留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

水对硫酸钡颗粒-气制油悬浮液的影响

张雪梅 张贵磊 郭晓轩 耿铁 李斌 冯宗涛 孙德军

张雪梅,张贵磊,郭晓轩,等. 水对硫酸钡颗粒-气制油悬浮液的影响[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):1-7 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.001
引用本文: 张雪梅,张贵磊,郭晓轩,等. 水对硫酸钡颗粒-气制油悬浮液的影响[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):1-7 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.001
ZHANG Xuemei, ZHANG Guilei, GUO Xiaoxuan, et al.Effect of water on BaSO4 particles/GTL suspensions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):1-7 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.001
Citation: ZHANG Xuemei, ZHANG Guilei, GUO Xiaoxuan, et al.Effect of water on BaSO4 particles/GTL suspensions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):1-7 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.001

水对硫酸钡颗粒-气制油悬浮液的影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.001
详细信息
    作者简介:

    张雪梅,毕业于中国石油大学(北京)生物化工专业,现在主要从事油田化学及钻井废弃物处理的研究工作。电话 (022)59552598 ;E-mail:zhangxm68@cnooc.com.cn

  • 中图分类号: TE254.4

Effect of Water on BaSO4 Particles/GTL Suspensions

  • 摘要: 针对加重材料的分散状态对油基钻井液的流变性能有较大影响,以脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸(C12E9Ac)为分散剂,BaSO4颗粒为分散相,气制油为分散介质,探讨了水对悬浮体系中颗粒沉降稳定性和体系黏度的影响。结果表明,随着水加量的增加,可以使分散颗粒间由以排斥力为主导转化为以吸引力为主导,当水加量小于0.5%(占BaSO4颗粒质量的百分数)时,悬浮液体系的沉降稳定性和黏度几乎不受影响,且再分散性提高;当加量为0.5%~2.5%时,水不仅可以使悬浮液体系中颗粒发生聚集,并且聚集形成的“大颗粒”也在水桥作用下连接在一起,形成复杂的网络结构;当加量大于25%时,悬浮液体系中部分颗粒已处于水相中,使颗粒的网络结构减少,导致悬浮液的黏度降低。因此,向C12E9Ac稳定的悬浮液中引入适量水,能够实现在分散稳定性和黏度几乎不发生变化的前提下,提高沉积物的再分散性,为调控油基钻井液中颗粒沉降稳定性提供了研究方法。

     

  • 图  1  C12E9Ac对BaSO4-GTL悬浮液沉降稳定性的影响

    注:BaSO4颗粒(5 μm)浓度为5%

    图  2  水-BaSO4-GTL悬浮液静置不同时间的宏观照片

    注:每张图片从左到右加水量为0、0.1%、0.2%、0.5%、1.0%;BaSO4颗粒(5 μm)浓度为40%,C12E9Ac加量为1.5%

    图  3  水-BaSO4-GTL悬浮液静置24 h后,经倒置和轻微摇晃后的宏观照片

    注:颗粒(5 μm)浓度为40%,C12E9Ac加量为1.5%

    图  4  不同加水量对BaSO4-GTL悬浮液黏弹模量-振荡频率的影响

    注:弹性模量(实心标),黏性模量(空心标);BaSO4颗粒(5 μm)浓度为40%,C12E9Ac加量为1.5%

    图  5  在不同加水量的条件下BaSO4-GTL悬浮液沉积物体积随时间的变化情况

    注:BaSO4颗粒(0.5 μm)浓度为5%,C12E9Ac加量为1.5%

    图  6  在剪切速率为100 s−1时BaSO4-GTL悬浮液在不同加水量下的黏度

    注:BaSO4颗粒(0.5 μm)浓度为40%,C12E9Ac加量为1.5%

    图  7  在不同加水量下BaSO4-GTL悬浮液的状态

    注:BaSO4颗粒(0.5 μm)浓度为40%,C12E9Ac加量为1.5%,红色数字代表加水量,单位为%

    图  8  水-BaSO4-GTL悬浮液激光共聚焦显微镜和宏观照片

    注:加水量(a)为0.5%,(b)2.5%,(c)50%,颗粒(0.5 μm)浓度为60%,C12E9Ac加量为1.5%(1是暗场下拍摄,2是明场下拍摄,3是不同加水量下的悬浮液状态)

    图  9  加水量对水-BaSO4-GTL悬浮液状态中影响示意图

  • [1] 潘谊党,于培志. 密度对油基钻井液性能的影响[J]. 钻井液与完井液,2019,36(3):273-279. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.03.002

    PAN Yidang, YU Peizhi. Effect of density on the performance of oil base drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(3):273-279. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.03.002
    [2] 李炎军,胡友林,吴江,等. 油基钻井液润湿剂评价新方法[J]. 钻井液与完井液,2019,36(1):46-50. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.01.009

    LI Yanjun, HU Youlin, WU Jiang, et al. A new method for evaluating wetting agents used in oil base drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(1):46-50. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.01.009
    [3] ZHANG J, ZHAO H, LI W, et al. Multiple effects of the second fluid on suspension viscosity[J]. Scientific reports, 2015, 5(1):1-8. doi: 10.9734/JSRR/2015/14076
    [4] DE VRIES A, JANSEN D, VANDER LINDEN E, et al. Tuning the rheological properties of protein-based oleogels by water addition and heat treatment[J]. Food Hydrocolloids, 2018(79):100-109.
    [5] HOFFMANN S, KOOS E, WILLENBACHER N. Using capillary bridges to tune stability and flow behavior of food suspensions[J]. Food Hydrocolloids, 2014(40):44-52.
    [6] WEN W J, HUANG X X, YANG S H, et al. The giant electrorheological effect in suspensions of nanoparticles[J]. Nature Materials, 2003, 2(11):727-730. doi: 10.1038/nmat993
    [7] RIGDEN P J. Rheology of suspensions of high solid concentration[J]. Nature, 1951, 167(4240):197-198. doi: 10.1038/167197a0
    [8] CHATTERJI A K, KAPSE G W. Rheology of dilute aqueous suspensions of some reactive solids[J]. Nature, 1963, 200(490):868-869.
    [9] KOOPAL L K. Wetting of solid surfaces: fundamentals and charge effects[J]. Advances in Colloid and Interface Science, 2012(179):29-42.
    [10] SOLOMON M J, SAEKI T, WAN M, et al. Effect of adsorbed surfactants on the rheology of colloidal zirconia suspensions[J]. Langmuir, 1999, 15(1):20-26. doi: 10.1021/la9706577
    [11] STICKEL J J, POWELL R L. Fluid mechanics and rheology of dense suspensions[J]. Annual Review of Fluid Mechanics, 2005(37):129-149.
    [12] KOOS E, WILLENBACHER N. Capillary forces in suspension rheology[J]. Science, 2011(331):897-900.
    [13] KOOS E, WILLENBACHER N. Particle configurations and gelation in capillary suspensions[J]. Soft Matter, 2012, 8(14):3988-3994. doi: 10.1039/c2sm07347a
    [14] KOOS E, JOHANNSMEIER J, SCHWEBLER L, et al. Tuning suspension rheology using capillary forces[J]. Soft Matter, 2012, 8(24):6620-6628. doi: 10.1039/c2sm25681a
    [15] LENNART B, EVA S. Temperature Induced Gelation of Concentrated Ceramic Suspensions: Rheological Properties[J]. Journal of the European Ceramic Society, 1999, 19(12):2117-2123. doi: 10.1016/S0955-2219(99)00021-7
    [16] DANOV K D, GEORGIEV M T, KRALCHEVSKY P A, et al. Hardening of particle/oil/water suspensions due to capillary bridges: Experimental yield stress and theoretical interpretation[J]. Advances in Colloid and Interface Science, 2018(51):80-96.
  • 加载中
图(9)
计量
  • 文章访问数:  595
  • HTML全文浏览量:  247
  • PDF下载量:  75
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-09
  • 修回日期:  2021-10-15
  • 网络出版日期:  2022-04-19
  • 刊出日期:  2022-05-06

目录

    /

    返回文章
    返回