高温高压固井降失水剂的研究

针对目前国内使用的固井降失水剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的问题,以丙烯酰胺(AM)、N、N二甲基丙烯酰胺(DMAM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸(AMPS)为原料合成了新型油井水泥降失水剂,对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价,评价结果表明,该聚合物在90℃时能将淡水泥浆的失水量控制在50mL左右,对盐水泥浆的失水量也有较强的控制作用,且该失水剂能保持水泥浆体系在温度150℃以内都具有较低的滤失量,在高密度水泥浆体系中也表现出较高的稳定性和配伍性。     

高温高压固井降失水剂的研究

针对目前国内使用的固井降失水剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的问题，以丙烯酰胺（AM）、N、N二甲基丙烯酰胺（DMAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸（AMPS）为原料合成了新型油井水泥降失水剂，对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价，评价结果表明，该聚合物在90℃时能将淡水泥浆的失水量控制在50mL左右，对盐水泥浆的失水量也有较强的控制作用，且该失水剂能保持水泥浆体系在温度150℃以内都具有较低的滤失量，在高密度水泥浆体系中也表现出较高的稳定性和配伍性。     

国外固井水泥浆降失水剂研究动态

在油气井注水泥固井作业中水泥浆可能发生失水,失水不仅影响固井质量,也会损害油气层,国外从六十年代开始研究油气井水泥浆降失水剂,文中叙述了影响水泥浆失水量的因素,降失水剂的作用原理和当前国外常用的降失水剂。可用作降失水剂的主要有纤维素衍生物,酰胺类化合物和聚胺类化合物,作者对这几种化合物的降失水性能,优缺点和适用情况作了介绍,并指出,为了降低粘度,使用降失水剂时必须与分散剂配合,评价降失水剂的实用性应从固井的综合性能考虑。     

新型固井用超高温降失水剂C-FL94的研究

为了解决200℃以上超高温固井降失水问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和腐殖酸钠为原料,合成了一种超高温固井用降失水剂。通过水泥浆性能评价,发现其在超高温条件下有较强的控制失水能力,添加有该产品的水泥浆稠化时间可调、抗压强度发展迅速,与不同的水泥浆体系配伍性好,是一种综合性能优良的产品。     

耐高温抗盐固井降失水剂的制备及性能研究

针对目前聚合物降失水剂耐高温性能不佳、抗盐能力差以及低温增黏、高温稀释严重的问题,通过在分子结构上引入特殊阳离子功能单体,采用自由基水溶液聚合方法,制备了一种抗温可达210℃的两性离子型耐高温抗盐降失水剂DRF-4L。采用红外光谱、热失重分析以及环境扫描电镜对聚合物分子结构和耐温性进行了表征,并对其应用性能进行了评价。结果表明,DRF-4L适用温度范围广（30~210℃）,降失水性能优异;210℃（BHCT）时,掺4% DRF-4L的水泥浆API失水量为42 mL;抗盐能力强,可使饱和盐水水泥浆API失水量控制在50 mL以内;此外,DRF-4L低温不增稠、高温弱分散,对改善水泥浆初始流变性能和提高水泥浆高温稳定性具有明显优势;含DRF-4L的水泥石早期强度发展快,90℃下12 h抗压强度高于14 MPa,且后期强度发展正常。同时,以DRF-4L为主剂的低密度、常规密度、高密度水泥浆以及胶乳水泥浆体系等综合性能良好,能够满足高温深井超深井的固井技术需求。      

快速干燥法合成页岩气固井用微缓凝降失水剂

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,用次亚磷酸钠-过硫酸铵作引发剂,采用快速干燥法合成了固体AM/AA/AMPS三元微缓凝降失水剂,确定了共聚物的合成条件为:AM/AA/AMPS的物质的量比为3∶1∶3,体系p H为7.5,引发剂加量为原料总质量的0.2%,聚合反应温度为70℃,反应时间约5 min。通过红外光谱分析验证了三元共聚物的结构。合成的降失水剂具有较好的降滤失能力,70℃添加0.5%三元降失水剂可将水泥浆失水控制在50 m L以下,有微缓凝现象,延缓稠化时间约70 min。该降失水剂能使稠化曲线更趋于直角稠化,稠化曲线无鼓包等不良现象,能防止气窜的发生,对水泥浆、水泥石其他性能无较大影响,适用于页岩气水平井固井施工。     

高温固井水泥浆用降失水剂GT-1的制备及性能

随着油气勘探向深井、超深井方向的不断发展,固井作业对其工作液体系及外加剂提出了更高要求。针对目前降失水剂耐温、抗盐性能不足、适应温度范围窄、且与其他外加剂相容性差等问题,基于分子结构设计思想并结合功能单体优选,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）、对苯乙烯磺酸钠（SSS）、纳米二氧化硅等为原料制备了高温固井水泥浆用降失水剂GT-1。采用红外光谱、凝胶色谱、热综合及扫描电镜等分析方法研究了其化学结构、分子量、热稳定性及水溶液微观形貌。并对GT-1的失水性能、耐温性能、抗盐性能及所配制水泥浆体系的流变性能、抗压强度和稠化性能进行了研究。结果表明,降失水剂GT-1化学结构符合预期设计,重均相对分子质量为138 431,热稳定性优良,且其水溶液呈现规整的空间网状结构;同时,降失水剂GT-1耐温、抗盐性能突出,能够控制水泥浆失水量,且所配制水泥浆工程性能良好,满足固井施工需求,具有较好的应用前景。      

超高温固井水泥浆降失水剂的合成与性能

为实现超深井与复杂井超高温固井水泥浆体系的构建目标,突破常规固井水泥浆降失水剂的超高温控失水瓶颈,研制开发了超高温水泥浆降失水剂F-SHT,并对其进行了结构表征与性能评价。结果表明,F-SHT的数均分子量为21 475 Da,表观黏度低,不影响水泥浆的配制;在温度达到294℃时开始发生明显热失重,表明其分子链热稳定性良好;有效控失水温度可达240℃且可抗饱和盐水,采用水泥浆静态失水量评价方法,测得240℃/6.9 MPa下饱和盐水水泥浆API失水量为38 mL。测试了F-SHT在水泥浆体系中的综合性能,停开机、稳定性与API失水评价结果均合格。F-SHT在河探1井Φ177.8 mm尾管固井中成功应用,结果表明F-SHT现场适应性良好,固井质量良好,同时为超深层油气资源的勘探开发提供了有力支撑。     

我国油井水泥降失水剂研究与应用概况

阐述了固井注水泥作业对油井水泥降失水剂的要求,重点介绍了我国油井水泥降失水剂的研制和应用情况,对存在的问题提出了建议.     

顺南井区高温高压防气窜尾管固井技术

顺南井区井温超高,地层压力系统复杂,气层异常活跃,防气窜固井难度大,导致固井质量不合格。为解决气体窜通和水泥石高温强度衰退的难题,开展高温高压防气窜固井优化研究。通过优化外加剂,得到了新型胶乳液硅防气窜水泥浆体系。研究结果表明,用粒径为0.18、0.125或0.09 mm的硅砂复配,能够克服178℃下水泥石高温强度衰退的难题;胶乳水泥浆体系加入液硅后,防气窜能力增大;加入纤维可以使水泥石弹性模量降低48%,抗冲击性好;水泥浆呈直角稠化,具有较好的防气窜能力。优化前置液结构,使用加重隔离液技术实现低速紊流顶替。为防止水泥浆失重导致气层不稳,替浆后反循环洗井并尽快进行环空憋压,实现以快治窜。同时,配套抗高温气密封固井工具与附件,以保证防气窜固井质量。顺南井区φ177.8 mm尾管防气窜固井质量得到良好改善,为该工区高温高压防气窜固井提供重要的技术支撑。      

新型降失水剂在避免涠洲浅层“插旗杆”事故中的应用

针对南海西部油田涠洲某井浅层注水泥塞时水泥浆提前疑固而困住钻杆导致井眼报废的案例,分析现场施工情况和地层特征后认识到,水泥浆提前凝固的主要原因是侧钻地层高渗、疏松而导致水泥浆过快脱水.合理的颗粒级配可延缓水泥浆的脱水速度,但不能完全避免“插旗杆”事故 在试用几种降失水剂未解决问题后,为了避免同类事故再次发生,研究并合成了一种新型聚合物降失水剂HCB-FL3.将该产品以5％的加量应用于邻井的注水泥塞作业中,效果良好,在这些井浅层裸眼段注水泥塞时无憋扭矩现象,注水泥塞结束后起钻顺畅,无复杂情况发生,固井质量也达到了设计要求,为以后涠洲浅层乃至类似的高渗地层注水泥塞作业提供了技术参考.     

钻井液用抗高温降滤失剂FRT-1的合成及性能

由丙烯腈(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和带环状侧取代基乙烯单体(CV)聚合制备了1种水基钻井液用新型抗高温降滤失剂FRT-1,评价了其在不同钻井液中的应用性能,并与国外市售的TEMP、Cal D、4706进行了对比。加入1%FRT-1,可将淡水基浆高温高压滤失量降低50%、盐水基浆高温高压滤失量降低78%、海水基浆高温高压滤失量降低83%;在海上使用的甲酸钾钻井液中加入1%FRT-1,可将高温高压滤失量(150℃)控制在10 mL左右;在海上使用的聚磺钻井液中加入1%～1.5%FRT-1,可将高温高压滤失量(180℃)控制在25mL左右,FRT-1体现出较好的抗温性和降滤失性,达到国外市场样品同等水平。     

乳液聚合法制备油基钻井液降滤失剂及其性能评价

以长链丙烯酸酯和苯乙烯为主要单体,二乙烯基苯为交联剂,用乳液聚合法合成了具有微交联结构的油基钻井液用降滤失剂;通过红外光谱和扫描电镜对其结构和微观形态进行了表征,并对其在油基钻井液中的性能进行了评价。研究结果表明,该产品具有良好的降滤失能力,加量为3%时可以将油基钻井液在150℃时的高温高压滤失量控制在5 m L以下;同时适用于有土相和无土相油基钻井液,在200℃以内具有良好的降滤失效果,且对钻井液流变性能影响小。     

耐温抗盐聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合的方法制备了一种抗温抗盐聚合物降滤失剂;考察了单体质量配比、引发剂用量、溶液p H、单体用量和反应温度对合成的降滤失剂性能的影响;测定了降滤失剂的相对分子质量,对其进行了红外光谱分析和热重分析,考察了降滤失剂对基浆性能的影响。实验结果表明,合成水溶液聚合降滤失剂适宜的条件为:AM,AMPS,IA,DMDAAC,NVP的质量比为4.8∶2.5∶1.2∶0.5∶1.0,引发剂用量为单体水溶液总质量的0.5%,p H为6,单体用量为单体水溶液总质量的25%,反应温度为60℃;此条件下得降滤失剂的黏均相对分子质量为12×104;降滤失剂在饱和盐水基浆中的加量为3%时,滤失量降至4.4 m L,180℃下老化24 h后滤失量为8 m L。     

短回接尾管固井技术在补救固井中的应用

超深探井在钻进过程中出现套管挤毁，井漏而常规封堵无效等复杂问题，影响了一步正常钻进，短回接尾管固井技术能很好地解决该技术难题。该技术在塔河油田S84井和S88井进行了应用，并取得了良好的固井效果，而且短回接尾管固井技术比套管回接到井口成本要低得多，经济效益非常明显。     

超低渗透处理剂YHS-1的研制与表征

根据国外产品动态降滤失剂FLC2000的特点,研制和筛选出了AZ-1、GF-1、AX-1三种处理剂,然后按照m(AZ-1)∶m(GF-1)∶m(AX-1)=4∶5∶1的比例进行有机复配,研制出了超低渗透处理剂YHS-1。AX-1为该剂的主剂,它是通过用均相聚合的方法对植物衍生物AX进行疏水改性,合成出的性能优良的胶束聚合物。通过IR图谱证实,该聚合物已经成功接枝上疏水基团,采用高精度显微镜证实了聚合物胶束的存在;AZ-1是通过在木质素中引入少量—SO3–和—COO–基团使其活化而合成的,用以提高体系的井壁稳定能力;抗压辅剂GF-1是根据颗粒粒径的级配要求优选出的。性能测试结果表明,YHS-1的粒径分布和国外产品FLC2000相似,且其中压砂床渗透性能和抗压能力均优于FLC2000,对基浆流变性能影响不大,符合现场使用要求。400余口井的现场应用结果表明,YHS-1具有优良的井壁稳定和油层保护性能,能够提高地层的承压能力,可以进一步推广应用。     

一种新型固体润滑降滤失剂的研究及应用

介绍了润滑剂在钻井液中的作用机理，并以此为基础，成功地研制出ZRHJ-1固体润滑降滤失剂，经室内实验评价及现场一系列井的应用，证明ZRHJ-1固体润滑降滤失剂能极大地降低钻井过程中的摩擦阻力，并具有优良的降滤失效果。     

三元共聚物油井水泥降失水剂的室内研究

以AM、AMPS和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)合成了三元共聚物油井水泥降失水剂,分别利用红外光谱和热重分析仪对其进行了结构和热稳定性表征,利用凝胶渗透色谱法对其进行了相对分子质量和分布的表征;并分别评价了聚合物加量对水泥浆失水量的影响、聚合物在不同温度下的降失水能力以及加有该聚合物的水泥浆的综合性能.实验结果表明,当其加量为0.7％(BWOC)时,可将水泥浆在170℃时的失水量控制在50 mL以内,并且以该降失水剂为主剂的水泥浆稳定性好,初始稠度低,过渡时间短,水泥石强度发展快.