钻井液抗温耐盐复合型淀粉降滤失剂制备与应用

本文合成了一系列丙烯酰胺接枝淀粉(St-g-PAM),选择性能最优者与亚硫酸钠复合成抗温耐盐降滤失剂HRS产品.结果表明,高接枝率的St-g-PAM具有良好的降滤失性能.本实验中,提高引发剂浓度与反应温度,先有利于接枝,而后又会导致接枝率下降.增加丙烯酰胺浓度能促进接枝反应.加入一定量亚硫酸钠与Stg-PAM(接枝率=123.9%)复配,降滤失性能得到进一步改善.基于此制备而得的复合型降滤失剂HRS,只需1%的低添加量,就能将150℃老化16 h的盐水与饱和盐水基浆的FLAPI从132 mL和160 mL降至7 mL以下.该产品已在高庙-3深井钻探中得到成功应用.     

煤层气钻井低密度水基成膜钻井液研制与性能测试

为解决煤层气开采钻井过程中的井壁失稳和储层伤害问题,以硅酸钠和甲酸钾质量比2∶1比例复配,采用正交试验法,实验因素为成膜剂、增黏剂、降滤失剂、絮凝剂,研究出1种煤层气钻井低密度水基成膜钻井液配方即质量分数为5%成膜剂+质量分数为2%增黏剂+质量分数为2%降滤失剂+质量分数为0.3%絮凝剂等。测试了成膜钻井液和未添加成膜剂钻井液的基本流变参数,进行抑制分散性实验、渗透率伤害实验、动滤失实验。实验结果表明:与未添加成膜剂的钻井液相比较,成膜钻井液的剪切稀释性和抑制泥页岩水化性能较好;新型水基成膜钻井液在接触井壁的短时间内在井壁形成半透膜,薄而韧,且稳定时间长;钻井液滤失量相对较小,阻挡液体及聚合物的侵入,能够有效防止地层水化膨胀并封堵地层。     

国内外水基钻井液的发展现状调研

随着经济发展的需要,近年来,国内外的钻井数据剧增,因此使用的钻井泥浆性能得以不断完善,发展很快,特别是在高效阻止油气层伤害、井眼稳定、润滑性能等的新型泥浆的研制工作,对提高钻井速度、效率、可采性能都有很大作用.本文详细调研各大石油公司最近几年来,钻井液方面的发展,挑选有代表性的高性能泥浆做以介绍,也为国内钻井液技术的发展提供部分参考.     

抗高温无黏土钻井液技术研究与应用

无黏土钻井液技术在胜利油田应用效果显著,本文在处理剂优选和配方优化的基础上,进一步形成了高温高压储层无黏土钻井液体系配方,形成的无黏土钻井液体系抗温达到了140℃,并在胜利油田进行了现场应用,储层保护效果显著,同时避免了由于压裂对储层造成的二次污染,提高了单井产量。     

丙烯酸-丙烯酰胺共聚物降滤失剂的制备及性能评价

高分子聚合物可以有效降低钻井液的滤失量,改善钻井液的流变性能。采用水溶液聚合,以丙烯酸、丙烯酰胺为单体,过硫酸铵为引发剂制备了共聚物型降滤失剂,通过正交实验确定了最佳反应条件：即丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为3：2,单体加量10%,引发剂加量0.2ml,反应温度为75℃,反应时间为3h。同时对其降滤失性能进行了讨论。     

富含羟基的SMP低聚物在钻井液中的性能研究

工业化制备了一种磺甲基酚醛树脂P-SMP并测试了它在聚磺钻井液体系中的性能.同时,P-SMP的分子结构通过元素分析和凝胶渗透色谱得到表征.结果表明:P-SMP是一种聚合度为1～3的磺化羟甲基苯酚低聚物的混合物. P-SMP分子结构中的硫元素含量与SMP-Ⅰ相当,而氧元素含量明显比SMP-Ⅰ高.这意味着P-SMP拥有更多的羟甲基。多羟基和低的平均相对分子量是P-SMP比SMP-Ⅰ具有更加优异的抗高温降滤失性和降黏性的根本原因.尤其是在150℃以上温度使用时,P-SMP效果更好. P-SMP低聚物已经在西门1井钻探中得到成功应用.     

新型阴离子型抗高温降滤失剂ALW的研制与室内评价

以抗高温钻井液降滤失荆的性能要求为出发点,根据处理剂抗高温作用机理设计处理剂的分子结构。采用氧化还原反应体系首次合成了新型的四元阴离子型降滤失剂ALW。对其在钻井液中的性能进行评价,试验结果发现,ALW有良好的温度稳定性、抗盐抗钙性及抑制性。     

缝洞型储层酸压暂堵剂封堵性能研究

针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩大型复合酸压过程中液体滤失严重的现象,利用高温高压酸岩反应流动仪对粉陶、可降解纤维、油溶性树脂3种暂堵剂进行了室内实验,测得这3种暂堵剂在不同加量下的最大驱替压差和暂堵时间,并从暂堵效果、对地层伤害、价格和施工等方面评价了这3种暂堵剂。结果表明:加量越大,3种暂堵剂的最大驱替压差越大,暂堵时间越长;暂堵剂加量为1g时,油溶性树脂的最高驱替压差分别是可降解纤维和粉陶的10.67倍和14.38倍,暂堵时间分别为可降解纤维和粉陶的6.73倍和10.57倍,油溶性树脂的暂堵性能远优于可降解纤维和粉陶;但可降解纤维和油溶性树脂在高温下可降解,随返排液体流出地层,对储层造成的伤害较小。实验结果为塔河缝洞型碳酸盐岩储层酸压改造暂堵剂的选择提供一定的参考。     

雷家地区高性能防塌钻井液的室内研制及性能评价

雷家地区普遍存在泥质白云岩和白云质泥岩夹硬脆性页岩,其微裂隙发育,易吸水膨胀、分散,易坍塌,且井段较长,在1 300 m以上,施工难度极大。针对雷家地区储层特性及损害机理,研发了一套具有强抑制效果的高性能防塌钻井液,即优选有机胺作为抑制剂,与聚合物包被剂实施多点“锚定”吸附,防止伊利石蹦脆掉块。结果表明,该钻井液具有良好的流变性、储层保护能力和携岩性能,其滚动回收率(130℃,16 h)达到了94.3%,能够有效减少钻井过程中由井壁坍塌、钻屑黏滞造成的卡钻现象。     

一种可循环泡沬钻井液体系的研制及评价

针对老油田地层压力系数低、极易发生漏失等问题,优选发泡剂、稳泡剂,研制出一套低密度可循环泡沫钻井液体系。该体系泡沫稳定性好,抗温达140曟,抗盐达10%,抗油污在10%以上,可用于易发生严重漏失的低压油藏的钻井及修井作业。     

渤中25—1油田中浅层钻井液体系优选与评价

针对BZ25—1油田（中浅层）砂泥岩互层储层孔喉连通性好、渗透率高的特点,在钻进东营组与沙河街纽时遇到了井漏、溢流和阻卡等井下复杂情况。在一期作业时所用聚合醇钻井液体系（PEM钻井液）发现并不适合该油田,通过优选主剂和配伍性优化研制出了PEM—I钻井液配方。室内评价结果表明,该配方抗温、抗污染能力和抑制性强,润滑性、储层保护性能优良。并且环保性能好。     

渤中25-1油田中浅层钻井液体系优选与评价

针对BZ25—1油田（中浅层）砂泥岩互层储层孔喉连通性好、渗透率高的特点,在钻进东营组与沙河街纽时遇到了井漏、溢流和阻卡等井下复杂情况。在一期作业时所用聚合醇钻井液体系（PEM钻井液）发现并不适合该油田,通过优选主剂和配伍性优化研制出了PEM—I钻井液配方。室内评价结果表明,该配方抗温、抗污染能力和抑制性强,润滑性、储层保护性能优良。并且环保性能好。     

纳米颗粒与黏弹性表面活性剂稳定的泡沫体系滤失性实验研究

为了降低泡沫压裂液对地层滤失,实现高效压裂作业,针对纳米颗粒与黏弹性表面活性剂稳定的新型泡沫体系滤失性展开研究,研制了气体扩散测定装置,并结合激光共聚焦、低温冷冻透射、界面流变等实验手段,分析了影响滤失的泡沫物性:微观结构、黏度、稳定性、液膜强度。在此基础上,研究了泡沫质量、渗透率、滤失压差等因素对新型泡沫滤失性的影响,并分析了泡沫滤失后的岩心伤害。结果表明:SiO_2/VET/SDBS泡沫液膜上吸附着纳米颗粒,形成了颗粒盔甲,其泡沫液相中形成了明显的蠕虫状胶束,这2类微观构象提高了泡沫的表观黏度;SiO_2/VET/SDBS泡沫的表现出良好的抗析液能力及抗气泡聚并能力,泡沫中气泡液膜的强度也相对较高;在泡沫质量分数为10%~90%时,SiO_2/VET/SDBS泡沫的气、液滤失均得良好的抑制,尤其在泡沫质量分数为50%以上时,泡沫的的气体滤失系数随着泡沫质量分数升高出现了缓慢增大,甚至部分减小的趋势。在岩心渗透率为0.2~20mD,滤失压差为0.2~12 MPa时,SiO_2/VET/SDBS泡沫可以有效抑制气、液滤失;岩心伤害实验表明SiO_2纳米颗粒的加入没有引起岩心渗透率的明显损失。可以得出,纳米颗粒与黏弹性表面活性剂稳定的新型泡沫体系具有低滤失性和低地层伤害的特点。     

井场水基环空保护液腐蚀实验研究

为解决淡水资源缺乏、淡水运输成本高的问题,针对添加加重剂的井场水基环空保护液进行了腐蚀实验。通过失重腐蚀实验和四点弯曲实验对常用P110油套管材进行腐蚀规律评价,明确了井场水基环空保护液的防护效果,并对加重剂进行了调研分析。结果表明：在以NaCl+NaBr加重至1.30 g/cm³的体系中,试样表面未发现肉眼可见裂纹,未发生断裂;通过扫描电子显微镜分析得到的微观形貌显示未形成致密的保护膜,截面分析显示P110的钢材腐蚀产物膜厚度达到28.3μm,金属基体发生了明显的局部腐蚀现象,存在较大的腐蚀失效风险;使用HCOOK作为井场水基环空保护液的加重剂,对钢材具有较好的保护效果,建议使用HCOOK作为井场水基环空保护液的加重剂。