钻井液油气分离膜的制备与应用研究

【摘要】在油气勘探钻井过程中,钻井液中油气组分的数据分析已经成为评价潜在储藏区的第一手重要依据,为指导后续的评估和测试提供了重要数据支持。这些数据资源的巨大价值在于它的即时性。获知钻井液中油气组分的存在及浓度就提供了钻头所在地层的证据,同时也提供了从油井中获取的油气可行性的基础。取得地层流体和其他样品并用来做化学和物理分析,多年来已经被世界上多数石油公司所认可。这些样品一般尽可能就地在油田的地表进行分析,更为特殊的才是在实验室中分析。这些分析提供的信息在计划和开采油气层方面是至关重要的,同时也是评估一个油气田的储量和前景的关键。本论文主要对钻井液油气分离膜的制备与应用进行研究。通过催化交联实验,成功制备出适合钻井液油气分离的聚二甲基硅氧烷(PDMS)分离膜,同时研制了与之配套的膜组件。通过油气分离膜的表征与分离性能测试,掺杂沸石的PDMS平板膜的厚度较薄,抗溶胀性能最好,疏水性最强,分离性能也较优越,于是筛选出掺杂沸石的平板膜及与之配套的平板膜组件。实验室内的综合实验发现：(1)气体状态下,分离膜对烃类和非烃气体有良好的分离透过性能,且膜内外两侧浓度成一定的线性关系；(2)液体溶解状态下,膜内外两侧的浓度也呈现良好的线性关系；(3)钻井液中,注入样品浓度及膜两侧浓度关联结果(C样：C外：C内)的数量级范围大概是103：10：1,且重组分也较轻组分更容易从钻井液中分离出来。在现场测试中,油气分离膜及其膜组件安装在钻井液出口区,消除了管路延迟时间,增加了检测的实时性。通过现场的录井测试,验证了油气分离膜稳定、可靠的工作性能,证明了采用膜分离技术直接从钻井液分离油气组分并进行C1-C8(包括苯、甲苯)检测应用的可行性。
【作者】焦放健；
【导师】沙勇；
【作者基本信息】厦门大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】钻井液；油气检测；油气分离；PDMS膜；

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