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新型钻井液化学处理剂甲酸盐体系研究

吕晓华  
【摘要】: 本文基于国内外对钻井液化学处理剂甲酸盐的理论研究,以具有开发应用潜质的高密度、低粘度、流变综合性能较好的甲酸铯为主要研究对象,对其热分解机理进行了研究,发现甲酸铯在碳酸铯的影响下,甲酸铯发生了分解产物转变方向及分解温度降低的现象,而在本次试验中发现甲酸铯脱氢反应过程是在一个阶段(即260~500℃)同时完成的。另一方面,甲酸铯转化为草酸铯时,是两个甲酸铯分子之间在加热条件下,脱氢形成C-C键,随着甲酸铯分解反应进行,分解产生的碳酸铯逐渐增加,在空间上阻碍了两个甲酸铯分子之间彼此接近脱氢形成C-C键,使草酸铯难于形成,从而降低了甲酸铯转化成草酸铯的比率。 通过对甲酸盐单相和复配体系水溶液的特性研究(水溶液基本性能、水溶液与聚合物的配伍性、水溶液的腐蚀性),得到单相甲酸铯水溶液的摩尔浓度与其粘度呈线性关系。与甲酸钠甲酸钾相比,甲酸铯溶液的具有良好的粘温性。甲酸盐与聚合物XC黄原胶复配溶液表现出非牛顿流体的剪切稀释性。在甲酸盐复配体系中,对其基本特性的测定,及与聚合物配伍流变性的测定,发现甲酸盐溶液的配比不同,复配溶液特性也有个体的变化。 通过失重法对甲酸铯溶液对金属腐蚀规律进行了研究。在静态条件下:20%甲酸铯溶液腐蚀性最大,金属对高浓度甲酸铯溶液具有更好的抗腐蚀性能;静态时,CO2的存在使金属的腐蚀速率增加不大,但在试验初期溶液与金属有新鲜接触面时,有CO2存在是无CO2环境腐蚀速率的约五倍。 与理论分析结合,探讨了甲酸盐水溶液在应用中体现部分良好性能产生的机理。就甲酸铯盐回收利用,本文也进行了初步的探讨。


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