抗温抗污染油基钻井液乳化剂的研制及在阳101区块的应用

针对页岩气地层埋深不断增加和其它工作液因施工不当侵入油基钻井液体系中导致其性能下降,且目前市场上的乳化剂不能很好的解决此问题,开展抗温抗污染乳化剂的研究。 以天然松香酸、多烯多胺、马来酸酐为主要原料,通过酰胺化、Diels-Alder 两步法反应合成一种抗高温抗污染乳化剂NY-4。对NY-4进行结构表征、性能评价及机理分析。红外图谱分析表明松香酸、多烯多胺及马来酸酐均参与了反应,使乳化剂具有抗高温抗污染结构基团。乳化剂加量为3% ~ 5% 时可配制出油水比为 60∶40 至 90∶10、密度为1.50 ~ 2.71 g /cm³ 的油基钻井液,该剂配出的油基钻井液抗温可达230℃ ;密度为 2. 3 g /cm³ 时,在230 ℃ 下静置5 d,沉降因子SF小于0. 51;抗岩屑污染为 10% ,抗现场水基钻井液、水泥浆前置液和水泥浆侵污为8%。通过在阳101 H2-8 井的应用,该乳化剂能够在 185 ℃温度下保持钻井液性能的稳定,协助钻井工程刷新了当时中国石油页岩气井深、储层埋深4 000 m 以深水平位移最长两项记录。     

聚醚脂肪酸类油基钻井液提切剂的研制与应用

针对油基钻井液切力低,易导致沉砂卡钻等严重问题的现状,合成了一种聚醚脂肪酸类油基钻井液用提切剂LQZ。利用红外光谱、热重曲线、凝胶强度和界面扩张流变参数等测试方法,分析了提切剂的结构、热稳定性、凝胶性能和作用机理,同时探究了基础油、油水比、密度和温度对其提切效果的影响。结果表明,该提切剂分子中含有羟基、酰胺基、酯基、醚键,能形成网架结构,提高悬浮能力,且具有快速弱凝胶特点;300℃无明显热分解;加量小于0.85%时有利于乳液稳定性;该提切剂对白油基、柴油基和合成基钻井液体系普遍适用,且白油基中效果最好;当钻井液油水比为8∶2、密度为2.1 g/cm³、190℃时提切效率最佳,动切力、φ₆及φ₃读数和静切力增长约1倍;与国外同类产品相比,LQZ具有提切不增塑性黏度的优势。LQZ在现场页岩油气井应用时,动切力、φ₆及φ₃读数和静切力基本增加100%,塑性黏度无明显增长。LQZ能够提高油基钻井液悬浮能力,不显著增加塑性黏度,具有很好的推广应用前景。     

改性聚糖类钻井液防塌润滑剂的合成与评价

文中介绍了改性聚糖类钻井液防塌润滑剂（MAPG）的合成及反应机理,并评价其对钻井液性能的影响,该润滑剂由工业级淀粉、辛醇及磺化类催化剂等反应制得。呈黑褐色,水溶性为97.3％。当膨润土浆及模拟现场浆中MAPG和MEG的加量分别为5％时,其对流变性影响很小,有明显的降滤失作用,形成的泥饼致密光滑,润滑系数降低率为86．9％,钻屑回收提高率在80．0％以上。岩心线性膨胀降低率均超过66％,抗温达140℃,抗盐达35％。     

抗高温无机/有机复合纳米降滤失剂室内研究

针对现有合成聚合物或天然改性高分子降滤失剂易高温降解而失效的难题,采用细乳化聚合方法合成了一种以无机纳米SiO2粒子为联接基、以—C—C—键为分子主链的两亲嵌段聚合物复合纳米降滤失剂NFL-2。—C—C—键分子主链上的吸附基团为酰胺基（20%~30%）,主水化基团为磺酸基（40%~50%）,次水化基团为羧基（10%~15%）,疏水基团为苯乙烯基（0.5%~5.0%）。文中评价了NFL-2在钻井液中的降滤失性能,结果表明：NFL-2在钻井液中的黏度效应小,热稳定性好,抗盐抗钙能力强,用该降滤失剂处理的钻井液在220℃高温老化后其滤失量仍然较低。最后讨论了NFL-2的高温降滤失机理,认为主要是纳米SiO2的高温稳定作用和NFL-2的成膜阻水作用。