完井液過濾
① 高溫鑽井液檢測儀器國內外發展現狀
3.3.1 高溫高壓流變儀
高溫流變性是高溫鑽井液的重要參數之一，直接影響鑽速、泵壓、排量、懸浮及攜帶岩屑、井眼清潔、井壁穩定、壓力波動及固井質量等，因此國內外非常重視高溫流變儀的研發。典型生產商為美國Fan公司、OFI公司、Grace公司等。其典型產品有如下。
3.3.1.1 OFITE1100高溫加壓流變儀
美國OFI公司研製生產的OFITE1100高溫加壓流變儀是一個全自動測試系統，能夠根據剪切力、剪切速率、時間、壓力、溫度等參數來准確測試壓裂液、完井液、鑽井液、水泥漿的流變特性，並實時顯示和同步記錄剪切應力、剪切率、轉速、壓力、容池和樣品溫度。可以在實驗室使用也可以在野外使用，可選擇防水移動箱，帶輪子，移動方便。OFITE高溫高壓流變儀壓力可達到18MPa，溫度可到260℃，最低0℃。另外還有冷卻系統，冷卻樣品（圖3.1）。
圖3.1 OFITE 1100高溫加壓流變儀
獨特的ORCADA（OFITE R（流變儀）C（控制）and D（數據）A（採集）），軟體簡單。全新的KlikLockTM快速鏈接技術與重新設計的樣品杯相結合，便於拆卸和維修。全新的SAFEHEATTM系統是一個安全、精確、環境友好、高效的空氣傳輸加熱系統，使得操作更安全簡單，清洗更快速。
3.3.1.2 OFITE高溫高壓流變儀
根據剪切力、剪切速率、時間和壓力直到207MPa和溫度最高至260℃條件，全自動系統准確測定完井液、鑽井液、水泥漿的流變特性。選配冷水系統後，可使測試系統適應於需要冷卻的測試樣品，進一步增加了儀器的應用范圍（圖3.2）。
圖3.2 OFITE高溫高壓流變儀
使用羅盤來測定扭矩附件頂部磁鐵的轉動。如果沒有對儀器進行補償，防護罩內動力驅動磁鐵的影響。地球磁場的影響、防護罩磁性的影響、彈簧非線性的影響、實驗室磁場和材料的影響、非理想流體流動的影響、產品結構微小變化的影響等綜合結果使測定角度顯示非線性關系。計算機可以容易地完成這些影響的補償。
3.3.1.3 Ceast毛細管流變儀
毛細管流變儀分為單孔型和雙孔型，應用於熱塑性聚合物材料的質量控制和研發工作。在CeastVIEW平台下，通過VisualRHEO軟體控制儀器。可實現以任意恆剪切速率或活塞桿速度測量。雙孔料筒結構獨立採集分析每個孔所測得的試驗數據。可選各種專用的軟體。可選配多種測量單元：熔體拉伸試驗、口模膨脹、狹縫口模。PVT、半自動清洗等。Rheologic系列：最大力50kN；速度比1∶500000；活塞速度0.0024～1200mm/min。工作溫度50℃～450℃（選配500℃），有兩個PT100感測器控制。可快速更換的載荷感測器（范圍：1～50KN），壓力感測器范圍3.5～200MPa（圖3.3）。
圖3.3 毛細管流變儀
3.3.1.4 Haake RV20/D100高溫高壓黏度儀
Haake RV20/D100該高溫加壓旋轉黏度計的使用上限為203kPa（1400psi）和300℃，它由兩個固定在加熱器上的同軸圓筒組成。外筒用螺栓固定在加熱器（高壓釜）的頂部，內筒支承在滾珠軸承上（外筒通過軸承將內筒托住）。內筒或轉筒靠磁耦合與一個Rotovisco RV 20相連接。內筒作為轉子，釜外的驅動機構通過電磁耦合帶動內筒轉動；內筒通過電磁耦合將其所受的轉矩傳遞給釜外的驅動機構，使其轉過一個角度（圖3.4）。
圖3.4 Haake RV20/D100剪應力測試原理
可用計算機控制來自動描繪流變曲線。該儀器在0s-1～1200s-1范圍內可連續變化，並且自動進行數據分析。施加在轉軸上的扭矩可被反應靈敏的電扭力桿測得。測量電扭力桿扭轉的角度即為所施加的扭矩值。剪切應力可由扭矩值通過合適的剪切應力常數來計算得出。
3.3.1.5 美國Grace公司專利產品MODEL 7400/M7500
M7400流變儀包含250mL的漿杯總成，安裝在儀器加壓的測試釜體內，漿杯易於取出，方便漿杯裝樣和清洗。流變儀可配備不同的內筒/轉子（外筒）組合，提供了不同的測量間隙尺寸。轉子（外筒）按需要的速度圍繞內筒轉動，由於內筒和轉子（外筒）之間的環型區域內的液體被剪切，傳導到內筒上的扭矩用一個應力表類型的扭矩感測器測量（圖3.5）。
圖3.5 M7400流變儀
儀器加壓用一個空氣驅動液壓泵，礦物油作為壓力介質，連接到高壓泵上的可編程壓力控制器控制壓力的升壓和保壓，漿杯下的葉輪循環流動壓力油改善溫度控制效果，葉輪也用於提供均勻的樣品加熱效果，溫度控制採用一個連接到內部4000W加熱器和熱電偶的溫度控制器控制，漿杯中心內筒頂部的熱電偶用於測量實際樣品溫度，馬達驅動轉子（外筒）在一定速度范圍內轉動，樣品黏度根據測量出來的剪切應力和剪切速率計算出來。
M7500是專為復雜樣品進行簡單測試而設計的高溫、超高壓、低剪切、自動、數字流變儀。該儀器專利的測量機構設計消除了昂貴和易損的寶石軸承，可以進行大范圍的測量。由於它獨特的設計，使其便於維護並大大簡化了操作流程。基於微軟資料庫作為支持友好的用戶界面，測試結果自動化的壓力，速度和溫度控制，使實驗結果更加精確和一致，標準的API實驗可由觸摸式LCD屏幕或者在計算機上單擊滑鼠來實現（表3.5）。
表3.5 M7500技術參數
M7500與其他同類產品相比，測試時間短且更容易操作；它不含有易碎和昂貴的精密軸承，維修成本低；最先進的速度控制使得低剪切率測試成為可能，自動剪切應力校準在很大程度上簡化了操作程序。
3.3.1.6 Fann流變儀
（1）Fann稠度儀
Fann稠度儀是一種高溫高壓儀器，試驗的泥漿在套筒內承受剪切，其最高工作壓力和溫度分別為140MPa和260℃，其測量原理見圖3.6。它通過安裝在樣品釜兩端的兩個交替充電的電磁鐵產生的電磁力，使軟鐵芯作軸嚮往復運動。存在於運動鐵芯與樣品釜釜壁之間的環形間隙內的泥漿受到剪切，泥漿黏度越高，鐵芯運動越緩慢，從一端運行到另一端所用的時間也就越長，泥漿的相對黏度就用鐵芯的運行時間來衡量。Fann稠度儀不能測量絕對黏度，通常將其結果作為相對黏度。這是因為電磁鐵施加給鐵芯的是一個不變的力，使鐵芯在被測泥漿中從速度為零加速至終速度，在常用的泥漿中鐵芯不能總是勻速運動，因此不能按不變的或確定的環空剪率進行分析。在實際使用中，常用於測量水泥漿的稠度。
圖3.6 Fann稠度儀原理圖
（2）Fann 50C高溫高壓流變儀
Fann50C高溫高壓流變儀是高溫高壓同軸旋轉式黏度計，其最高工作壓力和溫度為7MPa和260℃，其剪應力測量原理如圖3.6。泥漿裝在兩個圓筒的環狀間隙里，外筒可用不同轉速旋轉。外同在泥漿中旋轉所形成的扭矩，施加在內筒上，使內筒轉過一個角度。測量這一角度，即可確定其剪應力值。測量數據用X-Y記錄儀以曲線形式輸出。其轉速可在1～625r/min范圍內無級調速。
Fann 50C早期產品由壓力油提供壓力，適合於作水基泥漿的高溫高壓流變性測試，壓力油對油基泥漿試驗結果影響較大。Fann 50C中期產品有兩種形式，既可由壓力油提供壓力，也可由高壓氮氣或空氣提供壓力。近期產品則只有由高壓氣源提供壓力一種形式。採用氣壓形式後，就不存在壓力油對泥漿污染和對測試結果的影響。
（3）Fann 50SL高溫流變儀
50SL是Fann 50C的改進型產品，它在Fann50C原有結構基礎上，新增加了壓力感測器，冷卻水電磁閥和遠程式控制制器（RCO），是一款高精度的同軸旋轉型黏度計，該儀器具有廣泛的通用性，可解決多種黏度測試問題或完成許多程序測試，Fann 50SL（圖3.7）可以測試特殊剪切速率下的流體的流變特性，如賓漢塑性流體和假塑性流體（包括冪律流體）和膨脹性流體，觸變性和膠凝時間也可以測試出來，實驗可以在剪切率、溫度和壓力精確控制的狀態下進行。
該黏度計可以測試出剪切力-剪切率值，也可得到在流變狀態下的剪率特性，通過選擇合適的扭簧、內筒和外筒可得到很寬的黏度測量范圍（量程從50到64000dyn/cm2之間的剪力范圍）。
最高溫度260℃，壓力7MPa（1000psi）條件下的測試。使用該儀器必須在連接遠程式控制制器和一台合適的電腦的條件下，其控制操作由儀器將感測器信號通過介面傳送到計算機，計算機再把正確的控制信號輸出給Fann 50SL。加熱、施壓和轉子速度的控制由專門軟體的輸入來控制。在各種剪切速率下的表觀黏度、時間依賴性、連續剪切和溫度效應引起的變化等可快速而准確地測定。50SL是一般流變特性，包括鑽井液高溫穩定性測定的理想儀器。唯一不足的是該控制軟體中不具備將曲線在列印機上輸出的功能。
（4）Fann 75流變儀
主要用來測量不同溫度、壓力和剪切速率下鑽井液的剪切應力、黏度。最高測量溫度為260℃，最高測量壓力為138MPa，儀器如圖3.8所示。
該儀器同其他「旋轉」式流變儀工作原理一樣，轉子/浮子組合如圖所示。
（5）Fann IX77流變儀
范氏IX77型全自動泥漿流變儀（圖3.9）是第一台在高壓（30000Psi）和高溫（316℃）的極端條件下測量流體流變性的全自動流變儀。另外，如果配上一個軟體控制的製冷器可以使實驗在室溫以下的溫度進行。
圖3.7 Fann 50SL高溫流變儀
圖3.8 Fann 75流變儀
該儀器是同軸圓筒測量系統，它使用一個精密的磁敏角度感測器來檢測內嵌寶石軸承的彈簧組合的角度，感測器系統可以校準到±1℃。電機轉速實現了0～640r/min無級調速的全自動控制。
儀器的特點在於藉助內嵌微電腦和巧妙的機械及電路設計而帶來的非常安全的傳動機構。它的軟體使儀器的操作、數據採集、輸出報告和報警功能自動進行，最大限度的擴展其應用范圍，給操作帶來較大的靈活性。
IX77禁止用於測試具有赤鐵礦、鈦鐵礦、碳酸鐵成分的或者含有磁性的活亞鐵成分的混合物、溶液、懸浮液和試劑的樣品。
其他高溫高壓流變儀如Chandler 7400（工作極限條件：140MPa和205℃）和Huxley Burtram（105MPa和260℃）與以上類型工作原理相似。
圖3.9 Fann IX77 流變儀
3.3.2 高溫高壓濾失儀
泥漿在鑽井時向地層滲濾是一個復雜的過程，影響因素較多，它包括在泥漿液柱壓力和儲層壓力之間的壓差作用下，發生的靜止濾失。包括在該壓差下，泥漿在流動狀態下的動濾失，這種流動是由泥漿循環時的返流和鑽柱旋轉時的旋流所引起，它對井壁過濾面產生沖刷作用，影響了滲濾的過程。
高溫高壓濾失儀是一種在模擬深井條件下，測定鑽井液濾失量，並同時可製取高溫高壓狀態下濾失後形成的濾餅的專用儀器。溫度和壓力在濾出液控制中起著很大的作用。
3.3.2.1 海通達高溫高壓濾失儀
（1）GGS系列（圖3.10；表3.6）
圖3.10 GGS-71型高溫高壓濾失儀
表3.6 GGS系列儀器參數
其中GGS42-選用單孔單層活網鑽井液杯，濾網目數50。
GGS42-2和GGS71-A使用不銹鋼外殼，添加特殊保溫層，熱傳遞效率高，選用通孔單層活網鑽井液杯，濾網目數50；GGS42-2A和 GGS71-B使用不銹鋼外殼，添加特殊保溫層，熱傳遞效率高，選用通孔單層活網鑽井液杯，濾網目數60，有獨立溫度控制系統，採用國外先進的電子溫控器。
（2）HDF-1型高溫高壓動態濾失儀
HDF-1型高溫高壓動態濾失儀克服了靜態濾失儀的不足，使測試結果更加接近井下實際情況。該儀器由電機驅動的主軸帶動杯體內的螺旋葉片對鑽井液進行攪拌。通過SCR控制器控制變速電機，數字顯示主軸轉速（表3.7；圖3.11）。
表3.7 儀器的主要技術參數
圖3.11 HDF-1型濾失儀
3.3.2.2 OFI公司高溫高壓動態全自動失水儀
OFITE高溫高壓動態失水儀在動態鑽井條件下測量濾失特性。馬達驅動裝配有槳葉的主軸在標准500mL HTHP泥漿池中旋轉，轉速設置范圍為1～1600r/min，模擬鑽井液高溫高壓池中以層流或紊流形式流動。測試方式完全和標準的高溫高壓濾失儀一樣，唯一的差異為濾出物收集時鑽井液在高溫高壓池中流動循環。由於濾失介質為普通的圓盤（disk）材質，因此測定結果跟別的或以往的有充分的可比性，該儀器能夠和電腦相連，並自動畫出曲線。最高壓力8.6MPa，最高溫度260℃（圖3.12）。
圖3.12 OFI高溫高壓動態濾失儀
技術特徵：①一款分析轉動中鑽井液的真正循環濾失儀；②變速馬達，1/2Hp永久磁鐵，直流；③池頂帶蓋得以輔助管路連接，移去堵頭，可以添加額外的鑽井液添加劑；④安全校正的防爆片，保證過壓安全；⑤馬達和轉動主軸轉動轉速操作保證1∶1；⑥可調螺旋槳改變到濾失介質距離；⑦可調熱電偶溫度38～260℃；⑧可選的濾失滲透性濾片；⑨500mL容積的不銹鋼高壓池。
3.3.2.3 美國Fann高溫高壓動態全自動失水儀
Fann90高溫高壓動態失水儀使用人造岩心濾筒，濾液從岩心濾筒側壁濾出，能很好地模擬鑽進過程中鑽井液從井壁濾失的過程，不但能測試在一段時間內累積的濾液量，而且可以繪制濾液隨時間變化的濾失曲線。Fann90的最高工作壓力可達17.2MPa，最高工作溫度260℃。該儀器可與電腦和列印機連接，自動化程度高，操作方便，是當前最先進的高溫高壓動態失水儀（圖3.13）。
圖3.13 Fann90 高溫高壓動失水儀
3.3.2.4 LH-1型鑽井液高溫高壓多功能動態評價實驗儀
「抗高溫高密度水基鑽井液作用機理及性能研究」的多功能動態評價實驗儀，是一種鑽井液用智能型多功能動態綜合評價實驗儀。該儀器能模擬鑽井過程中的井下情況評價鑽井液性能，並將鑽井液多項高溫高壓性能評價實驗集於一體，達到一儀多用的目的（圖3.14）。
圖3.14 鑽井液多功能動態綜合測試儀實物圖
該儀器可以進行高溫高壓靜/動態濾失、高溫高壓鑽屑分散、高溫高壓動態老化等若干項實驗，採用電腦工控機控制實驗過程，實時顯示實驗狀態、自動採集、處理、顯示實驗數據，實現智能化實驗操作。
儀器主要技術指標：工作溫度0～300℃；工作壓力0～40MPa；轉速0～1200r/min，無級調速；釜體容積800mL；冷卻速率200℃～室溫/10min。
3.3.3 高溫滾子爐
溫度的影響對鑽井液在鑽井內的循環是非常重要的。熱滾爐的作用是評定鑽井液循環與井內時溫度對鑽進的影響。
高溫滾子爐包括爐體、滾筒及滾筒帶動的陳化釜。陳化釜設有一釜體，釜體上部設有釜蓋，釜體與釜蓋之間設有密封蓋，釜蓋上垂直於釜蓋設有壓緊螺栓，將密封蓋與釜體壓緊。密封蓋與釜體之間設有密封環，所述的密封環為四氟乙烯材質。覆蓋上設有排氣閥，排氣閥穿過密封蓋與釜腔相通，排氣閥兩端設有O型密封圈，密封圈為四氟乙烯材質。釜蓋與釜體上設有支撐環，支撐環為四氟乙烯材質，爐門邊緣設有密封墊，密封墊為四氟乙烯材質。該滾子爐耐高溫、密封效果好，而且體積小、安全系數高，便於使用。
3.3.3.1 青島海通達XGRL-4高溫滾子爐
滾子爐是一種加熱、老化裝置。採用微處理器智能控制技術，直接設定，數字面板顯示，並可進行偏差指示。適用范圍為50～240℃，滾子轉速為50r/min（圖3.15）。
圖3.15 XGRL-4型高溫滾子爐
該滾子爐採用鋼架結構、硅酸鋁保溫層、不銹鋼外殼；滾筒採用優質金屬材料滾筒和框架、四氟石墨軸承，重量輕、轉動平穩；其加熱系統採用兩根700W加熱管加熱；動力系統由大功率調速電機鏈帶動滾子轉動，傳動平穩可靠、噪音低；溫控部分採用智能儀表設定、顯示和讀出，恆溫准確，溫度超限自動斷開加熱電源，並發出聲光報警。定時部分定時關機。
3.3.3.2 OFFIE 滾子爐
美國OFI公司，五軸高溫滾子爐。適用范圍為50～300℃，滾子轉速為50r/min（圖3.16，圖3.17）。
圖3.16 OFFIE滾子爐
圖3.17 老化罐
3.3.3.3 Fann 701滾子爐
美國Fann公司的Fann 701型五軸高溫滾子爐，適用范圍為50～300℃，滾子轉速為50r/min（圖3.18）。
圖3.18 Fann滾子爐
3.3.4 其他高溫高壓評價儀器現狀
3.3.4.1 高溫高壓堵漏儀
高溫高壓堵漏儀主要是用來模擬高溫高壓條件下進行堵漏材料實驗，對一套泥漿系統既可以做填砂床實驗又可以做縫板實驗，還可以做岩心靜態污染實驗以及測量堵漏層形成後抗反排壓力的大小。如：JHB高溫高壓堵漏儀由加壓部分、加溫部分、縫板模擬部分等組成。參看圖3.19～圖3.22。
圖3.19 高溫高壓堵漏儀實物圖
圖3.20 高溫高壓堵漏儀結構圖
圖3.21 實驗縫板實物圖
圖3.22 實驗用滾珠及套筒實物圖
3.3.4.2 高溫高壓膨脹儀現狀
膨脹儀是評價黏土礦物膨脹性能的重要試驗儀器，主要用於防塌泥漿及處理劑的研究方面。通過電腦回執曲線可准確測定泥頁岩試樣在不同條件下的膨脹量和膨脹率。用以評價不同的防塌處理對頁岩泥水化的抑制能力，並針對不同的地層及不同組分的泥頁岩選擇適用的處理劑，以控制、削弱泥頁岩的水化膨脹進而防止可能出現的坍塌、卡鑽等事故的發生。
常溫常壓膨脹儀不能模擬井下條件下黏土的膨脹情況和加入黏土抑制劑後對黏土的防膨脹效果。
（1）HTP-C4高溫高壓雙通道膨脹儀
HTP-C4型高溫高壓單通道膨脹量儀，能較好模擬井下溫度（≤260℃）和壓力（≤7MPa）條件下，測試頁岩的水化膨脹特性，為石油鑽井井壁穩定性研究、評價和優選防塌鑽井液配方提供了一種先進的測試手段。HTP-C4型頁岩膨脹儀採用非接觸式高精度感測器，電腦監控記錄，性能穩定，測試范圍大，無漂移，通電即可使用，兩個樣品可同時測量（表3.8；圖3.23）。
表3.8 儀器的主要技術參數
圖3.23 HTP-4型高溫高壓單通道膨脹儀
（2）JHTP非接觸式高溫高壓智能膨脹儀
高溫高壓膨脹儀雖然能模擬井下溫度和壓力條件，但其使用的是接觸式線性位移感測器，這種接觸式感測器受膨脹腔結構的影響，在高壓密封和位移之間產生矛盾，使黏土的線性膨脹量不能得到真實的反映，因為增大了試驗誤差。
圖3.24是一種非接觸式高溫高壓智能膨脹儀結構圖。它由加熱體、實驗腔體、腔蓋、腔體、腔身、圓鐵餅、非接觸式位移感測器、試驗液體加入口、加壓孔、前置器、數據採集器及輸出設備組成。它是利用非接觸式位移感測器與圓鐵餅之間的距離隨黏土餅膨脹時提高變化而變短，而改變感測器的輸出電壓，使數據採集器得到實驗參數，達到在室內評價黏土礦物的膨脹性能。克服了現有膨脹儀不能真實和准確地描述井下條件黏土的膨脹情況、實驗誤差大、加入抑制劑後對黏土的防膨脹效果不能預計的問題。結構簡單，操作方便，實驗數據准確。
圖3.24 JHTP非接觸式智能膨脹儀結構
3.3.4.3 高溫高壓黏附儀
該儀器可測定鑽井液在常溫中壓（0.7MPa）及在常溫高壓（3.5MPa）條件下濾失後形成濾餅的黏附性能，同時還可測試鑽井液樣品在高溫（～170℃）高壓（3.5MPa）條件下濾失後形成濾餅的黏附性能。黏附盤加壓方式為氣動（圖3.25）。
3.3.4.4 高溫高壓腐蝕測定儀
OFI高溫高壓腐蝕測試儀是用於測試金屬試樣在高溫高壓動態條件下對各種腐蝕液體的反應速率。該系統主要由壓力釜、控制儀表及閥門、樣品支架和試樣玻璃器皿組成。
壓力釜採用特製的合金鋼材料，最大工作壓力34.5MPa，最高溫度可達204.4℃。壓力釜及內部樣品由熱電偶加溫。加熱速率范圍為2.5℉/min到3℉/min。機箱內包括一個馬達用以搖動測量支架，一台高壓泵用於提供系統壓力。系統設有安全裝置，包括安全警報等。
圖3.25 GNF-1型黏附儀
② 貝克休斯隨鑽員工工作方式
貝克休斯公司是全球油田服務行業的領先者，通過為石油公司提供發現、開發、生產和管理石油儲量所需的技術，為油氣生產者服務，分享油氣價值鏈上的價值。公司現有員工26800人，在全球70多個國家開展經營和服務活動。
1．成長歷程
如今的貝克休斯公司，是許多為石油行業服務的技術公司的不斷融合行形成的。其最早歷史可追溯到20世紀初。1907年，里約本·貝克開發出一種套管靴，革新了原來的鋼線繩沖擊鑽具鑽井方法；1909年，霍華德·休斯首次引入牙輪鑽頭，大大改善了旋轉鑽井效率。在隨後的近80年的發展中，貝克公司和休斯公司各自成了石油業完井、鑽井工具及相關服務方面的佼佼者，兩家公司於1987年合並，形成目前的貝克休斯公司。
在幾十年的發展中，貝克休斯公司通過收購等方式吸收了油田服務行業的許多公司，他們有布朗石油工具公司、CTC公司、EDECO公司、埃爾德完井工具公司、米爾克姆和紐帕克鑽井液公司、EXLOG泥漿測井公司、西人-克里斯滕森和Drilex垂直鑽井和金剛石鑽頭公司、Teleco隨鑽測試公司、三維和威爾遜打撈工具及服務公司、阿瓜尼斯、化聯和Petrolite特種化學品公司、西方阿特拉斯地球物理勘探和測井公司等等。2000年，貝克休斯還與行業巨頭斯論貝謝建立了合資企業Western Geoco。
2．業務結構與演進
通過幾十年的發展，貝克休斯將其業務集中於鑽井、地層評價和油氣井生產技術方面，通過其八個業務板塊為全球石油行業提供頂級產品和服務。這八個板塊是：貝克阿特拉斯、貝克休斯INTEQ、貝克石油工具、休斯克瑞斯滕森、Centrilift、貝克Petrolite、野外作業機械、EIMCO處理機械。
貝克阿特拉斯負責井眼地球化學和地球物理數據的獲取、處理和分析服務，包括裸眼和套管井測井、射孔、鑽桿打撈等。其地球科學中心提供地層評價、地質指導和油藏描述服務。
貝克休斯INTEQ負責數據通訊、數據管理、專家庫、地層評價、水平鑽井、旋轉定向技術、動態鑽井、垂直鑽井應用、鑽井和完井液及相關服務、流體環境服務、鑽井液產品。
貝克工具公司負責完井、修井、打撈技術和服務。休斯克瑞斯藤森提供三牙輪話PDC鑽頭、隨鑽擴眼工具，以及鑽井優化服務。Centrilift負責電潛泵系統、井下油水分離技術。貝克Petrolite負責石油生產、運輸、煉油行業所需的特種化學品製造和經營。EIMCO處理設備為多個行業提供高性能的分離技術。
野外作業機械負責固體/液體分離設備的製造，為化工、礦業、市政、工業、醫療和食品行業提供產品。產品包括連續離心分離機、過濾器、籃式離心分離機、過濾氣壓模、乾燥機及其他處理設備。
3．公司的管治結構
貝克休斯公司是一家股票上市公司，從管治結構看，在董事會14名董事中，1人兼任公司管理層職務，其他全為獨立董事。在獨立董事中，6人來自石油公司、石油服務公司和石油相關行業，1人來自大學，2人為政府背景，其餘來自其他行業。
4．公司的市場戰略
貝克休斯公司通過五個方面戰略來追求公司持續增長和價值提升：一是建設高素質的企業文化；二是保持產品的同行業中最優；三是關鍵資源集中調配；四是改善財務靈活性；五是積極追求跨板塊的增長機會。
③ 氯化鈣在污水處理中起到什麼作用
用途於道路、高速公路、停車場、機場、高爾夫球場等的冬季除雪；
2、氯化鈣用途於石油鑽探、鑽井工作液、完井液、石油化工等的脫水劑；
3、無水氯化鈣用途於防除塵埃、煤塵、礦塵；
4、建築行業，氯化鈣用作早強劑（提高混凝土強度）、生產塗料的凝固劑；
5、乾燥行業，氯化鈣用作乾燥劑，如防潮用乾燥劑、工藝中氣體和液體的乾燥介質；
6、橡膠行業，二水氯化鈣用作乳膠凝結劑；
7、黑色冶金工業，氯化鈣用作氯化劑和添加劑；
8、造紙工業，用作添加劑（增加紙張強度）及廢紙張脫墨劑；
9、在化學工業無機化工原料領域，氯化鈣用作硫酸根的脫除劑、褐藻酸鈉的凝固劑；
10、製冷工業，用於製冷（冷卻溶液及工藝中氣體和液體）的空調系統；
11、氯化鈣農業用途：防治玉米
12、用途於染料及印染工業生產中；
13、在有機化工生產過程中，氯化鈣用作蒸留石油、醚醇的上兌劑；
14、游泳池水中，添加氯化鈣可以使池水成為pH緩沖溶液同時增加池水硬度，這樣做可以較少池壁混凝土受到的侵蝕；
15、在海洋水族館的水中加入氯化鈣能增加水中生物可利用鈣的含量，水族館中所養殖的軟體動物和腔腸動物會利用它來形成碳酸鈣的外殼；
16、食品級氯化鈣的作用：作為食物防腐劑，有助於保持食品新鮮度；巴氏奶在加工過程中消減了大量鈣，而添加少量氯化鈣可以幫助凝固，氯化鈣也是乳酪很重要的添加劑。
17、氯化鈣也是塑料和滅火器中的添加劑，在廢水處理作為助濾劑，在高爐中作為添加劑來控制原料的聚集和粘附從而避免爐料沉降，在織物軟化劑中起到稀釋劑的作用。
18、石油工業中，氯化鈣用於增加無固相鹽水的密度，也能加在乳化鑽井液的水相中用來抑制粘土的膨脹。
④ 聚乙烯醇降失水劑的作用機理研究
劉學鵬1，2 張明昌1 張林海1 丁士東1 劉 偉1
（1.中國石化石油工程技術研究院，北京 100101；
2.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京 102249）
摘 要 目前，對油井水泥降失水劑作用機理的研究認識多是推測，沒有詳細的數據支撐。本文從失水量、濾液黏度和濾餅結構等試驗數據出發，解釋了聚乙烯醇降失水劑的作用機理。研究結果表明，聚乙烯醇降低失水量的主要影響因素不是其對水泥漿液的增黏作用，而是其對濾餅滲透率的降低，即在濾餅和過濾介質表面形成一層緻密聚合物膜。
關鍵詞 油井水泥 降失水劑 聚乙烯醇 作用機理
Mechanisms Involved in Fluid Loss Control of Oil－well
Cement Slurries by Polyvinyl Alcohol
LIU Xuepeng1，2 ZHANG Mingchang1，ZHANG Linhai1，DING Shidong1，LIU Wei1
（1.Research Institute of Petroleum Engineering，SINOPEC，Beijing 100101，China；
2.School of Petroleum Engineering，China University of Petroleum（Beijing），
Beijing 102249，China）
Abstract Nowadays，most of knowledge about the function mechanisms of fluid loss control agent is a conjecture without the support of laboratory date.In this paper，the function mechanisms of polyvinyl alcohol （PVA）was first systematically discussed by determining the quantity of fluid－loss，filtrate viscosity and the electrophoretic mobility of filter cake fines.The results show that main factors in FL rection by PVA is not viscosifying effect but rection in filter cake permeability：a tough，monolithic and compact polymer film is formed on the filter membrane surface under the filter cake so that the FL is not increased notably meanwhile the film formed with PVA starts to destroy and this results in abrpt increase of FL.
Key words Oil－well cement；fluid－loss additive；polyvinyl alcohol；functioning mechanisms
油井水泥降失水劑是一種能控制水泥漿中液相向滲透性地層濾失，從而保持水泥漿適當水灰比的材料，其對保證固井質量和保護油氣層起著重要的作用［1，2］。聚乙烯醇（PVA）油井水泥降失水劑具有價格適中、對水泥漿緩凝時間和抗壓強度影響小且有一定的成膜防氣竄作用等優點，有很好的應用前景［3，4］。
本文以自合成的耐溫120℃的非離子聚合物降失水劑聚乙烯醇PVA－120為對象，同時以耐溫160℃的陰離子型（AMPS/AM/AA）共聚物降失水劑JHW－160為參照，結合陳涓等［3］的研究思路方法，進一步闡明聚乙烯醇類降失水劑的作用機理，嘗試為深入探討降失水劑作用機理提供一種系統性的研究思路。
1 實驗部分
1.1 儀器
1）常壓稠化儀，沈陽航天工業研究院生產。
2）高溫高壓降失水儀，沈陽航天工業研究院生產。
3）Zeta電位儀，上海中晨公司生產，JS94H型。
1.2 樣品
JHW－160，工業產品，以丙烯酸（AA）、丙烯醯胺（AM）、2－丙烯醯胺基－2－甲基丙烷磺酸鈉（AMPS）聚合而成三元共聚物；PVA－120，工業產品，以聚乙烯醇17－88經醛交聯得到。
2 結果與討論
2.1 失水量與加劑量及濾液黏度的關系
表1是降失水劑加量對水泥漿失水量和濾液黏度影響的測量數據。
表1 降失水劑加量對水泥漿失水量和濾液黏度的影響
註：「－」 表示沒有進行數據測量。
從表1中可以看出，JHW－160隨著劑量的增加，失水量逐漸減小。而PVA－120在加量小於0.4％ BWOC時，失水量很大，隨著加量進一步增大，失水量從951mL·30min－1急劇降至34mL·30min－1，這種現象稱作「門限效應」。當進一步增加降失水劑量時，失水量不再明顯降低。由此可見，PVA－120與JHW－160二者的失水規律不同，降失水機理也不相同。數據結果與文獻報道一致［3］。
從表1中可以看出PVA－120的濾液黏度隨加量變化不明顯，而JHW－160的濾液黏度隨著加量增大逐漸增加，表現出相關性。當PVA－120的加量從0.3％BWOC增加到0.4％BWOC時失水量從951mL·30min－1急劇降至34mL·30min－1，而濾液黏度幾乎沒有任何變化，這說明濾液黏度不是聚乙烯醇降失水劑PVA－120能夠控制水泥漿失水的原因；相反，對於離子聚合物類降失水劑JHW－160來說，聚合物黏度或濃度的作用是不可忽視的，隨著加量的增加，加有JHW－160的水泥漿濾液黏度逐漸增加，失水量逐漸減小。
2.2 失水量與吸附量的關系
當PVA－120加量在0.4％BWOC時，75℃的失水量為34mL·30min－1；而加量在0.3％BWOC時，卻不能控制失水。因此選用這兩個加量點，考察二者在水泥顆粒表面的吸附量差異，結果見表2。
表2 PVA－120在水泥顆粒表面的吸附
試驗結果表明，PVA－120在水泥顆粒表面的吸附量極低，遠遠小於降失水劑的加量。同時，當PVA－120加量在0.4％BWOC和0.3％ BWOC時，二者在水泥顆粒表面的吸附量沒有太大差別，而二者的失水分別為34mL·30min－1和951mL·30min－1。說明吸附在水泥顆粒表面的聚乙烯醇，不是PVA－120起降失水作用的主要原因。
2.3 失水量與濾餅電性質的關系
將濾餅重新分散在去離子水中測定濾餅顆粒的電泳遷移率，得到表3所示數據。
表3 失水量與濾餅顆粒的電泳遷移率的關系
研究PVA－120和JHW－160的濾餅可知，當PVA－120能控制住失水時，在濾餅與過濾介質的交界處形成一層厚度小於1mm的具有一定韌性的緻密聚合物薄膜；同時在薄膜上層有一層較薄的濾餅，濾餅內部可見明顯的不完整的薄膜夾層；而JHW－160隻形成濾餅，且加劑量越大，失水量就越小，濾餅也會更薄。
分別將加有兩種聚合物水泥漿失水試驗得到的濾餅重新分散在去離子水中測定濾餅顆粒的電泳遷移率。發現加有PVA－120的水泥濾餅的電泳遷移率隨加劑量增加變化不大，且與凈漿濾餅的數值基本一致，說明濾餅的電性質沒有改變，其降失水作用與此無關。這主要是由於PVA－120是非離子聚合物，不是以靜電力作用吸附於水泥顆粒表面。而對於JHW－160隨著加量增大，濾餅的電泳遷移率會由凈漿的正值變為負值，同時當加量逐漸增大時，電泳遷移率的絕對值會更大，說明隨著JHW－160的加入，水泥顆粒表面的電性質發生了本質上的改變，這種改變勢必會對濾餅結構、潤濕性等產生影響，進而對控制失水產生作用。研究結果與文獻一致［3］。
2.4 失水量與濾膜的關系
研究結果表明，在濾餅與濾網處形成的緻密聚合物薄膜是聚乙烯醇類降失水劑控水的關鍵，只要達到形成薄膜所需的聚合物濃度，失水量就不會有明顯變化。要想進一步降低失水，就必須要了解這層薄膜的結構組成和形成過程。
從電子顯微鏡下（圖1）我們可以清楚地看到濾膜的全貌結構圖，進行局部放大可以看到濾膜是由許多粒徑小於100μm的顆粒相互堆積而成的，在顆粒間有粘連結構。推測濾膜的形成是由PVA分子和水泥顆粒共同組成的整體，其中水泥顆粒相互堆積，並以PVA分子相互粘連。同時，水相法激光粒度儀測量水泥顆粒粒徑分布的結果（D50＝17.4μm）顯示水泥顆粒的粒徑確實是主要分布在100μm以下，這與電子顯微鏡下觀察到的粒徑大小基本吻合。
圖1 聚乙烯醇降失水劑濾膜結構電鏡顯微照片
當濾膜形成後，水泥漿的失水狀態得到明顯改善，失水量會瞬間減少，但是依然會有少量流出。這可能是由於濾膜結構是由水泥顆粒堆積而成，而水泥顆粒的直徑分布顯示其中粒徑小於1μm的顆粒很少，這樣濾膜上顆粒堆積會留有一些小的空隙不能被有效封堵（在電鏡圖中表現為黑色空洞），它們一旦串通就會表現為失水量的不斷增加。推測，如果加入小粒徑的材料封堵住這部分空隙，失水量將減小。
固定PVA－120加量為0.8％BWOC，採用0.5％緩凝劑DZH －2、水灰比0.44、嘉華G級水泥的基漿配方，在100℃測定其失水量為17.2mL，見表4。由於水泥的粒徑主要分布在1～100μm，所以分別選用中等粒徑的材料超細硅粉（D50＝8.3μm）和小粒徑材料納米錳粉（D50＝0.9μm），考察其對失水量的改善效果，結果見表4。
表4是100℃時3次試驗的平均值。從數據結果看，隨著加入材料粒徑的減小，失水量逐漸減少。這也證明了改善濾膜堆積空隙結構能夠提高其控失水效果的推測。
表4 加入小粒徑材料後的失水數據
2.5 降失水劑的作用機理
油井水泥漿降失水劑作為油井水泥外加劑中最重要的一類外加劑，其使用直接關繫到固井施工的成敗和油井壽命、產能等一系列問題。目前應用較多的是陰離子聚合物體系（以AMPS為主要單體）和非離子聚合物體系（含膠乳體系和聚乙烯醇體系）。通過上文研究，進一步證明了這兩類降失水劑的作用機理是不同的。陰離子聚合物體系是通過改變濾餅電性、增加游離液黏度實現控水的；在濾餅與濾網處形成緻密聚合物薄膜是聚乙烯醇類降失水劑控水的關鍵。
3 結論
1）陰離子聚合物JHW－160是通過改變濾餅電性、增加游離液黏度實現控水的。
2）在濾餅與濾網處形成緻密聚合物薄膜是聚乙烯醇類降失水劑PVA －120控水的關鍵。
3）增強聚乙烯醇類降失水劑濾膜的耐溫性、改善濾膜的結構才是提高其抗溫性能、增加其降失水效率的關鍵。
參考文獻
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［6］陳涓，彭朴，汪燮卿.化學交聯聚乙烯醇的降濾失機理［J］.油田化學，2002，19（2），101～104.
⑤ 疏鬆砂岩儲層的適度防砂完井技術
在新的開發模式下，油藏開發速度高，油井產量大，這就要求完井時對油井的產能影響小或不影響，適度防砂完井技術就能夠滿足這一要求，它允許一定粒徑的細砂被采出，提高了油藏的滲透流能力。與此相配套的井下螺桿電潛泵舉升技術具有排量大、具有一定容砂能力的特點。
防砂完井作業作為完井技術已經走過了幾十年的歷史，但真正比較成熟的防砂完井技術始於80年代中後期。
由於大量高科技的廣泛應用，解決了疏鬆砂岩井，特別是疏鬆砂岩稠油井防砂完井技術中的一系列難題。目前世界上最具代表性的防砂完井技術為：STRAT PACK（分層射孔，分層防砂）技術；DUAL TRIP（兩趟管柱，多層防砂）技術；ONE TRIP（一趟管柱，多層防砂）技術。另外，膨脹式防砂篩管技術，由於獨特的設計原理、施工工藝和近似裸眼完井的優點，現場使用效果正在逐漸顯示出優勢，將來可能成為一種很有競爭力的防砂完井技術。目前海上油田已很少使用STRAT PACY防砂完井，用得最多的是DUAL TRIP（兩趟管柱，多層防砂）技術和ONE TRIP（一趟管柱，多層防砂）技術；膨脹式防砂篩管技術在南海油田有少量試用，並獲得了較好的防砂效果。
一、防砂完井工藝設計及作業
（一）完井液體系配方
以綏中36-1-Ax井為例：該井油層段粘土平均含量為10%，蒙脫石在粘土總量中高達58%，高嶺石平均含量為29.6%（表10-11，表10-12）。因此，在設計完井液性能時應充分考慮完井液的防粘土膨脹性能，防止岩心中的蒙脫石遇不配伍的完井液而膨脹，在泵送礫石充填液作業時，應適當控制泵速，防止泵速過高引起岩心速敏效應而傷害油層滲透率。
表10-11SZ36-1-Ax井全岩分析報告（根據x－射線衍射）
表10-12SZ36-1-Az井岩心粘土礦物定量分析報告
圖10-16適度防砂技術示惠圖
本井採用7」金屬綿蠕動篩管防砂技術。
⑥ 提高PVA成膜降失水劑抗溫性能的研究
劉學鵬1，2 張明昌1
（1.中國石化石油工程技術研究院，北京 100101；2.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京 102249）
摘 要 化學交聯聚乙烯醇（PVA）通過在濾餅和過濾介質交界面形成均勻、緻密的交聯PVA固體膜，改變了濾餅滲透率，起著控制失水的主要作用。本文討論了目前廣泛應用的兩類化學交聯聚乙烯醇降失水劑的作用機理和性能，並從分子角度提出對PVA進行進一步改性、提高其耐高溫性能的途徑。
關鍵詞 聚乙烯醇 降失水劑 合成 油井水泥 水泥外加劑
Study on the Way to Improve the Temperature-InsistantSubstantially of the Polyvinyl Alcohol Fluid-Loss Additive
LIU Xuepeng1，2，ZHANG Mingchang1
（1.SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering，Beijing 100101，China；2.School of Petroleum Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）
Abstract The main factors in FL rection by chemically crosslinked polyvinyl alcohol（PVA）is the rection in filter cake permeability：a tough，monolithic and compact polymer film is formed on the filter membrane surface under the filter cake.In this paper，the mechanism and properties of two kinds of chemically crosslinked polyvinyl alcohol（PVA）were discussed.The PVA was further modified from the molecular level， and the high temperature resistance property was enhanced could be used next to 150℃as the fluid-loss additive for oil well cement.
Key words polyvinyl alcohol；fluid-loss additive；synthetic；oil cement；cement additive
油井水泥降失水劑是一種能控制水泥漿中液相向滲透性地層濾失，從而保持水泥漿適當水灰比的材料。它是油井水泥外加劑中最重要的一類外加劑，其使用直接關繫到固井施工的成敗和油井壽命、產能等一系列問題。聚乙烯醇（PVA）降失水劑較其他劑型具有價格適中、對緩凝時間和抗壓強度影響小，且有一定的成膜防氣竄作用等優點，有很好的應用前景［1］。
通常未改性的PVA降失水效率低，加量大，只能用於50℃以下的地層［1］。目前，在固井施工中廣泛使用的PVA降失水劑絕大多數是化學交聯改性產品，其最高使用溫度也提升到70～120℃之間［2～5］。這種化學改性PVA在應用過程中能形成具有一定強度的空間網狀結構，束縛自由水的流動，同時還能與界面形成一層緻密的具有防氣竄作用的低滲透膜進一步降低失水［5］。
隨著石油勘探開發事業向深井、超深井方面發展，更高的井底溫度給固井工程帶來更大的挑戰。如何以化學手段，從分子角度對PVA進行改性，進一步提高其使用溫度，對於固井作業具有重要意義。本文在調研PVA降失水機理的基礎上，探討了有效提高PVA降失水性能的途徑。
1 PVA及其降失水機理
1.1 PVA結構
聚乙烯醇（PVA）是由聚醋酸乙烯水解而得的白色、粉末狀樹脂。圖1是PVA分子的結構片段，其分子包含大量羥基（—OH）結構和少量未水解的羧甲基（—COCH3）。常見的PVA可按分子量與水解度的不同分為許多種型號，按分子量分為300、500、1200、1700、2200、2400等；據水解度分為99％水解度（完全水解型）、88％水解度、78％水解度，水解度更低的也有，但不常見。國內產品的標示是前兩位分子量，後兩位水解度，如1788、1799等。
圖1 PVA分子結構片段
PVA的化學結構穩定，10％熱分解溫度大於200℃，在高溫鹼性溶液中化學結構十分穩定。抗鈣、鎂離子的能力強，屬於非離子聚合物，對水泥漿凝結時間影響小，且價格適中，適合作為開發耐高溫固井水泥降失水劑原料或組分［1］。
1.2 PVA降失水機理
降失水劑發揮作用主要通過3個方面：一是增加濾液黏度，增加自由水的運動阻力；二是調整泥餅中的顆粒粒度配比，控制細粒子流失，使濾餅更加緻密，降低滲透率；三是改變水泥顆粒表面的電性質，增加濾餅毛細孔的潤濕性能［1］。
研究表明，濾液黏度的增加並不是PVA降低失水性能的主要原因。PVA在濾餅與過濾介質的交界處是否能形成緻密的耐溫聚合物膜才是降低濾餅滲透率、減少失水的主要原因［1，5］。使用未交聯的PVA時，盡管PVA在室溫下就能通過羥基（—OH）在分子內和分子間形成氫鍵，但是這種氫鍵易破裂，機械力學性能比較差［1］，因此在濾餅與過濾介質的交界處不形成薄膜，降失水能力差。這也是未改性的PVA降失水效率低的原因。如何形成交界處的低滲透薄膜，並使得其能夠耐高溫，成為提高PVA降失水劑性能的關鍵。目前的各種化學交聯方法就是針對這一主要因素進行的。
2 化學交聯改性PVA降失水劑
以化學手段，從分子角度對PVA進行改性，提高其使用溫度的研究，國外始於20世紀80～90年代［6，7］。國內這方面的研究工作也在近些年有了很大的進展［1～3］，相關產品也被廣泛應用。其主要途徑分為兩個方面：一是硼酸、鈦酸、鉻酸或相應的無機鹽交聯改性［5，6，8～12］；二是戊二醛交聯改性［1～4，7，13，14］。這兩種改性方法的主要目的均是使其能夠在交界處形成低滲透耐溫薄膜。
2.1 硼酸、鈦酸、鉻酸或相應的無機鹽交聯改性
最早用於生成和強化PVA降失水劑濾餅與過濾介質交界處的低滲透薄膜的方法是用線型PVA與一定比例的硼酸、鈦酸、鉻酸或相應的無機鹽等凝膠劑共混。PVA和硼酸等在水泥漿中接觸發生絡合結構，在鹼性條件下進一步增強這種絡合結構，如圖2所示。美國早在1990年就有這方面的專利報道［6］，而對於其絡合機理也有研究［12］。近些年，國內在這方面的研究應用也已經十分成熟［11］。
圖2 PVA與硼酸的絡合反應
共混交聯PVA通過分子與凝膠劑分子在過濾介質表面相互接觸、粘結形成低滲透性凝膠膜來降低失水，將失水性能大幅度提高。但是這種產品有一定應用局限性，在小於40℃時，難形成均勻絡合物膜，大於95℃時絡合物膜又易分解，不能作為耐高溫降失水劑［1］。
2.2 戊二醛交聯改性
針對共混交聯形成聚合物膜不穩定的問題，又出現了採用戊二醛化學交聯方法增加聚合物膜強度的方法（圖3）。國外在1994年就有這方面的專利報道［7］，而對於其交聯機理也有研究［13］。國內近年也做了相關研究［1，3］，並有相關應用專利申請［2］。
戊二醛化學交聯PVA，也是通過在濾餅與過濾介質的交界面處形成聚合物膜來控制失水的。但是這種化學交聯較硼酸等的共混交聯更為穩定，使得富含羥基的化學交聯PVA膠粒更易於在過濾交界處聚集，形成彼此相互粘結的連續整體［1］，進而促進形成均勻的固體薄膜，研究指出，在濾餅中聚集的化學交聯PVA膠粒同樣可以生成不連續的固體膜。這使得戊二醛化學交聯的PVA的使用溫度能達到120℃。當溫度進一步升高超過120℃時，PVA膠粒和形成的固體薄膜將逐漸溶解，低滲透性凝膠膜逐漸消失，失水量會突然增加。
圖3 PVA與戊二醛的絡合反應
2.3 提高PVA降失水劑抗溫性能的途徑
化學交聯法表明，針對PVA分子結構進行化學改性，能夠提高其作為降失水劑的耐溫性能，並使其最高使用溫度達到120℃。目前，這也是PVA類降失水劑單獨使用時所能適用的最高使用溫度。如前所述，PVA的化學結構穩定，10％熱分解溫度大於200℃，能否進一步提高其使用溫度？
近期，德國慕尼黑工業大學的Plank等［15］對PVA的降失水機理進行了細致而深入的研究，並給出了提高PVA降失水劑性能的建議。歸納為三點：一，提高PVA分子高溫時在顆粒表面的附著力；二，增加抗溫封堵粒子；三，採用高分子量、水解度的PVA原料。這與國內陳涓等［1］的早期研究結論一致，其目的就是促進形成均勻的固體薄膜，並增加它的抗溫能力。針對上述研究結果，對PVA進行進一步改性開發，可以得到具有良好降失水性能的PVA抗溫產品。
2.3.1 乙二醛、戊二醛交聯
採用乙二醛、戊二醛混合交聯，優化合成路線，得到抗溫成膜PVA降失水劑。運用前文所述的二醛交聯法，優化物料加量及反應路線，能進一步提升抗溫降失水能力到125℃。超過該溫度，所形成的低滲膜也將逐漸溶解，水泥漿失水會大幅增加。圖4是125℃時形成的濾餅和低滲濾膜。
圖4 濾餅和低滲濾膜（125℃）
2.3.2 無機納米封堵顆粒改性
根據Plank等的研究，本文採用納米二氧化硅（30nm）以環氧氯丙烷將其接枝到PVA分子上［16］，然後再採用戊二醛交聯，得到另一種抗溫成膜PVA降失水劑，反應路線見圖5。改性後的PVA在130℃以下具有較好的降失水能力，但是稠度較大不利於現場實際應用。圖6是納米二氧化硅改性PVA樣品圖。
圖5 納米二氧化硅（約30nm）接枝改性
圖6 二氧化硅接枝PVA樣品
2.3.3 有機耐溫封堵顆粒改性
通過以上研究可以看出，盡管二醛交聯和引入具有封堵抗溫能力的納米二氧化硅改性PVA都提高了其耐溫性能，但是提升有限。原因是當溫度進一步升高時，PVA分子都會迅速溶解隨游離水一同漏失。如何降低其高溫溶解度、增加其在水泥顆粒表面的附著力，將有利於進一步提升其耐溫性能。採用Plank等的研究結論：以二醛交聯增加聚合物膜的強度，換用有機耐溫聚合物作為高溫封堵粒子，同時引入少量改變PVA分子性能的化學官能團降低其高溫溶解度、增加其在水泥顆粒表面的附著力，綜合提高其耐溫性能。
本方法採用通過引入少量2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸鈉（AMPS）增加分子附著力、少量具有耐溫性能的剛性支撐結構N-乙烯吡咯烷酮（NVP）並加入一種合成的耐溫高分子封堵粒子的方法，得到了150℃下有良好降失水能力的PVA成膜降失水劑，反應路線見圖7。
圖7 PVA化學接枝改性和引入的有機耐溫封堵顆粒產品
2.4 小結
本文在探討PVA降失水機理的基礎上，探討了有效提高PVA降失水性能的途徑，合成出125℃和150℃溫度下具有良好的降失水性能和優異的水泥漿綜合性能的兩個PVA改性降失水劑。為進一步對PVA進行改性，提高其耐高溫性能提供了可參考的有效途徑。
3 結 論
1）化學交聯PVA在濾餅和過濾介質交界面形成均勻、緻密的交聯PVA固體膜，改變了濾餅滲透率，起控制失水的主要作用。
2）由兩種醛混合共同化學交聯PVA組成的固體膜強度高、穩定，能夠提高PVA降失水劑的耐高溫性能。
3）採用大分子量的PVA，引入增加分子附著力的分子，並加入封堵粒子，能夠進一步提高PVA降失水劑的耐高溫性能。
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⑦ 工業鹽和食用鹽有什麼區別
1、鹽如果從化學角度來說是指一類金屬離子或銨根離子（NH4+）與酸根離子或非金屬離子結合的化合物。如氯化鈉、硝酸鈣、硫酸亞鐵、乙酸銨、硫酸鈣、氯化銅、醋酸鈉等化合物。在我們日常生活中提到的鹽也是食用鹽的簡稱。
2、工業鹽在工業上的用途很廣，是化學工業的最基本原料之一，其主要成分是氯化鈉，被稱為「化學工業之母」。基本化學工業主要產品中的鹽酸、燒鹼、純鹼、氯化鈉、氯氣等主要是用工業鹽為原料生產的。
3、食用鹽是指從海水、地下岩(礦)鹽沉積物、天然鹵(咸)水等獲得的以氯化鈉為主要成分的經過加工的食用鹽，食用鹽是烹飪中最常用的調味料之一，也是人體正常的生理活動不可缺的物質，由於食用鹽在我們日常飲食中的重要作用，我國對食用鹽的質量有嚴格的規定。
4、工業鹽若含有亞硝酸鹽，是最為嚴重的一種情況，會引發中毒。亞硝酸鹽進入體內後能使體內攜氧的低鐵血紅蛋白，變成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白一遇到氧，就牢固地結合起來，不易分離。這樣，人體的全身組織就會缺氧。當人體攝入0.3～0.5克亞硝酸鹽，即可引起急性中毒，3克即可置人於死地。人體一旦中毒，十幾分鍾就會發病，會出現頭暈、頭脹、耳鳴、全身無力、手腳麻、惡心嘔吐、腹瀉、呼吸困難等症狀，嚴重時發生抽搐、昏迷。
(7)完井液過濾擴展閱讀
概述：
1、鹽無色透明的立方晶體，熔點為801 ℃，沸點為1413 ℃，相對密度為2.165。
2、有鹹味，含雜質時易潮解；溶於水或甘油，難溶於乙醇，不溶於鹽酸，水溶液中性。在水中的溶解度隨著溫度的升高略有增大。當溫度低於0.15 ℃時可獲得二水合物NaCl·2H2O。氯化鈉大量存在於海水和天然鹽湖中，可用來製取氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、氯酸鹽、次氯酸鹽、漂白粉及金屬鈉等，是重要的化工原料。
3、可用於食品調味和腌魚肉蔬菜，以及供鹽析肥皂和鞣製皮革等；經高度精製的氯化鈉可用來制生理食鹽水，用於臨床治療和生理實驗，如失鈉、失水、失血等情況。可通過濃縮結晶海水或天然的鹽湖或鹽井水來製取氯化鈉。
4、食用鹽是在精製鹽、粉碎洗滌鹽、日曬鹽中加入一定量的碘劑而製成的加碘鹽。鹽中的碘只有轉變成碘離子後才能在人體發揮生物活性。碘化物性質極不穩定，容易分解、揮發而失效。
⑧ 過濾布的維綸濾布
性能：維綸濾布的化學名稱叫聚乙烯醇，它的強力比滌綸要低，強度僅為3.52—5．72Cndtex。斷裂伸長12%～25%。彈性差，織物保持形性差，耐磨性較好，耐用性較純棉的1—2倍。但有一個最大的優點就是能經受強鹼的作用，並且吸濕性好，容易與橡膠結合在一起，是橡膠行業中配用的好材料，它的缺點是耐溫較低，溫度達100℃就有收縮，不耐酸性。用途：用於鹼性較強的廠家和橡膠行業。產品型號：295—1、295—102、295一104、295—105、295—107、295—114、295—1(A)
用於固液分離，氣固分離；氣固分離應用領域煉鐵廠、煉鋼廠、鐵合金廠、耐火廠、鑄造廠、發電廠等的煙氣治理除塵系統。垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐、流體化床鍋爐等煙氣過濾。瀝青混凝土攪拌，建材、水泥陶瓷、石灰、石膏等生產場所。鋁電解、鉛、錫、鋅、銅及其他稀有金屬的冶煉煙氣過濾，微細物料回收，液、固分離。化工、焦炭、炭黑、染料、制葯、塑膠等領域的液固分離及微細物料回收。采礦、糧食加工、麵粉、電子行業、木材加工等的灰塵治理和凈化收集。
固液分離應用領域
食品及飲料：啤酒，葡萄酒，果酒，清酒，白酒，黃酒，果汁，瓶裝水，茶飲料，豆奶，味精等食品添加劑製造的流程凈化和無菌處理。生物工程及醫葯：輸液（LVP和SVP）制葯用水，工藝氣體，生物製品血漿血清，各種醫葯中間體，醫葯原料，溶劑過濾，發酵罐進氣及尾氣除菌過濾。石化及化工：潤滑油，航煤及各種油品，催化劑，粘膠，聚合物，樹脂，雙氧水，，有價值化工中間產品及化工產品的分離回收。汽車製造：電泳漆，前處理液，面漆，超濾水，發動機曲軸製造冷卻液，整車噴淋水，噴漆用工藝氣體及噴漆房氣體凈化。石油及天然氣：天然氣及煉廠其分離與凈化，加氣站CNG過濾，胺液脫硫及脫水溶劑過濾，油田注水及完井，修井，酸化液體過濾。電子及電鍍：集成電路，顯像管，液晶顯示，光刻劑，光碟，電鍍液，工藝氣體純化和凈化間氣體過濾。塗料，油漆油墨：乳膠漆，油漆原料和溶劑過濾，印刷油墨，列印油墨及添加劑過濾。
⑨ 工業鹽是用來做什麼的
基本化學工業主要產品中的鹽酸、燒鹼、純鹼、氯化銨、氯氣等主要是用工業鹽為原料生產的。有機合成工業中需要大量氯化鈉。
此外，還用於肥皂製造、陶瓷、玻璃生產、日用化工、石油鑽探、鑽井工作液、完井液、石油化工脫水液、建築行業早強劑、生產塗料的凝固劑、橡膠行業乳膠凝結劑、造紙工業添加劑及廢紙張脫墨、化學工業的無機化工原料及硫酸根脫除劑，褐藻酸鈉的凝固劑、防治小麥、蘋果、白菜等腐爛及食品防腐劑、製取金屬鈉及其他鈉化合物、鋼鐵熱處理介質等。
在水處理、公路除雪、製冷冷藏等方面，鹽也有廣泛的用途。
(9)完井液過濾擴展閱讀：
工業鹽主要成分有氯化鈉、亞硝酸鈉等。工業鹽可根據加工與否分為工業顆粒鹽和工業精製鹽。工業精製鹽有更高的氯化鈉含量和更少的雜質含量。
工業鹽中含有一定致癌作用的亞硝酸鹽，也可能會摻雜鉛、砷、汞等對人體有害的雜質。人食用一定量的工業鹽後會出現頭暈、耳鳴、全身無力、嘔吐、腹瀉、呼吸困難等症狀，嚴重者甚至會導致死亡。所以工業鹽不可當作食用鹽使用。