响应面法优化纳米材料稳定的泡沫钻井液

• 作者: 孙晗森 张浩东 李强 李志勇 李新岗 李林源 王玥
• 来源期刊: 钻井液与完井液
• 关键词: 响应曲面法 泡沫钻井液 纳米材料 润湿性 煤层气
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 钻井液
• 页码范围: 23-30
• 页数: 8页
• 分类号: TE254
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.01.004

摘要

为提高泡沫钻井液的稳定性,向体系中引入纳米材料,并研究了纳米材料润湿性对于泡沫质量的影响.根据Box-Behnken Design设计原理,采用三因素三水平响应曲面法,优化了起泡剂BS-12、亲水性纳米SiO2和增黏剂XC的加量,探究了它们之间交互作用对于泡沫综合指数的影响,并以此为基础研制了泡沫钻井液体系.结果 表明,纳米材料润湿性会显著影响不同类型起泡剂的泡沫质量,疏水性纳米材料能够提高阴离子起泡剂SDS的泡沫稳定性,但对两性离子起泡剂BS-12的泡沫起泡量和半衰期呈现负相关关系,亲水性纳米材料才能提高两性离子起泡剂BS-12的泡沫稳定性;通过响应曲面优化设计得到的最优浓度配比为:0.6％BS-12+4％纳米SiO2+0.3％XC.响应曲面分析表明,对于泡沫综合指数的显著性影响程度,纳米材料浓度＞起泡剂浓度＞XC浓度;纳米稳定的泡沫钻井液体系性能评价表明,该体系表观黏度为42mPa·s,密度为0.81 g/cm3,半衰期达60 h,能长时间保持性能稳定,抑制性强,线性膨胀率较清水下降65％,储层保护效果好,煤岩岩心气测渗透率恢复率在90％以上,携岩效果好,岩屑和煤屑的沉降速度较清水降低92％以上,能够满足现场煤层气钻井的需要.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙晗森		38	363	11.0	18.0