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生物基Pickering乳液及在环保型油基钻井泥浆的应用研究

生物基Pickering乳液及在环保型油基钻井泥浆的应用研究

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作者：王铭野长春工业大学

学位级别：硕士

硅藻土,作为一种天然存在的硅藻残体,由于其独特的多孔性结构和优异的吸附性能,被广泛应用于各种工业领域。本论文围绕硅藻土这一材料,探讨其作为Pickering乳液稳定剂在环保型油基钻井泥浆中的应用潜力与效果。研究主要包括以下几个部分... 详细信息

硅藻土,作为一种天然存在的硅藻残体,由于其独特的多孔性结构和优异的吸附性能,被广泛应用于各种工业领域。本论文围绕硅藻土这一材料,探讨其作为Pickering乳液稳定剂在环保型油基钻井泥浆中的应用潜力与效果。研究主要包括以下几个部分:通过3-（异丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）对硅藻土颗粒进行疏水改性,制备能够在低油水比条件下稳定Pickering乳液的硅藻土颗粒,并对改性样品所制备的Pickering乳液稳定性进行研究与调控,为制备环保型油基钻井液,确定优选条件。研究表明改性硅藻土颗粒能够在油水比为4:6的条件下稳定乳液。样品水接触角能够达到140°。当内相的盐浓度达到20%时,样品的乳化率达到92.1%以上。采用不同的改性方法,通过n-辛基三乙氧基硅烷同γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）对硅藻土颗粒进行协同改性,再通过对样品乳化性能的研究与调控,为未来环保型水基钻井液提供研究基础。研究中成功制备出能够在油水比为6:4条件下稳定Pickering乳液的改性硅藻土颗粒。样品在水相盐浓度达到20%时仍保持91.3%的乳化率。在详细研究疏水改性硅藻土的过程中,论文也对比研究了其他生物质基疏水改性的可能性。对比了KH550、KH560、KH570、KH580对纳米纤维素进行疏水改性,获得了能够在油水比为4:6的条件下稳定乳液的改性样品。通过粒径测试,样品乳液的平均粒径为20.0μm。其中含双键结构的硅烷偶联剂KH570疏水基团引入后效果明显,改性样品的水接触角达到77°。通过本论文研究制备出新型环保型油基钻井液,同时对新型钻井液的粘度特性进行了研究,采取以纳米级助剂替换传统助剂的方式,成功降低了新型钻井液的动力粘度。成功得到在标准性能以内的实验室新型油基钻井液,新型油基钻井液配方如下;油水比为4:6、白油为外相、内相为20%Ca Cl溶液、改性硅藻土用量优选3%、可为4%或5%、纳米封堵剂3 wt%、降滤失剂3 wt%、2wt%Ca O。新型油基钻井液的流变性能在满足钻井液性能指标的同时,大幅程度减少了油相的使用。以改性硅藻土代替传统表面活性剂作为油基钻井液的乳化剂,大幅程度减少了传统乳化剂对环境的污染,为低油相Pickering乳液引入油田领域提供理论支持。

关键词：硅藻土疏水改性 Pickering乳液环保型油基钻井液

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废弃钻井液的固化处理及低毒性钻井液研究

废弃钻井液的固化处理及低毒性钻井液研究

引用

作者：李雪光东北石油大学

学位级别：硕士

大庆油田的钻井液大多数为水基钻井液,少量油基钻井液,大多数井场的废钻井液及岩屑不经处理直接采用储存坑储存的方法进行处理,通常会对土壤、地表和地下水造成严重的污染。因此在钻井完成后对钻井液进行无害化处理,对油田经济和环境的... 详细信息

大庆油田的钻井液大多数为水基钻井液,少量油基钻井液,大多数井场的废钻井液及岩屑不经处理直接采用储存坑储存的方法进行处理,通常会对土壤、地表和地下水造成严重的污染。因此在钻井完成后对钻井液进行无害化处理,对油田经济和环境的可持续发展具有十分重要的意义。由于固化处理能显著降低废钻井液中金属离子和有机质对土壤的侵蚀和土壤沥滤程度,减少对环境的影响和危害,本文选用多种添加剂进行了固化实验,探讨了添加剂的掺和方法对实验效果的影响,研究了水泥硅酸钠固化体系、油井水泥混合物固化体系和粉煤灰复合材料固化体系的固化效果和机理。同时本文也对环保型油基钻井液进行了研究,并对其性能进行了评价。实验表在废钻井液中加入某一种单一添加剂其固化效果不太理想。掺和了多种添加剂的水泥硅酸钠固化体系、油井水泥混合物固化体系和粉煤灰复合材料固化体系均表现出良好的固化效果。对于同一种废钻井液固化物,其针入度随着固化剂加量的增加而减小,而废钻井液密度越大其固化物的针入度越小,固化物的强度也随着密度增大而增大。结合各种处理剂对油基钻井液性能影响的室内研究,确定了以凝析油为基础油的油基钻井液配方。该钻井液性能稳定,具有流变性好、滤失量低(A P I钻井液对油层污染小、储层保护效果好并有利于提高井壁稳定。

关键词：废钻井液固化处理环保型油基钻井液

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