粘土矿物及钻井液电动电位变化规律研究

分析了导致粘土矿物膨胀分散的原因．研究了粘土矿物的电动电位(ζ电位)变化规律；提出了粘土矿物及钻井液电性的转变方法。即有机正电处理剂法、有机正电MMH处理剂法、电解质处理法、非离子型聚合物处理法、调整pH值法等。引起粘土矿物膨胀、分散的因素较多．除取决于组成粘土矿物组分和结构外，还与颗粒表面交换阳离子成分、分散介质性质等有关；粘土矿物的分散、膨胀、收缩、坍塌、渗透等特性均与C电位的大小有密切关系．因此．可用C电位的大小来判断粘土矿物的膨胀、分散性能及钻井液的抑制性能等。只要钻井液的ζ正电位高，对粘土矿物的抑制能力就强．就能达到稳定井眼、提高钻井速度、保护油气层、减少环境污染的目的。研究结果表明，无机盐具有压缩双电层的作用．交换阳离子价越高，水化膜越薄，ζ负电位越小．抑制性增强。反之。交换离子价越低，水化膜越厚，ζ负电位越高，分散性增强；阳离子处理剂具有提高钻井液ζ正电位的作用，能使粘土-水分散体系的电性发生反转；正电胶既可使粘土颗粒电性由负向正转化．又保持粘土-水分散体系的稳定性。通过对膨胀渗透理论与双电位理论研究，认为二者是统一的。     

正电性不分散钻井液体系的室内研究

为从根本上解决因泥岩地层粘土水化分散而引起的井眼失稳问题。研制开发了无粘土相的正电性不分散钻井液体系。室内试验结果表明，因其独特的正电性，该体系具有良好的流变性、很强的抗钙盐污染能力、超强的抑制性和良好的油气层保护能力。不但有利于抑制粘土水化膨胀和分散，防止井塌，保持井眼稳定，而且对油气层的伤害程度低，有利于保护油层。正电性不分散钻井液体系有望替代油基钻井液，发展前景良好。     

韦5径向井钻井液工艺技术

韦5径向井是利用原韦5井直接在8号油层部位钻径向水平井眼，目的是增大油层的泄油面积，开采韦5块剩余油。设计了暂堵型保护油气层有机正电胶段铣钻井液体系，该体系利用黑色正电胶BPS的高正电性，将钻井液中膨润土连接成网，从而配制出动切力在10Pa以上的段铣钻井液，满足了铁屑的携带和悬浮；设计了甲酸盐无固相射流钻井液体系，该体系不含污染油层的固相颗粒，配浆水取自原来韦5井地层水，避免了液相对油层的损害；设计了钻井液的密度、切力、硬度、pH值，讨论了钻井液的现场配制、维护措施；韦5径向井钻井液满足了工程需要，保护了储层。     

正电性钻井液完井液体系油气层保护性能研究

以改性的正电性土、聚合物和呈正电性的钻井液处理剂为主剂,研制开发了完全呈正电性的钻井液体系.即:(0.3%～0.5%)流型调节剂B (1.5%～2.5%)降滤失剂A (3%～5%)改性固相 (1.5%～3.0%)正电性处理剂 水.室内实验和现场应用表明,该体系具有良好的抗温、抗污染能力和优良的页岩抑制性,能有效地防止粘土的膨胀、分散、运移;在室温和高温下抗土污染能力好,粘度和切力保持基本不变,保护油气层效果明显,平均渗透率恢复值达到90.5%.     

强抑制性有机正电胶钻井液完井液体系研究

新开发的有机正电胶(代号为SDPC)与常规无机正电胶相比，具有更强的正电性，能被水润湿，具有油溶性，与其它钻井液处理剂的配伍性好，具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和保护油气层能力。以SDPC为主剂，室内实验对有机正电胶加量和膨润土量的配比、高聚物包被剂、降粘剂、降滤失剂、防塌剂进行了优选，对优选出的强抑制性有机正电胶钻井液完井液体系进行了评价。优选出的强抑制性有机正电胶钻井液完井液高温高压滤失量和粘附系数均较小，老化后终切力较高，携岩能力较强，防塌能力突出，油层保护效果理想，完全满足水平井钻井液完井液对井眼净化、井壁稳定、润滑防卡以及油层保护等方面提出的特别要求，可用于定向井、水平井的钻井作业。     

无固相甲酸盐和高温交联钻完井液体系的研究应用

报道了两种无固相钻完井液的研发和应用。以甲酸盐作加重荆的无固相钻井液，最高密度达1．90g／cm^3，以岩屑回收率和防粘土膨胀率表示的抑制性高于油田使用的聚合物钻井液和有机硅钻井液，被30％钻屑粉污染后性能变化较小，用80g／L的钠钙镁盐水和淡水配制的钻井液性能元差别；用该钻井液在井深3620m、井温12012的边缘评价井（欢633井）不稳定储层钻进，钻速比邻井提高30％；用该钻井液在锦150块井深分别为1874m和1836m的两口井储层钻进顺利，实现了不压裂投产。产量比对比井提高30％以上。专为勘探井马古3井研发的高温交联元固相钻井液，密度1．01～1．02g／cm^3，抑制性和耐温性与上述甲酸盐钻井液相同而耐固相污染能力尚可，其中的提粘剂与交联剂在井底温度（120-150℃）反应后，携岩能力提高，耐热性高达15012；使用该钻井液并借助无渗透油层保护技术，在马古3井实现了欠平衡（负压）钻井，钻井液性能稳定，钻进顺利。该井试油时日产油41m^3。这两种无固相钻完井液体系与充气、泡沫、油包水和水包油、两性聚合物、甲基葡糖苷等技术结合而实现了系列化。表3参2。     

耐温抗盐聚合物钻井液在中原油田水平井的研究与应用

根据中原油田地层具有高温、高盐、易塌、易漏失的特点。研究了水平井用耐温抗盐聚合物正电胶钻井液。优选出的新型阳离子流型调节剂SPJ-1和SPJ-2，抗温达120℃．抗盐可达饱和。同时SPJ-2又是一种理想的抗温原油乳化剂．SPJ-2乳化的钻井液原油不分层，在120℃时钻井液不增粘。室内试验结果表明，耐温抗盐聚合物正电胶水基钻井液具有良好的井眼净化、摩阻控制、井壁稳定及油层保护等性能。现场应用表明，该钻井液悬屑携砂能力强，流变性能易于控制，在大井眼段排量不能满足要求的情况下，结合短起冲砂能满足水平井及高难度定向井井眼净化的要求；抗盐污染能力强，钻进盐膏层后性能变化小；抑制性能好，井壁稳定。实验井的平均井径扩大率明显低于邻井；井下摩阻小，循环开泵摩阻为30～40kN；保护油气层效果好，岩心静态渗透率恢复值在85％以上。     

两性离子聚合物钻井液完井液在克拉玛依油田水平井上的应用技术

水平井钻井液完井液技术是钻水平进听关键。因此，针对克拉玛依油田水平井地层特点，通过室内大量试验，优选出了以ＦＡ－３６７和ＸＹ－２７为主要处理剂的两性离子聚合物钻井液，完井液。这种聚合物钻井液，完井液的抑制性和流变性能，都是通过聚合物链团与粘土颗粒形成吸附层的包被作用和成网作用而实现的。五口水平井的现场应用表明，这种钻井液完井液体系，具有强的抑制性，能够控制地层造浆，保持钻井液完井液的低固相含量，对     

深井超深井钻井液完井液技术

本文介绍了塔里木轮南油田地质地层基本情况及钻井作业井下复杂事故，对LN15井、LN39井钻井液完井液技术进行了对比分析，提出了应用低固相不分散聚合物钻井液钻第三系白垩系地层3200m大段裸眼钻井液防卡技术；应用聚磺防塌钻井液对付三迭系硬脆性页岩剩落掉块的钻井液防塌技术；选用优质轻桨钻5 7/8 in小井眼、以及屏蔽暂堵保护油气层完井液技术。     

“超广谱”屏蔽暂堵钻井完井液新技术室内研究

突破传统屏蔽暂堵技术观念 ,针对层间差异较大的高孔、高渗储层 ,将不同类型的油层保护剂加入黑色正电胶体系 ,研制出一种广谱暂堵型保护油气层钻井完井液体系。该体系能够对不同渗透特性的储层进行瞬时镶嵌式封堵与纤维架桥作用 ,减少粘土颗粒的侵入污染 ,抑制油气层中的粘土水化膨胀 ,减少了处理剂对油气层的污染 ,有利于反排和渗透率恢复。试验结果表明 ,该体系封堵率达 10 0 % ,煤油反排渗透率恢复率达 90 %以上。     

阳离子聚合物正电胶泥浆研究与应用

根据正电胶MMH对储层损害小，MMH-粘土结构具有强触变性的特点，把正电胶MMH引入阳离子聚合物泥浆，组成了阳离子聚合物正电胶泥浆，成功地解决了塔里木盆地塔中地区井壁坍塌问题，也取得了保护油气层的效果。     

抗高温无固相储层保护钻井液体系

针对渤中19-6油田深层裂缝性储层环境温度高、漏失风险大等难题,利用抗高温流型调节剂、抗高温护胶剂、聚胺抑制剂及甲酸钾加重剂等材料,构建了一套抗高温无固相储层保护钻井液体系。室内评价结果表明,自制的关键处理剂抗高温护胶剂、抗高温流型调节剂的抗温能力均达到200 ℃,且具有自动破胶性能;老化后的滤液与煤油的界面张力为2.61 mN/m,表现出良好的抑制性,油藏条件下渗透率恢复值达90%以上,储层保护效果良好。该体系在渤中19-6油田成功应用8口预探井,其中渤中19-6-7井钻进垂深5 508 m,井底温度达190 ℃。该体系可用于太古界高温深井的勘探开发。     

有机黑色正电胶钻井液在华北油田的应用

针对华北油田以蒙脱石和伊蒙混层为主的强造浆性地层在钻井过程中存在的问题,选用了不仅具有MMH正电胶钻井液的特性,而且正电性比MMH正电胶高、可油溶、抑制能力以及抗污染能力均优于MMH正电胶的有机黑色正电肢.经过近3年来58口井现场应用表明,有机黑色正电胶钻井液能与多种处理剂配伍,钻井液的滤失量既可以控制在聚合物钻井液要求的范围内,又可以发挥正电胶钻井液的特性;固相、膨润土容量较高,可用于造浆较强以及含膏泥岩的地层;有机黑色正电胶钻井液5正电位高,对粘土矿物抑制能力强,井壁稳定,减少了井下事故复杂的发生,提高了机械钻速,保护油气层效果好.     

水平井硅基阳离子钻井液体系

大庆长垣外围葡萄花油藏的开发需要低成本的可替代油基钻井液的水基钻井液.研制出了水平井硅基阳离子钻井液体系,该体系主要由抑制性阳离子聚合物和含硅基的油层保护剂组成,即5%膨润土 0.05%碳酸钠 (0.5%～1.0%)阳离子聚合物 (0.2%～0.5%)抑制剂 (1.5%～2.5%)润滑剂 (8%～12%)矿物油 (0.2%～0.5%)降粘剂 (1.5%～2%)降滤失剂 (0.2%～0.5%)有机硅表面活性剂 (1.0%～2.0%)油层保护剂 (0.1%～0.2%)流型调节剂 重晶石粉.实验研究表明,该钻井液具有性能稳定、抑制性强、润滑性好、滤失量小的特点,能够有效保护油气层.现场应用也表明,该钻井液性能稳定,具有一定的悬浮携砂能力和润滑防卡能力,滤失量低,抑制性好,达到了稳定井壁的效果;该钻井液成本低,环境污染小,满足了水平井钻井的施工要求.     

PCM粘土稳定剂的合成及评价

以非离子型单体B和阳离子单体DAC合成了PCM阳离子聚合物粘土稳定剂 ,进行了粘土抑制性静态试验和岩芯流动试验。结果表明 ,PCM粘土稳定剂具有很强的抑制粘土水化膨胀能力 ,可用于油田开发中注水井或采油井的注入水、酸化液、压裂液、射孔液等工作液中     

有机阳离子聚合物PQ的合成及应用

以环氧氯丙烷和多乙烯多胺为原料 ,通过缩聚方法合成了聚季铵有机阳离子聚合物 PQ。对它的应用及性能 :在石油工程中的粘土稳定 ,环境保护中污水絮凝和金属在酸中的缓蚀进行了研究     

杂多糖苷水基钻井液稳定性研究

运动中的黏土颗粒表面与溶液电中性介质形成的电动电位决定了黏土的流变学性质和渗透性质。黏土颗粒的电动电位变化是钻井液流变性能变化的依据。为此，进行了实验室试验：将不同量杂多糖苷加入4%膨润土基浆中，分别复配聚丙烯酸钾、木质素磺酸盐，测定钻井液流变性能参数，并以电泳法测定杂多糖苷钻井液黏土颗粒的电动电位。结果表明：杂多糖苷（SJ）2%～6%添加量，3%SJ与0.1％～0.5％木质素磺酸盐，或3%SJ与0.1％聚丙烯酸钾复配，钻井液具有良好的稳定性和流变性。     

三塘湖盆地裂缝性油藏保护储层暂堵技术研究

马朗凹陷是吐哈油田三塘湖盆地的主要产油区,属典型的低渗裂缝性油藏.通过对适合三塘湖盆地马朗凹陷裂缝性油藏使用的复配暂堵钻井液配方的评价,优选出了保护裂缝性储层的复配暂堵型两性离子聚合物钻井液.该体系对裂缝性油藏有较好的保护作用;与原来使用的钻井液相比,API滤失量可降至5 mL以下,岩心的渗透率恢复值提高20%以上,具有良好的保护储层效果.实验表明,复配暂堵型两性离子聚合物钻井液中使用纤维状暂堵剂XWB-1,明显地提高了裂缝性油藏的暂堵效果;该体系具有很强的抑制性,流变性合理,滤失量低,可很好地保护低渗裂缝性油藏,满足现场施工要求.     

中高渗透稠油油藏新型防膨抑砂剂的研制及应用

胜利油田中、高渗透稠油油藏大部分以原油胶结为主，这类油藏原油黏度高，黏土含量高，出砂严重且地层砂粒度中值相对较小，储层非均质性严重。新型防膨抑砂剂——FS-FYJ防膨抑砂剂是一种网状多羟基阳离子聚合物，能够非常有效而永久地防止黏土膨胀，控制砂粒运移，既有效地保护了油层又明显地改善了中、高渗透稠油油藏的开发效果。通过室内泥岩颗粒稳定、抑砂等评价、伤害实验测试了FS-FYJ防膨抑砂刺的防膨抑砂效果及对地层的伤害率，并在郑家、王庄等多个地区现场推广应用了10余口井，取得了显著的防砂效果，解决了胜利油田中、高渗透稠油油藏的防砂难题。