苦苈KL植物胶特性及其减振机理

结合某地区的地质特征,对KL(苦苈)植物胶及其添加剂(NaOH与水解聚丙烯酰胺)进行室内试验,配制KL植物胶钻井液,并对KL植物胶钻井液的具备的流变性,黏弹性的变化规律进行探讨,最后对其减振机理进行论述。研究结果表明NaOH与水解聚丙烯酰胺(PHP)对KL植物胶流变特性有较大影响,主要表现在对其动切力及表观黏度的提升都有很好的促进作用;同时实验现象表明KL植物胶钻井液是黏弹性流体,添加剂NaOH与PHP可提高KL植物胶的黏弹性;KL植物胶钻井液的减振与其拥有良好的流变性与黏弹性关系密切,主要表现为黏弹减振,成膜效应与流变循环特性。     

纳米植物胶钻井液低温流变特性

钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展了纳米植物胶钻井液低温流变特性研究。首先,通过试验分别获得了两种纳米植物胶钻井液的优化配方。然后,试验绘制其剪切应力-剪切速率变化曲线;并应用回归分析法和最小二乘法,分别采用宾汉模式、冥律模式、卡森模式以及赫-巴模式对植物胶钻井液在不同温度条件下的试验结果进行回归拟合,对其流变模式进行探讨。分析结果表明,冥律模式是描述纳米植物胶钻井液低温流变性能的最佳模式。最后应用该模式对所研究的钻井液进行了低温流变性能表征。     

泡沫植物胶特性及其护壁防漏机理

结合某矿区的复杂地质特征,选用4种植物胶进行室内试验遴选,辅以十二烷基苯磺酸钠(ABS)、聚丙烯酰胺(HPAM)、腐殖酸钾为外加剂进行泡沫植物胶基浆配制,探讨植物胶对基浆中膨润土含量、泡沫稳定性能及其流变特性影响的变化规律.研究结果表明:植物胶对膨润土泥浆的流变特性具有明显的改善作用,其防塌护壁作用主要表现为低失水特性、疏水性泡沫吸附孔壁、黏弹性泥饼结构、低流速塞流状态等特性:防漏堵漏作用主要表现为泡沫群体结构屏蔽防漏、泡沫与岩屑聚结充填堵漏、高结构黏度塞流阻流防漏、低密度低压力流体防漏堵漏等特性.     

汶川地震断裂带科学钻探Ⅱ号孔活动套管环隙充填液的研究与应用

汶川地震断裂带科学钻探Ⅱ号孔(WFSD-2)由于设计变更,需要在311 m以上孔段下入活动套管并在其环隙灌注充填液.通过模拟实验,主要对3种充填液的黏滞特性进行了研究,计算确定了其相应状态下的黏滞系数,最终确定以2％浓度的水解聚丙烯酰胺(PHP)溶液作为活动套管环隙填充液.     

一种新型正电胶(Y-1)的研制

通过结晶氯化铝加热并水化合成一种新型正电胶Y-1,其生产工艺简单,产品的回收率高,生产成本和原料成本比现有的正电胶生产工艺低。性能测试表明:该正电胶与其它处理剂的配伍性好,在各种钻井液体系中加入Y-1后,钻井液的流变性、抑制性、抗膏盐污染能力等多项指标均优于用现有正电胶配制的钻井液体系,加有该正电胶的钻井液体系的动切应力高、动塑比值高、塑性粘度低、水眼粘度低、卡森切力及剪切稀释指数高、初终切力高且相近等,其正电胶特性比现有的产品更为突出;由该正电胶组成的钻井液体系能抗2%石膏、10%氯化钠的复合盐污染,至少能抗140℃以上的高温,且页岩回收率大于90%,由此说明该正电胶是一种优良的钻井液添加剂。     

韦兰胶溶液的流变性及其影响因素研究

应用哈克旋转流变仪研究了韦兰胶水溶液在地层温度40℃下静态、动态流变性及其影响因素。结果表明:韦兰胶水溶液黏度高,是一种非牛顿流体,其流变曲线符合幂律模式,具有剪切稀释性、良好的抗温性和较高的黏弹性,无触变性。浓度升高,韦兰胶水溶液的黏度增加,黏弹性增大。当韦兰胶水溶液质量浓度为1 g/L时,G'与G″在低频区相交,当质量浓度大于1 g/L时,G'与G″无交点,且G'G″,表现为类似固体的弹性行为。韦兰胶水溶液在不同酸碱环境下均表现出良好的稳定性,盐(Na Cl、Ca Cl2)对其黏度影响不大。韦兰胶良好的增黏性、抗温性使其有望成为新型的钻井液添加剂,较强的黏弹性可以在三次采油中应用。     

水解聚丙烯酰胺与十二烷基磺酸钠微乳液的相互作用

研究了十二烷基磺酸钠(AS)/环己烷/正丁醇/水的微乳液体系与水解聚丙烯酰胺的相互作用.在水解聚丙烯酰胺浓度≤1000ppm条件下,微乳液界面相中的AS不与水解聚丙烯酰胺发生络合;水解聚丙烯酰胺的加入也不破坏微乳液的稳定性.     

空心玻璃微珠在钻井液中的分散性能评价及微观机理研究

针对空心玻璃微珠(HGM)在低密度钻井液中分散性较差的问题,采用实验研究、理论分析和微观分析相结合的方法开展了低密度钻井液的研制与性能评价。首先筛选了六种不同类型的添加剂开展HGM的分散性能实验研究。从微观角度对HGM与添加剂之间的相互作用进行理论分析,并采用扫描电镜对性能优越的添加剂进行微观机理分析。最后,提取分散性能良好的添加剂,根据钻井液综合性能的需要引进其他添加剂,研制了适用于低压力系数油气层钻探的低密度钻井液配方,并对其流变性能及长期的分散性能进行了评价。结果表明,研制的低密度钻井液体系组成简单、润滑性能优越,低失水、分散性能及流变性能良好。     

聚合物基纳米SiO_2的制备及钻井液性能

以丙烯酰胺、马来酸酐和N,N-二甲基丙烯酰胺为反应单体,合成三元共聚物P(AMD),并以该三元共聚物为基体,纳米二氧化硅为填料,研制一种具有"核壳"结构的新型微纳米钻井液添加剂SDNP。借助TEM、粒径分布和GPC实验表征SDNP的微观形貌特征和相对分子质量,讨论SDNP对水基钻井液流变性及滤失性的影响,通过抗温性能、粒度分布、抑制性和润滑性室内实验综合评价和分析SDNP的性能及作用机理。研究结果表明:SDNP可显著改善钻井液体系流变性能,提高动塑比,使钻井液粒径分级合理,滤失量降低明显,耐温高达180℃以上,且抑制性和润滑性能突出,当SDNP质量分数为0.5%时,页岩回收率高达94%,而页岩膨胀率仅为2.3%,相对于基浆极压润滑系数降低率高达93.4%。     

无固相/低固相聚合物钻井液低温流变特性

研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律。采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较。对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型。实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究。最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析。     

深井抗高温高密度盐水钻井液实验研究

常用的高密度盐水钻井液在使用过程中存在钻井液增稠、流变性难以控制等现象,为了保证正常钻井,减少储层伤害,确定合适的钻井液体系是很有必要的.根据常用的钻井液配方,通过大量室内试验对影响高密度盐水钻井液流变性的因素进行了分析,并确定了该钻井液体系的最佳配方.分析结果表明影响高密度盐水钻井液流变性的主要因素是烧碱含量和膨润土含量,其次是密度与加重材料的种类,加重材料的复配是控制高密度盐水钻井液流变性、滤失性的有效方法之一.优选配方的钻井液配方性能能够满足迪那区块高温条件下对钻井液的要求.     

硅酸盐钻井液的室内研究

为了提高大位移井钻井液携砂能力并增强钻井液的抑制性 ,对新开发的硅酸盐钻井液的流变性和抑制性进行室内研究 .抑制性研究采用滚动回收率法和高温高压膨胀法 .实验结果表明 :硅酸盐钻井液的抑制性好 ,切力较高 ,但滤失性能较难控制 ;硅酸盐加量在 1 .5 %～ 3 %较为合适 ,有机处理剂和粘土含量影响钻井液的流变性能 ,KCl加量过多会破坏钻井液性能 .开发的硅酸盐钻井液携砂性能好 ,具有较强的抑制性 ,可应用于大位移井非油层段钻进     

非开挖穿越流砂层冲洗液的试验研究

针对流砂层非开挖定向钻进时易坍孔、漏失等问题,在基于低固相冲洗液的基础上加入几种添加剂,改进其性能,使其能满足流砂地层钻进时的要求。并对冲洗液中各成分对冲洗液性能的影响进行了试验研究,通过正交试验,确定了其最优配方,证明随着膨润土、Na2CO3、PHP、Na-CMC各成分含量的增加,其粘度增加,而失水量降低,并通过砂土的浸泡试验,证实其护壁效果良好。     

深井高密度盐水钻井液流变性控制技术

肯基亚克盐下油田属高压油气藏,石炭系灰岩油层孔隙压力系数高达1. 90~1. 94,裂缝发育,漏喷同层,钻井液安全密度窗口窄,极易出现先漏后喷的复杂局面,钻井液流变性成为影响井下压力平衡的重要因素。高密度盐水钻井液因固相含量高、固相容量限低,流变参数总体上偏高,调整和控制较为困难。在分析各种影响因素的基础上,建立了一套以控制劣质固相、维持化学抑制性和等浓度维护为核心的高密度盐水钻井液流变性控制技术。经肯基亚克盐下油田20多口井的现场应用,取得了流变参数大幅度下降,流变性显著优化的效果。     

两性离子聚合物钻井液低温流变特性研究

两性离子聚合物钻井液在高原冻土钻探的成功应用对于实现钻井液的低温流变调控意义重大。以HT为主处理剂的两性离子聚合物钻井液作为研究对象,对钻井液在低温条件下的流变性能进行了测试。利用多元回归分析和最小二乘法对试验数据进行统计学分析。结果表明,宾汉模式可作为描述该两性离子聚合物钻井液低温流变特性的优选模式。基于此,计算出该钻井液配方在不同温度下的流变参数,以探究钻井液流变性能随温度降低的变化规律;并就该钻井液的低温流变特征进行了评价。进一步采用傅里叶红外光谱试验和扫描电镜试验就该两性离子聚合物对钻井液低温流变调控机理进行了探讨。     

低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变性

研究了低分子量阳离子变性瓜胶与硼砂交联的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶浓度、硼砂浓度及pH对凝胶形成的影响,得到了结构稳定的凝胶体系。考察了低分子量阳离子瓜胶凝胶体系的流变特性,结果表明该体系具有良好的粘弹性和剪切变稀性。非线性共转Jeffreys模型可确切表征凝胶体系的粘度曲线,实验值与模拟值吻合良好。     

PEM钻井液体系性能评价与应用

北黄海海域LHIV地区油藏为低孔、低渗砂岩储层,油层易受到钻井液伤害.为保护油气层,优选了适用于该油层的低伤害PEM钻井液体系,室内试验表明PEM钻井液体系具有滤失量低、流变性、热稳定性好、具有一定抗污染能力,抑制性好等特点.PEM钻井液体系成功地应用于LHIV18-3-1井钻进,未出现明显井塌、井漏事故,取得了良好的效果.