准噶尔盆地南缘高温高密度有机盐钻井液技术

有机盐钻井液具有抑制性强、抗高温等优良性能,目前主要在二开井段使用.三开及更深井段的地层温度高,抗高温磺化钻井液和油基钻井液体系面临严苛的环保压力,而当前有机盐钻井液在高温高密度条件下面临流变性恶化和滤失量大的问题.准噶尔盆地南缘复杂地层钻井困难,在二开用有机盐体系的基础上引入封堵剂改性纳米SiO2和聚合物降失水剂HF-1,并优化重晶石粒度级配,研制了可满足高温高压地层的高密度有机盐钻井液体系.结果 表明,影响有机盐钻井液性能的主要因素是降滤失剂和加重剂,室内评价表明该体系性能较之前明显改善,在密度为2.4 g/cm3、180℃条件下流变良好,且高温高压失水量为13.5 mL,滚动回收率高达97％,8h膨胀率仅4.7％,可抗盐至12％,抗钙污染为2％,抗岩屑污染10％.研究可为准噶尔盆地南缘复杂深井地层钻井提供高温高密度有机盐钻井液体系.     

低固相盐水钻井液抗污染性能研究

钻井过程中,当钻遇大段岩盐层、盐膏层等地层时,若使用传统的分散钻井液,会有大量无机盐溶解在钻井液中,导致钻井液的粘度、切力升高,滤失量增大。同时会造成井径扩大,给继续钻进带来困难。为了解决上述问题,以往的科研人员采取了在钻井液中加入盐和分散剂的方法,使钻井液具有更强的抗盐能力和抑制能力。但低固相盐水钻井液经常被污染物侵入导致性能变差,该文针对目前大庆油田区域特点,对钻井液体系抗污染性能进行了评价。分别评价了低固相盐水钻井液的抗坂土、抗钻屑及抗钙侵性能。     

低固相阳离子聚合物钻井液体系的研究

介绍了一种由聚季铵盐型有机阳离子聚合物（ＣＯＰ）、硝基腐殖酸（ＮＨｍ）、聚乙烯醇．（ＰＶＡ）、膨润土等配制的低国相阳离子聚合物钻井液体系．评价了该钻井液体系的粘度、切力、滤失性能、抑制性能以及抗盐、抗温能力，考察了该钻井液体系的抑制剂—有机阳离子聚合物与常用钻井液处理剂的配伍性能．含１０％ＮａＣｌ的低国相阳离子聚合物钻井液在１２０℃滚动１２ｈ后的性能如下：（１）密度为１．０８～１．０９ｇ／ｃｍ３；（２）ＰＨ值为６．５～７；（３）切力为１～４Ｐａ；（４）表观粘度为９～２４ｍＰａ·ｓ；（５）在常温０．７ＭＰａ下的ＡＰＩ滤失量为７．０～１３．４ｍｌ，在１２０℃、３．５ＭＰａ下的ＡＰＩ滤失量为２８～４３ｍｌ．页岩在１０％ＮａＣｌ水溶液、０．１％ＣＯＰ水溶液及该钻井液体系中的回收率分别为６５％～６８％，９１％，８７％～９１％．车铵盐型有机阳离子聚合物与阳离子型及非离子型钻井添加剂相配伍，但与复合离子型及阴离子型钻井液添加剂不配伍．该钻井液体系完善后可用作防塌钻井液     

抗220℃高温钻井液体系的室内研究

以抗高温钻井液体系高温流变稳定性和滤失量控制为重点,进一步确定体系配方并对抗高温钻井液体系配方进行优化.最终研制出一种能抗220℃高温,性能优良的有机硅钻井液抗高温体系;并对该体系性能进行了评价.该有机硅抗高温钻井液具有好的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小,滤饼薄且致密,可有效防止钻头泥包;携砂能力强,流变性容易控制;在高矿化度下,钻井液性能稳定,能抗6%NaCl和0.5%CaC12的污染,而且体系所用材料无毒、无荧光,适用于深井钻探.     

Halfaya油田钻井液技术研究与应用

为满足Halfaya油田泥岩段井壁稳定、高压盐膏层安全钻进和有效保护储层等要求,开展钻井液体系优选和性能评价实验,形成的有机盐钻井液流变性能良好,120℃高温高压失水11.6 m L,泥饼摩阻系数0.043 7,高密度下抗盐钙污染能力强,对(40~60)/(20~40)目砂床的滤失量均3 m L,泥岩滚动回收率90%、16 h线性膨胀率7%,岩心动态污染酸洗后渗透率恢复值90%、动失水4 m L。2011~2013年,该钻井液累计应用20口井,钻进泥岩过程中未出现频繁扩划眼、泥包钻头、遇卡等复杂,盐膏层高密度条件下流变性能稳定,有效抑制了膏盐蠕变缩径,完井测试显示酸洗前表皮1、酸洗后0,取得了良好的稳定井壁和保护储层效果,有效保障了钻井安全高效顺利实施,对实现该油田快速建产具有重要意义。     

低(无)荧光惰性降滤失剂DJ-3的实验研究

为了兼顾探井、生产井(开发井)和环境保护等要求,以直链饱和烃为原料,采用分散与聚集相平衡原理,研制成功了低(无)荧光、低(无)毒的钻井液惰性降滤失剂DJ-3。对DJ-3在淡水、正电胶和高密度盐水泥浆中的作用效能进行了综合评价,并与磺化沥青进行了对比实验。结果表明,DJ-3惰性降滤失剂具有良好的降失水、润滑、防塌、封堵能力,抗温能力强(150℃以上)、抗盐能力强(7%NaCL+7%KCOOH),与疏水缔合聚合物AP-P1、甲酸钾等处理剂配伍性好,并在高温(150℃)高密度(ρ=2.0 g/cm³)泥浆体系中表现出良好的降滤失效果和改善流变性能力;它是正电胶MMH泥浆体系中可取的降滤失剂,且无荧光、低(无)毒,其整体效果明显优于磺化沥青HL-Ⅱ、SAS,是磺化沥青的看好替代品。     

两性离子型页岩抑制剂LM-1的合成及应用

以甲基丙烯醇(MP)、小分子有机胺(HLA-3)、2-丙烯酰胺-2-2甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为单体合成了一种新型页岩抑制剂LM-1,红外光谱表征结果显示该抑制剂为一种新型两性离子聚合物,室内考察了其抑制性能、热失重性能、抗盐性能、对泥页岩压入硬度的影响以及与钻井液的配伍性。结果表明,当LM-1的质量分数为2.0%时,现场泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,在LM-1水溶液中加入膨润土后,动切力较小,说明LM-1具有良好的抑制性能;当温度达到350 ℃之前,LM-1未发生明显的热降解,具有良好的热稳定性;LM-1具有良好的抗盐性能,能够适应高盐储层的钻井作业;现场泥页岩在2.0% LM-1溶液中浸泡后的压入硬度保留率能够达到原岩的75%以上;现场钻井液中加入LM-1后,粘度、切力和滤失量变化不大,说明LM-1与现场钻井液具有良好的配伍性。现场应用效果表明,A-2井二开施工未出现井壁失稳、垮塌以及起下钻困难等问题,施工过程顺利,能够满足泥页岩地层钻井对抑制性能的要求。     

有机硅钻井液CO2污染及处理室内实验

CO2侵入钻井液后的模拟实验表明,CO2侵入有机硅钻井液后会使钻井液颜色变暗,粘度和切力急剧增大,流变性变差,增大了HCO3-和CO32-的浓度,降低OH-的浓度,即降低了钻井液的pH值。当污染严重时已不能使用,从而不能满足正常钻井的要求,所以必须及时除去。经过室内实验,优选了KOH和CaO胶液配方体系,具有很好的预防和处理CO2污染的能力。     

磁场对泡沫钻井液流变性能的影响

泡沫钻井液是一种适用于欠平衡钻井的新型低密度钻井液。采用试验方法研究了磁场对泡沫钻井液流变性能的影响程度 ,对磁处理前后泡沫钻井液的流变参数进行了对比。结果表明 ,磁处理能明显改变泡沫钻井液的性能 ,可以使塑性粘度和视粘度减小。磁处理能影响切应力的大小 ,动切力和静切力随磁处理条件的不同而有增有减 ,但它的流体性质并未改变     

腐殖酸钙抗高温钻井液体系研究

钻井作业对钻井液处理剂的抗温性要求越来越高,原有钻井液体系已无法完全满足深井及超深井的钻探需要。根据腐殖酸钙抗高温作用机理,采用钻井液高温滚动、流变性、失水造壁性等实验与评价方法,分析了不同CaO和膨润土加量对钻井液体系性能的影响,选用CMC、SMP、FV-2等抗高温降失水剂,提出了一套抗高温180℃、抗盐30%的腐殖酸钙钻井液体系。结果表明:最佳的腐殖酸钙钻井液体系配方为0.3%CaO+7.0%SMC+5.0%膨润土原浆+5.0%SMP-1+0.3%FV-2,抗高温抗盐效果良好。     

用阳离子聚电解质处理废弃钻井液的试验研究

以阳离子聚电解质为絮凝剂和硫酸铝为凝聚剂组成的复合絮凝剂,可以彻底破坏废弃钻井液的胶体体系,并使其固液分离。研究了阳离子聚电解质对废弃钻井液中悬浮颗粒表面电荷的中和作用以及对固相颗粒的絮凝方式。结果表明,大分子量的阳离子聚电解质的絮凝效果好于小分子量的絮凝效果;絮凝剂与凝聚剂加量的同步增加,可以加速固液分离,但不可过量,否则影响絮凝效率。     

漂白麦草浆湿部电荷的测量

用胶体电荷滴定和Zeta电位测定法对漂白麦草浆（BWAP）及过105目的细小纤维（P105）的电荷密度和电荷特性进行了研究。并对硫酸铝和聚合氯化铝对漂白麦草浆的阳郭子需求量及胶体滴定比率的作用进行了分析。结果表明：pH值的改变对漂白麦草浆和P105的Zeta电位及胶体滴定比率（CTR）影响很大,P105有更大的阳离子需求量。     

一种新型无荧光防塌降滤失剂的性能研究

介绍了一种新型无荧光防塌降滤失剂YW-22的性能研究情况,它是一种油溶性单体和水溶性阳离子单体的共聚物。实验对YW-22的降失水效果、抑制性能、抗温性能、润滑性等指标进行了评价。室内及现场实验结果表明,YW-22有明显的降失水和防塌作用,能抗160℃以上的高温,而且润滑效果好,综合结果显示YW-22是一种性能都极佳的钻井液处理剂。     

阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)阳离子度的测定

以实验室自制阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)为样品,分别用沉淀滴定法和胶体滴定法对其阳离子度进行测定,并用数理统计方法对2种方法进行分析比较,实验结果表明,沉淀滴定法和胶体滴定法都可以准确测定产品的阳离子度,但胶体滴定法比沉淀滴定法更具有稳定性和准确性。实验还研究了不同滴定因素对胶体滴定法的影响,表明pH值在1.75~2.25范围内,滴定速度在 0.01~0.05 mL/s范围内,滴定溶液质量浓度选在1×10 -4~2×10 -4g/mL范围内,所测定的阳离子度最接近于理论值。     

高温高压裂缝性碳酸盐岩气藏封缝堵气技术

塔里木盆地塔中北坡奥陶系地层是典型的高温高压气层,气藏钻井工程中常诱发气侵溢流等复杂危害,严重影响了钻井的进度和安全。当前采取的封缝堵气措施面临着超高温高温高压及地层非均质性带来的压力窗口窄、钻井液性能不稳定、封堵材料效果不显著等诸多问题,很难快速高效的一次性形成稳固封堵区。文章以顺南区块为例,分析地质特征及带来的封缝堵气技术难点,考虑高温高压特征对现场井浆的影响,利用人工造缝岩心及封缝堵气实验装置开展评价实验。室内形成高强度复合架桥材料及广谱粒径纤维材料,优选纳米材料,并结合现场井浆对封缝堵气材料体系开展性能评价,体系与钻井液配伍性良好,能够有效封堵气层,储层伤害恢复程度大于90%     

扎纳若尔油田巨厚盐层的钻井泥浆工艺

论述了盐对泥浆胶体性质的影响机理,介绍了两性离子聚合物抗盐泥浆的组成,总结了两性离子聚合物泥浆体系钻穿大段盐层的施工工艺及现场应用中常见的问题,指出抗盐泥浆的基础是保证处理剂对粘土颗粒足够的护胶能力,而手段是提高抗盐处理剂在泥浆中的含量。通过扎纳若尔油田的钻井实践,证明了两性离子聚合物泥浆极强的抗盐能力和钻穿盐层泥浆工艺的合理性。     

复合表面活性剂体系:一种新型流变控制剂

复合表面活性剂体系可由长链烷基季胺盐和长链烷基氯化吡啶与水杨酸钠,阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂,某些两性离子表面活性剂与助表面活性剂或阴、阳离子表面活性剂以一定比例组成。其溶液具有高粘度、显著粘弹性及剪切稀释性等流变特性。这种新型流变控制剂在钻井、提高采收率以及流体输送减阻中具有潜在应用价值。     

复合钾盐生物聚磺钻井液在长庆水平气井的应用

为解决长庆气田天然气水平井施工中位于斜井段位置的井壁失稳和钻头泥包技术难题,室内研究了复合钾盐生物聚磺钻井液体系,并在长庆地区15口水平井应用.结果表明,该体系表现出防塌能力强,页岩回收率达到78%以上,易塌层平均井径扩大率低于20%;性能易调控,具有良好的井眼净化能力,泥饼薄、坚韧、致密光滑,摩阻系数控制在0.026 2~0.034 9.与同区块非试验井相比,不仅井下安全,井壁稳定,井眼畅通,而且钻井平均机械钻速都提高了40%以上.该体系成功解决了因泥页岩水化膨胀而引起的缩径扩径、掉块坍塌、高摩阻大扭矩、钻头泥包等技术难题.     

聚胺与氯化钾抑制性的对比实验研究

近年来开发出的聚胺水基钻井液,被认为是最接近逆乳化钻井液性能的高性能水基钻井液。新型聚胺强页岩抑制剂也因其分子结构独特、抑制性能突出越来越受到人们重视。通过抑制膨润土造浆实验、屈曲硬度实验、页岩滚动分散实验、耐崩散实验、页岩膨胀实验以及X 射线衍射粘土层间距分析等实验手段,对比评价了聚胺强页岩抑制剂与传统常用抑制剂氯化钾的抑制性。结果表明,与氯化钾相比,聚胺抑制性能优异,能有效抑制粘土水化分散,在加量较少时即能发挥长期抑制作用,且具有较好的抗温性能。配伍性实验表明,聚胺与膨润土及常用处理剂具有较好的配伍性。以SDA 为主要水化抑制剂构建了聚胺水基钻井液,实验评价表明,该体系具有优良的抗盐、抗钙和抗劣土污染性能。此外,对聚胺的抑制机理进行了探讨分析。