信號(hào)對(duì)樣品高??度的變化曲線,即可反應(yīng)出樣品中顆粒的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),進(jìn)而預(yù)測(cè)乳狀液的穩(wěn)定性。??蘇米亞等%]采用穩(wěn)定性分析儀測(cè)定不同牛奶產(chǎn)品的乳化狀態(tài)變化。杭鋒等[66]采??用穩(wěn)定性分析儀評(píng)價(jià)超高溫滅菌乳的穩(wěn)定性,均得到可靠結(jié)果。曹加花等[67]采用??LUMisizer穩(wěn)定性分析儀研宄了勝利油田原油乳狀液穩(wěn)定性和液滴直徑變化規(guī)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[7]基于Pickering乳狀液的油基鉆井液乳化穩(wěn)定性能研究[J]. 羅陶濤,段敏,楊剛. 鉆采工藝. 2015(01)
[8]油基鉆井液聚合物增黏劑的合成及性能研究[J]. 米遠(yuǎn)祝,羅躍,李建成,柳穎,王麗君. 鉆井液與完井液. 2013(02)
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[10]氣制油合成基鉆井液流變性能影響評(píng)價(jià)[J]. 沈麗,王寶田,宮新軍,陳二丁,張海青,王海鋒. 石油與天然氣化工. 2013(01)
博士論文
[1]玉米醇溶蛋白膠體顆粒的制備及應(yīng)用研究[D]. 王麗娟.華南理工大學(xué) 2014
[2]陰離子支化多糖聚合物及其復(fù)合體系的流變性與驅(qū)油性能[D]. 李海平.山東大學(xué) 2012
碩士論文
[1]油基鉆井液油相組成分析與有機(jī)改性材料在油基鉆井液中的作用機(jī)理分析[D]. 胡潤(rùn)濤.山東大學(xué) 2019
[2]油基鉆井液中乳狀液及有機(jī)土分散體系的穩(wěn)定性[D]. 李振邦.山東大學(xué) 2017
[3]油基鉆井液用流型調(diào)節(jié)劑的研制[D]. 史赫.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2016
[4]聚異丁烯琥珀酰亞胺對(duì)非極性介質(zhì)中粘土顆粒膠體穩(wěn)定性的影響[D]. 張梅.山東大學(xué) 2013
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