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Development and applications of solids-free oil-in-water drilling fluids

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Petroleum Science 2008年第2期5卷 153-158页

作者： yue qiansheng Ma Baoguo Key Laboratory of Silicate Materials Science and Engineering Wuhan University of Technology Wuhan Hubei 430070 China Yangtze University Jingzhou Hubei 434023 China

The increasing application of near balanced drilling technology to low-pressure and depleted fractured reservoirs requires the use of low-density drilling fluids to avoid formation damage. Solidsfree oil-in-water （O/W） emulsion drilling fluid is one type of low-density drilling fluid suitable for depleted fractured reservoirs. In this paper, the solids-free O/W drilling fluid was developed and has been successfully used in the Bozhong 28-1 oil and gas field, by which lost circulation, a severe problem occurred previously when drilling into fractured reservoir beds, was controlled, thereby minimizing formation damage. The O/W emulsion drilling fluid was prepared by adding 20% （by volume） No. 5 mineral oil （with high flash point, as dispersed phase） into seawater （as continuous phase）. Surfactant HTO-1 （as a primary emulsifier） and non-ionic surfactant HTO-2 （as a secondary emulsifier） were added into the drilling fluid system to stabilize the emulsion; and YJD polymer was also added to seawater to improve the viscosity of the continuous phase （seawater）. The drilling fluid was characterized by high flash point, good thermal stability and high stability to crude oil contamination.

关键词： Oil-in-water emulsion drilling fluids solids-free drilling fluids lost circulation depletedreservoir fractured reservoir

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一种新型钾基磷酸盐无固相高密度封隔液

长江大学学报（自然科学版） 2024年第1期21卷 86-91页

作者：岳前升吴文平董子标魏安超肖波长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中海油海南能源有限公司海南海口570311

高温高密度封隔液是高温高压井完井关键技术之一,目前密度超过1.60 g/cm 3无固相盐水封隔液只有溴盐、锌盐或者甲酸铯溶液,溴盐毒性大,锌盐高温腐蚀性难以控制,而甲酸铯价格昂贵,难以满足高温高压井完井技术要求,开发针对高温高压井的... 详细信息

高温高密度封隔液是高温高压井完井关键技术之一,目前密度超过1.60 g/cm 3无固相盐水封隔液只有溴盐、锌盐或者甲酸铯溶液,溴盐毒性大,锌盐高温腐蚀性难以控制,而甲酸铯价格昂贵,难以满足高温高压井完井技术要求,开发针对高温高压井的新型无固相高密度清洁盐水封隔液势在必行。以磷酸三钾TKP为主剂并添加其他处理剂优化而成可溶性盐SW4,研发了一种新型钾基磷酸盐无固相高密度封隔液,测试了其密度调节能力、水溶液的流变性和流变模式、金属腐蚀性、高温稳定性、生物毒性等性能。结果表明,SW4封隔液常温条件下最大密度可达1.90 g/cm 3;随密度增大,其水溶液黏度上升,其流变模式为牛顿流体;密度1.85 g/cm 3的封隔液在150℃、7 d条件下对A3钢、N80钢、TN110Cr13S和TN110Cr13M钢的腐蚀速率均小于0.076 mm/a,N80钢在1.80 g/cm 3 SW4封隔液中的腐蚀性明显低于同等条件下的溴化钠、溴化钙和溴化锌,与甲酸铯相当;在同等加量条件下,SW4能够提供更多的K+,具有更优异的防膨性;高温稳定性强,能够满足高温高压井完井工况需求;生物毒性低,具有环境可接受性,可以满足作为无固相高密度封隔液加重剂的技术要求。

关键词：钾基磷酸盐高密度封隔液无固相封隔液腐蚀高温高压井

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纳米SiO_(2)/丙烯酰胺絮凝剂的合成及性能评价

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钻井液与完井液 2022年第6期39卷 714-720页

作者：杨浩岳前升赵庆美长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的SiO_(2)颗粒,对其表面进行改性后,与丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC),采用反相乳液聚合法合成了纳米SiO_(2)/阳离子聚丙烯酰胺(SCPAM)。并对产品进行了测试与表征... 详细信息

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的SiO_(2)颗粒,对其表面进行改性后,与丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC),采用反相乳液聚合法合成了纳米SiO_(2)/阳离子聚丙烯酰胺(SCPAM)。并对产品进行了测试与表征,根据表征结果确定该产品为目标产品。研究了SiO_(2)的粒径以及其加量对SCPAM分子量、水溶性、增黏性及絮凝性等性能的影响。实验结果表明,以粒径为15 nm的SiO_(2)加量占单体质量比0.9%时,所合成的SCPAM具有更佳的水溶性、增黏性及絮凝性,对以SCPAM为絮凝剂配制的钻井液的耐温、抗盐、抗剪切、耐老化及抗污染性进行了评价,结果显示当盐度达到30%,钻井液黏度仍保持在30 mPa·s左右;在老化时间达到96 h,钻井液黏度保持在33 mPa·s左右,展示了良好的抗盐性和抗老化性,且在有害固相含量低于5%、温度低于160℃时,该钻井液应用效果较好。

关键词：阳离子聚丙烯酰胺纳米SiO_(2) 絮凝性反相乳液聚合

适于疏松砂岩稠油油藏储集层保护的水平井钻井液

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石油勘探与开发 2010年第2期37卷 232-236页

作者：岳前升刘书杰向兴金长江大学化学与环境工程学院武汉理工大学材料科学与工程学院中海石油研究中心

钻井过程中造成疏松砂岩稠油油藏发生损害的主要因素是：钻井液固相侵入、钻井液液相与原油不配伍及储集层黏土矿物水化膨胀。为此研制出适于疏松砂岩稠油油藏储集层保护的无固相弱凝胶水平井钻井液体系：海水＋0.1%-0.2%NaOH＋0.2%Na2... 详细信息

钻井过程中造成疏松砂岩稠油油藏发生损害的主要因素是：钻井液固相侵入、钻井液液相与原油不配伍及储集层黏土矿物水化膨胀。为此研制出适于疏松砂岩稠油油藏储集层保护的无固相弱凝胶水平井钻井液体系：海水＋0.1%-0.2%NaOH＋0.2%Na2CO3＋0.7%VIS＋2.0%FLO＋2.0%JLX,用KCl或甲酸盐加重。该钻井液具有独特的流变性能,凝胶强度无时间依赖性,具有优异的润滑性能和抑制性,与储集层流体配伍性好,不仅能够满足水平井钻井作业需要,而且具有优异的储集层保护效果,经文昌13-1油田、渤中34-1油田、南堡35-2油田、渤中25-1油田等数十口海上油田水平井验证,效果良好。

关键词：疏松砂岩稠油油藏地层损害水平井无固相弱凝胶钻井液

基于煤层气的新型压裂用有机硼交联剂BX-Y

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石油化工 2017年第5期46卷 614-618页

作者：甘秀玉马玄胡伟岳前升长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434000

采用硼酸盐和有机配体D-果糖制备了新型有机硼交联剂BX-Y,并将BX-Y与羟丙基胍胶进行交联反应配制了BX-Y交联压裂液。考察了BX-Y的合成条件对其交联性能的影响,并利用高温滤失仪对BX-Y交联压裂液的室内性能进行了评价。实验结果表明,合成... 详细信息

采用硼酸盐和有机配体D-果糖制备了新型有机硼交联剂BX-Y,并将BX-Y与羟丙基胍胶进行交联反应配制了BX-Y交联压裂液。考察了BX-Y的合成条件对其交联性能的影响,并利用高温滤失仪对BX-Y交联压裂液的室内性能进行了评价。实验结果表明,合成BX-Y适宜的条件为:m(硼酸盐)∶m(配体)=1∶2,硼酸盐用量13%(w)(用量均基于反应体系质量),催化剂用量2%(w),反应时间6 h,反应温度80℃。BX-Y交联压裂液体系的静态滤失量小,耐剪切性能较好,形成的压裂液冻胶在60℃、170 s^(-1)下剪切60 min,体系表观黏度大于200 m Pa·s,破胶彻底,破胶液黏度低,满足现场应用需求。采用D-果糖制备的BX-Y交联压裂液的渗透率恢复值达85%以上,伤害低,具有较好的储层保护效果。

关键词：煤层气压裂液有机硼交联剂 D-果糖储层保护

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深水钻井条件下合成基钻井液流变性

石油学报 2011年第1期32卷 145-148页

作者：岳前升刘书杰何保生李玉光胡友林长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023 中海油研究总院北京100027

目前合成基钻井液体系在深水钻井中应用比较广泛,其低温流动性也成为深水钻井中较受关注的问题。通过测定线性α-烯烃合成基钻井液在不同组成时的黏度-温度特性,研究了乳化剂种类、有机土加量、油水比以及钻井液密度等对合成基钻井液低... 详细信息

目前合成基钻井液体系在深水钻井中应用比较广泛,其低温流动性也成为深水钻井中较受关注的问题。通过测定线性α-烯烃合成基钻井液在不同组成时的黏度-温度特性,研究了乳化剂种类、有机土加量、油水比以及钻井液密度等对合成基钻井液低温流动性影响,探讨了基油种类和黏度对油包水钻井液的黏度-温度特性影响。实验结果表明,乳化剂种类是影响线性α-烯烃合成基钻井液低温流动性的最主要因素,其次是有机土加量和油水比,而加重材料对合成基钻井液低温增稠程度影响较小;基油低温黏度是影响深水合成基钻井液体系黏度的重要因素。线性α-烯烃合成基钻井液较矿物油和气制油基钻井液具有更优的低温流动性,可以应用于深水钻井作业。

关键词：深水钻井合成基钻井液线性α-烯烃油包水钻井液流变特性黏度-温度特性

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水溶性聚合物胶液中自由水含量的测定

石油化工 2019年第1期48卷 71-75页

作者：李炎军胡伟吴江代凯岳前升中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057 长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

根据束缚水不能成为溶剂的特性,提出利用折光率法测定水溶性聚合物胶液中的自由水含量,并利用该方法测定了不同种类聚合物胶液中的自由水含量,考察了NaCl对聚合物胶液中自由水含量的影响。实验结果表明,蔗糖溶液的含量与折光率呈较好的... 详细信息

根据束缚水不能成为溶剂的特性,提出利用折光率法测定水溶性聚合物胶液中的自由水含量,并利用该方法测定了不同种类聚合物胶液中的自由水含量,考察了NaCl对聚合物胶液中自由水含量的影响。实验结果表明,蔗糖溶液的含量与折光率呈较好的线性关系,水溶性聚合物的种类和含量对溶液的折光率无影响,利用折光率法测定聚合物胶液中的自由水含量是可行的;不同种类水溶性聚合物束缚水的能力不同,随着水溶性聚合物浓度的增加,自由水含量降低、束缚水含量提高;NaCl能明显降低水溶性聚合物束缚自由水的能力。折光率法能准确、快速测定水溶性聚合物胶液中的自由水含量。

关键词：自由水束缚水折光率法水基钻井液

南水北调中线工程水体溶解性有机质分子组成特征

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人民长江 2023年第3期54卷 56-62页

作者：都诚王超郝智能岳前升张洪长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434000 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 中国科学院大学北京100049

为揭示南水北调中线工程水体中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的组成变化特征,采集南水北调中线总干渠沿线及丹江口水库水样,利用傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometr... 详细信息

为揭示南水北调中线工程水体中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的组成变化特征,采集南水北调中线总干渠沿线及丹江口水库水样,利用傅里叶变换离子回旋共振质谱(Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry,FT-ICR MS)分析了DOM的分子组成及其空间变化,并探讨了总干渠沿线DOM变化成因和环境意义。结果表明:丹江口水库和总干渠均检出DOM物质3200余种,仅含C、H和O的物质(CHOs)为主要组分,约占所有检出物质的61%,含C、H、O和N的物质(CHONs)占30.5%~31.5%,含C、H、O和S的物质(CHOSs)仅占7.3%~8.4%,结合O/C和H/C分类,丹江口水库和总干渠水体DOM主要组分为木质素(60%以上)。相较于丹江口水库,总干渠水体DOM组分发生了较大变化,蛋白质类组分占比由3.70%升至8.65%,表明总干渠中有蛋白质生成;稠环类物质占比由9.43%下降至4.77%,单宁酸类的变化趋势与稠环类物质类似。总干渠局部区域藻类增殖过程是引起总干渠中CHONs和CHOSs类DOM组分和占比升高的主要原因。研究成果可为科学认识南水北调中线工程水体水质变化过程提供科学依据。

关键词：溶解性有机质超高分辨质谱跨流域调水南水北调中线工程

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海上中低渗油田注纳滤海水可行性研究

特种油气藏 2023年第2期30卷 142-146页

作者：王宇琪冯恒榰邢希金王齐岳前升长江大学湖北荆州434023 中海油研究总院有限责任公司北京100101

针对天然海水作为注入水源损害储层的问题,从水样离子组成、与地层水混合后结垢趋势预测、结垢程度以及岩心流动实验等方面研究了天然海水和纳滤海水作为注入水的差异性,探讨纳滤海水作为海上油田注入水源的可行性。研究结果表明:纳滤... 详细信息

针对天然海水作为注入水源损害储层的问题,从水样离子组成、与地层水混合后结垢趋势预测、结垢程度以及岩心流动实验等方面研究了天然海水和纳滤海水作为注入水的差异性,探讨纳滤海水作为海上油田注入水源的可行性。研究结果表明:纳滤海水的Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)等成垢离子含量较天然海水大幅降低;纳滤海水、天然海水分别与地层水混合后均有结垢趋势,但纳滤海水与地层水混合后的结垢量明显低于天然海水,同时纳滤海水作为注入水对储层岩心液相渗透率的损害程度也明显低于天然海水;纳滤海水作为海上油气田注入水在技术上是可行的。研究结果为海上油田采用纳滤海水作为注入水源提供技术依据。

关键词：注水配伍性纳滤海水储层保护海上油田