甲酸钾抑制蒙脱石水化机理的分子动力学模拟

TE254; 在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳,发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故.有机盐钻井液的主要成分是含有抑制作用强的甲酸钾,成为目前钻复杂井段的重要水基钻井液体系.为了深入揭示有机盐钻井液中的主要抑制剂甲酸钾抑制蒙脱石水化的机理,采用分子动力学的方法,从分子角度研究其抑制机理.通过建立甲酸钾和蒙脱石的模型,计算两者的相互作用.研究发现在甲酸钾溶液中,电离出的甲酸根主要偏向作用于层间水,且能与水分子形成氢键,电离出的钾离子会吸附在蒙脱石表面,与蒙脱石表面作用,...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in钻井液与完井液 Vol. 39; no. 4; pp. 415 - 422
Main Authors 刘星雨, 马超, 谢龙龙, 陈妍, 任文东, 谷文
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 油气钻采工程湖北省重点实验室, 武汉 430100 01.07.2022
长江大学石油工程学院, 武汉430100%长江大学石油工程学院, 武汉430100
油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室, 武汉 430100
Subjects
蒙脱石水化
甲酸钾
分子动力学模拟
有机盐钻井液
Online AccessGet full text
ISSN1001-5620
DOI10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.003

Cover

Abstract TE254; 在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳,发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故.有机盐钻井液的主要成分是含有抑制作用强的甲酸钾,成为目前钻复杂井段的重要水基钻井液体系.为了深入揭示有机盐钻井液中的主要抑制剂甲酸钾抑制蒙脱石水化的机理,采用分子动力学的方法,从分子角度研究其抑制机理.通过建立甲酸钾和蒙脱石的模型,计算两者的相互作用.研究发现在甲酸钾溶液中,电离出的甲酸根主要偏向作用于层间水,且能与水分子形成氢键,电离出的钾离子会吸附在蒙脱石表面,与蒙脱石表面作用,降低蒙脱石的Zeta电位,当质量分数大于一定量时,钾离子对蒙脱石表面作用饱和并开始向层间扩散.通过模拟发现,低浓度的甲酸钾有利于蒙脱石力学性质稳定,随着其浓度继续增加,有利于抑制水分子扩散,而蒙脱石的杨氏模量、剪切模量略微降低,泊松比上升,当浓度大于一定量后,其抑制性趋于稳定,蒙脱石力学性质趋于稳定.模拟认为钻井液中甲酸钾最佳质量分数(相对于水)范围应在32.57％～34.92％.
AbstractList TE254; 在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁失稳,发生卡钻、井眼缩径、井塌等井下复杂事故.有机盐钻井液的主要成分是含有抑制作用强的甲酸钾,成为目前钻复杂井段的重要水基钻井液体系.为了深入揭示有机盐钻井液中的主要抑制剂甲酸钾抑制蒙脱石水化的机理,采用分子动力学的方法,从分子角度研究其抑制机理.通过建立甲酸钾和蒙脱石的模型,计算两者的相互作用.研究发现在甲酸钾溶液中,电离出的甲酸根主要偏向作用于层间水,且能与水分子形成氢键,电离出的钾离子会吸附在蒙脱石表面,与蒙脱石表面作用,降低蒙脱石的Zeta电位,当质量分数大于一定量时,钾离子对蒙脱石表面作用饱和并开始向层间扩散.通过模拟发现,低浓度的甲酸钾有利于蒙脱石力学性质稳定,随着其浓度继续增加,有利于抑制水分子扩散,而蒙脱石的杨氏模量、剪切模量略微降低,泊松比上升,当浓度大于一定量后,其抑制性趋于稳定,蒙脱石力学性质趋于稳定.模拟认为钻井液中甲酸钾最佳质量分数(相对于水)范围应在32.57％～34.92％.
Author 刘星雨
谷文
马超
谢龙龙
任文东
陈妍
AuthorAffiliation 长江大学石油工程学院, 武汉430100%长江大学石油工程学院, 武汉430100;油气钻采工程湖北省重点实验室, 武汉 430100;油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室, 武汉 430100
AuthorAffiliation_xml – name: 长江大学石油工程学院, 武汉430100%长江大学石油工程学院, 武汉430100;油气钻采工程湖北省重点实验室, 武汉 430100;油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室, 武汉 430100
Author_FL MA Chao
GU Wen
LIU Xingyu
CHEN Yan
XIE Longlong
REN Wendong
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: LIU Xingyu
– sequence: 2
  fullname: MA Chao
– sequence: 3
  fullname: XIE Longlong
– sequence: 4
  fullname: CHEN Yan
– sequence: 5
  fullname: REN Wendong
– sequence: 6
  fullname: GU Wen
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 刘星雨
– sequence: 2
  fullname: 马超
– sequence: 3
  fullname: 谢龙龙
– sequence: 4
  fullname: 陈妍
– sequence: 5
  fullname: 任文东
– sequence: 6
  fullname: 谷文
BookMark eNrjYmDJy89LZWBQNTTQMzQyNrXQz9LLLC7O0zM0MDDUNTUzMtAzMjAy0jMw0TMwMGZh4ISLczDwFhdnJgG5hgampobmnAw2z6dsetm64-Wkfc-6Jj7t2PZi0swXLRufz9_8bMOWpz3Tns3Z9XxC2_NZLU872p6unfC0a8XTrtlP1y57tmLhs-75PAysaYk5xam8UJqbIdTNNcTZQ9fH393T2dFHt9jQwNhY19TCxCIpNcnA3NLSJC3V1CDV3DjVNNXMyMgyNdUI6IzkFCPLtJTEJAuTxCTzFANzY2PLRPNUC8M0I0tzC9PUNGNuBg2IueWJeWmJeenxWfmlRXlAG-Orsiory7MqQd41MAF61hgABiRjrg
ClassificationCodes TE254
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DOI 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.003
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
Discipline Engineering
DocumentTitle_FL Molecular Dynamics Simulation of Potassium Formate's Ability to Inhibit Hydration of Montmorillonite
EndPage 422
ExternalDocumentID zjyywjy202204003
GroupedDBID -02
2B.
4A8
5XA
5XC
92H
92I
93N
ABDBF
ABJIA
ABJNI
ACGFS
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
CCEZO
CDRFL
CW9
GROUPED_DOAJ
PSX
TCJ
TGT
U1G
U5L
ID FETCH-LOGICAL-s1033-5848beb07994fe50e73e5e6229ee2551cd29fdab84ab7d07339a7e81f29785ef3
ISSN 1001-5620
IngestDate Thu May 29 04:07:52 EDT 2025
IsPeerReviewed true
IsScholarly true
Issue 4
Keywords 蒙脱石水化
甲酸钾
分子动力学模拟
有机盐钻井液
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-LOGICAL-s1033-5848beb07994fe50e73e5e6229ee2551cd29fdab84ab7d07339a7e81f29785ef3
PageCount 8
ParticipantIDs wanfang_journals_zjyywjy202204003
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2022-07-01
PublicationDateYYYYMMDD 2022-07-01
PublicationDate_xml – month: 07
  year: 2022
  text: 2022-07-01
  day: 01
PublicationDecade 2020
PublicationTitle 钻井液与完井液
PublicationTitle_FL Drilling Fluid & Completion Fluid
PublicationYear 2022
Publisher 油气钻采工程湖北省重点实验室, 武汉 430100
长江大学石油工程学院, 武汉430100%长江大学石油工程学院, 武汉430100
油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室, 武汉 430100
Publisher_xml – name: 长江大学石油工程学院, 武汉430100%长江大学石油工程学院, 武汉430100
– name: 油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏技术研究室, 武汉 430100
– name: 油气钻采工程湖北省重点实验室, 武汉 430100
SSID ssib001105517
ssib051376185
ssj0051017
Score 2.336858
Snippet TE254; 在盐膏地层或者泥页岩地层钻井过程中,钻遇的地层含有大量的蒙脱石,蒙脱石是典型的水化膨胀性矿物,当钻井液滤液进入蒙脱石含量较高的地层会因水化膨胀作用导致井壁...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 415
Title 甲酸钾抑制蒙脱石水化机理的分子动力学模拟
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/zjyywjy202204003
Volume 39
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
journalDatabaseRights – providerCode: PRVEBS
  databaseName: EBSCOhost Academic Search Ultimate
  issn: 1001-5620
  databaseCode: ABDBF
  dateStart: 20220501
  customDbUrl: https://search.ebscohost.com/login.aspx?authtype=ip,shib&custid=s3936755&profile=ehost&defaultdb=asn
  isFulltext: true
  dateEnd: 99991231
  titleUrlDefault: https://search.ebscohost.com/direct.asp?db=asn
  omitProxy: true
  ssIdentifier: ssj0051017
  providerName: EBSCOhost
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnR3LahRBsMkDRA_iE99EsE-ycWa2n-Cle3dCEPSUQG5hZmdGyWEFs0GScwwheohBBB8QBJFcAr4Q8eDfzG7yF1b1zGYGIxKFYWiqq6vrMd1VvdvVTcgNkSSJHwe8kXHRaeAfcY0oEqwB3rWjIp5kjGO-8917YnqW3ZnjcyOj72u7lpZ68WRn5Y95Jf9jVYCBXTFL9h8se0AUAFAG-8IbLAzvI9mYhpJqRm1AQ00Vp1ZhQQfUhjQUVBmqfRpyqhS1goYKq7TGgoJWvms-RW0Tka1HLXPILaoFQnSLWuNwPKqEKxhsWBBECKemjbUIMdSosqBtWWUcHYAb3_Fjobt6NDzkFvAZ9qW540Q4iRiKo0JHKkSuDuEMP5aSI60c1wplQsIWeq5QNDXwtFB4aFxc4FPUKJTdOB2C3lA_ZaHeGMDKyQcyqXb9t5Kg2ldbfN2OP5BKl2oFC1VyAhmJD1CykhqOagUFgWoQWTvVFzaQTuMtCPWHrdoIUQVlpxQdOrmM046DGIZjxml9qH6ws9I3GUyxnldzQbjJDaJSr-6jigOfyrHIag6HFcmwZezCihzvQ24R86GdX8QeJg96mEQduZN-vWYVDxzs0lxZWF5-vLCMSDjVN0fJeCCFCMbIuLFtO1WF3XjLarVM5j54Lb9ahrpp3-06KPs9RuiQq1t_48kl0nWzqHu_FvPNnCIny8XahClG3mkysvLgDDlRO8LzLLk9ePF5_8n3_a2f_Y3n-fq3va1Xe6ufBttf-h-_5s9e9t_-GGyuDV6v5utr-e5mvrGTb7zJdz_0d971n26fI7NT4UxrulHeSNJY9PHSQ5jKVJzGntSaZSn3UtlMeSqCQKcprM39ThLoLIlixaJYJngfqo5kqvws0FLxNGueJ2Pdh930ApngvhAZrJdiP4pZAsuGRAaRlDrtaKaVLy6S66Xs8-WMszj_u0EuHQHnMjlejYQrZKz3aCm9CnF0L75WmvEXE6WU2Q
linkProvider EBSCOhost
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E7%94%B2%E9%85%B8%E9%92%BE%E6%8A%91%E5%88%B6%E8%92%99%E8%84%B1%E7%9F%B3%E6%B0%B4%E5%8C%96%E6%9C%BA%E7%90%86%E7%9A%84%E5%88%86%E5%AD%90%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E6%A8%A1%E6%8B%9F&rft.jtitle=%E9%92%BB%E4%BA%95%E6%B6%B2%E4%B8%8E%E5%AE%8C%E4%BA%95%E6%B6%B2&rft.au=%E5%88%98%E6%98%9F%E9%9B%A8&rft.au=%E9%A9%AC%E8%B6%85&rft.au=%E8%B0%A2%E9%BE%99%E9%BE%99&rft.au=%E9%99%88%E5%A6%8D&rft.date=2022-07-01&rft.pub=%E6%B2%B9%E6%B0%94%E9%92%BB%E9%87%87%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%B9%96%E5%8C%97%E7%9C%81%E9%87%8D%E7%82%B9%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E5%AE%A4%2C+%E6%AD%A6%E6%B1%89+430100&rft.issn=1001-5620&rft.volume=39&rft.issue=4&rft.spage=415&rft.epage=422&rft_id=info:doi/10.12358%2Fj.issn.1001-5620.2022.04.003&rft.externalDocID=zjyywjy202204003
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fzjyywjy%2Fzjyywjy.jpg