钻井液用复合缓释消泡剂研制及应用

以有机硅化合物、嵌段聚醚和脂肪醇为主要原料,研制出一种高效复合缓释消泡剂SD-1。评价了SD-1在OP-10和十二烷基苯磺酸钠水体系中的消泡和抑泡效果,考察了SD-1的抗盐、抗钙、抗温性能以及SD-1在各种钻井液中的消泡作用和对钻井液性能的影响,并进行了现场应用。室内及现场试验结果表明,新型消泡剂SD-1消泡效果好,抑泡作用显著,使用周期长,抗盐、抗钙污染的能力强,抗温性好,适合于多种钻井液体系,且对钻井液性能没有不良影响。     

有机硅消泡剂的研究进展

综述了有机硅消泡剂的研究进展、研究成果以及产品情况，分析了有机硅消泡剂的消泡机理，介绍了有机硅消泡剂的性能及其应用展望。     

聚合物钻井液消泡剂室内实验研究

以钻井液的密度恢复率为评价指标,对适用于聚合物钻井液体系的多种消泡剂进行了评价,并讨论了消泡剂对钻井液流变性能的影响,以及温度和钻井液添加剂对消泡剂消泡效果的影响。结果表明,纯物质消泡剂都难以满足经济适用的要求,复配出的含硅油类消泡剂消泡效果好,对钻井液性能基本无影响,其中CR-1、CR-2和CR-3采用的是油基辅剂,它们加量为0．4％时,钻井液的密度恢复率可达到98％。FT-l添加剂对含硅油类消泡剂的消泡性能有一定影响。     

有机硅消泡剂简介

介绍了几种有机硅消泡剂的特点．性能及应用范围。     

聚醚改性有机硅消泡剂性能评价及应用

为了满足苏里格水平井压裂返排液的消泡需求,合成了聚醚改性有机硅消泡剂。通过实验发现,当端烯丙基聚氧烯醚分子链中聚氧乙烯与聚氧丙烯质量比为10时,聚醚改性有机硅消泡剂的溶解时间短、消泡率高。与聚醚复配,当聚醚与改性有机硅消泡剂质量比为1.4时,消泡剂的消泡率高、抑泡时间长。在苏76-11-10H水平井压裂返排液消泡应用中,添加浓度为0.05%的消泡剂即可达到良好的消泡效果。     

钻井液用缓释复合消泡剂的研制与应用

目前国内市场上钻井液消泡剂品种少、适用范围窄、有效作用时间短,本文报道一种适用于多种钻井液的缓释型复合消泡剂.该剂制备方法如下:硬脂酸铝、二甲基硅油及白油在120反应2小时,冷却后加25%～30%乳化剂制成乳状液,再加入微胶囊化剂,在高剪切力作用下制成微胶囊化消泡剂.乳状液可维持稳定60天以上.该剂在加入ABS发泡的淡水、4%盐水、饱和盐水基浆中的综合消泡性能好于醚类、酯类和醇类消泡剂.在聚磺、聚合物和饱和盐水凹凸棒实验钻井液中,该剂消泡性能好,对钻井液常规性能无影响,还有减摩阻作用.在聚合醇和钙基实验钻井液中,加入该剂0.07%时密度恢复率超过90%.在聚磺实验钻井液中,该剂在150℃仍具有良好的消泡和抑泡效果.该剂在已在国内许多大油田获得应用.大港板深22井2005～5127 m井段使用的高温有机硅钻井液,由于加入了磺化类、腐殖酸类、树脂类处理剂而产生了气泡,加入该剂0.2%～0.3%后迅速消泡,密度恢复原值(1.18～1.52 g/cm3),处理一次可维持4～5天不起泡,井深5100 m时井底温度175℃,循环钻井液温度约165℃,该剂消泡性能仍良好.表9参5.     

聚合物-有机硅腐植酸钻井液应用研究

通过室内与现场试验,考察了有机硅腐植酸在泥浆中的作用规律和效能。结果表明,有机硅腐植酸具有较好的降粘切,抗温和抑制性能,使用聚合物-有机硅腐植酸钴井液可以实现低固相不分散泥浆钴井,提高钻井工作效率。     

梳形氨基聚醚有机硅的合成及其在消泡剂中的应用

八甲基环四硅氧烷与N,N-二甲基-γ-氨丙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷单体聚合制备了氨基硅,再与环氧聚醚反应,得到梳形氨基聚醚有机硅。用IR、~1H NMR对产物结构进行了表征,并将其应用于消泡剂的复配中。最佳复配工艺配方:不同黏度的二甲基硅油/氨基聚醚有机硅/气相白炭黑/乳化剂(Span-60、Tween-60,HLB值=9)/增稠稳定剂/去离子水(质量比)=24:4:3:4:1:64。     

钻井液消泡剂RXJ 的制备及应用

以航空煤油为基液，选用双硬脂酸铝、油酸、异辛醇、磷酸三丁酯制备出高效消泡剂 RXJ。优化出其最佳制备工艺 :双硬脂酸铝用量为 6%，在 70 ℃航空煤油中溶解10～20 min，再加入其余组分复配。其关键技术在于双硬脂酸铝在航空煤油中的热溶解。将 0.2% 消泡剂加入到基浆中，淡水基浆的密度恢复率不小于 92%，4% 盐水基浆的密度恢复率不小于 95%。在马井 26 井进行了现场应用，加量为 0.1%～0.2%，消泡迅速，密度得到提高，消泡效果可维持4～5 d。      

钻井液起泡与消泡

本文从气泡产生的基本条件出发,分析了钻井液起泡的原因,并指出钻井液起泡对井底液柱压力影响不大,但会引起地表钻井液粘切上升,起泡严重会影响泥浆泵上水效率,降低泵压。减弱或防止钻井液起泡需从减少气体来源、降低处理剂表面活性等方面着手,对于严重的钻井液起泡则需采用机械和化学的方法联合消泡。文章最后介绍了目前国内常用的几种钻井液消泡剂。     

泡沫钻井流体消泡技术研究进展

泡沫钻井技术具有携岩能力强、耗气量少、能够防止地层漏失、有效处理地层出水等优点.从钻井实践看,泡沫流体稳定性强,返至地表后难以消泡,泡沫基液只能一次性使用,泡沫材料消耗多、成本高,制约了泡沫钻井技术的发展.对国内外现有消泡技术进行了调研分析,对自然消泡法、物理消泡法和化学消泡法的消泡机理及特点进行了详细介绍和分析.     

有机硅钻井液体系的室内研究及应用

由有机硅处理剂(抑制剂、稳定剂)及其他类处理剂共9种,配制成有机硅钻井液,给出了优选配方,报道了室内性能评价结果。该钻井液在180℃、常压滚动16小时后,流变性变化很小,滤失量小(2.7mL);在180℃、3.5MPa下滚动16小时后,静态滤失量为13.5mL;在压力70MPa、100～160℃下PV和AV略有增大(10～12和8.5～11.5mPa·s),在180℃下分别降至8.0和8.5mPa·s;8口井的岩屑在该钻井液中热滚16小时(180℃)后,10目和20目回收率平均为81.5%和92.9%,比两性聚合物钻井液中的对比值分别高14.0%和4.0%;分别加入5%膨润土、10%、20%、30%岩屑后,该钻井液性能变化不大;该钻井液伤害后的低渗岩心,渗透率恢复率达87.3%,正电胶和两性聚合物钻井液的对比值分别为75.2%和78.8%。在Ls2井2293～3440m井段钻进中使用密度小于1.10g/cm3的该体系钻井液,效果好于邻井。表6参2。     

钻井液用聚合物暂堵剂室内研究与评价

采用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPs)、丙烯酸(AA)等3种有机单体和一种无机材料,在2种交联剂作用下聚合成抗高温储层暂堵剂.考察了无机材料含量和交联剂使用对产物性能的影响,结果表明,加入适量的无机材料和使用交联剂可以大幅改善聚合物的综合性能.合成的暂堵剂在淡水基浆、盐水基浆、饱和盐水基浆和复合盐水基浆中均具有较好的降滤失作用,抗温可达150℃,并与聚磺钻井液体系具有一定的配伍性;在钻井液或水溶液中高温老化后保持良好形态,结构完整,表现出较强的抗温稳定性,可长效发挥暂堵作用和降滤失的效果,基本能满足现场施工的要求.酸溶性实验表明,该暂堵剂的酸溶率可达到90％以上,满足酸化解堵的要求.岩心流动实验结果表明,合成暂堵剂具有较高的渗透率恢复值,可有效提高深层高压低渗储层的保护效果.     

钻井液防黏附剂的合成与性能评价

在钻井液中加入防黏附剂,防止钻头泥包或局部被钻屑黏附是提高钻速有效手段之一。通过腐植酸磺化－酰氯化－酰胺化一系列反应合成了钻井液防黏附剂,筛选出最佳合成条件为：腐植酸与浓硫酸在质量体积比3:5、温度160℃的条件下反应8 h,生成磺化腐植酸;然后与过量二氯亚砜在70℃下反应6 h,生成腐植酰氯;最后按腐植酰氯与脂肪胺质量比25:4加入脂肪胺,在0～10℃下反应 4 h。对防黏附剂性能的评价结果表明,防黏附剂可将钻头和岩屑表面由强亲水性转变为弱亲水性,并能大幅降低钻井液表面张力。防黏附剂质量分数由0增至1.5%时,水溶液润湿接触角由33°增至68.3°,表面张力由74.4 mN/m降为42.0 mN/m。4%膨润土浆中加入2%防黏附剂,润滑系数由0.43降至0.27;膨润土岩心在1.5%防黏附剂水溶液中的膨胀率为1.6%（2 h）和3.5%（16 h）,润滑性和抑制性较好。     

钻井液用高效起泡剂ZQP的评价

压力系数低于1．0的油气藏或复杂易漏地层,采用常规井钻井液技术工艺,难以实现开发目标,微泡沫钻井液技术因此而逐步得到应用。起泡剂是微泡沫钻井液的关键组份,本文对高效起泡剂ZQP配制的微泡沫钻井液的性能、稳定性、抗污染能力进行了全面评价。     

耐高温核壳型油基钻井液纳米封堵剂的制备与性能评价

页岩地层纳米级微孔、微裂缝发育,常规封堵剂粒径较大,难以封堵页岩内孔缝。以无机纳米二氧化硅为核,以聚（苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸）为壳（单体质量比为10∶2∶1）,基于乳液聚合法制备了耐高温核壳型纳米封堵剂（CLG-NM）。通过红外光谱、透射电镜、动态光散射、热重实验对封堵剂进行了表征,通过页岩压力传递实验评价了其封堵性能。结果表明,CLG-NM粒径分布为40～300 nm,中值粒径为89.4 nm,在372℃以下的热稳定性良好。CLG-NM与现场油基钻井液的配伍性良好,3%CLG-NM对油基钻井液流变性的影响较小,高温高压滤失量（180℃老化16 h）从3.1 m L降至2.8 mL,破乳电压高于700 mV。CLG-NM可进入页岩内的纳米孔-缝进行封堵,在现场油基钻井液中加入CLG-NM的上游压力穿透岩心的时间为19.5 h,封堵效果好于国内外同类产品。     

交联型油基钻井液降滤失剂的合成及性能评价

通过测试不同矿源腐植酸样品的特征常数E4/E6值,筛选出了腐植化程度高的腐植酸,然后采用不同碳链长度的脂肪胺结合适量的交联剂对该腐植酸进行亲油改性和适度交联,研制出了新型油基钻井液降滤失剂SDFL.红外光谱分析表明,新研制的SDFL中的一部分羧基被脂肪胺封闭;SDFL适用于白油基和合成基钻井液,能抗200℃高温,抗岩屑(24％岩屑)、盐水(20％CaCl2水溶液)污染能力强;与钻井液的配伍性好;可使油基钻井液滤失量降低85％以上,对油基钻井液的流变性影响小,降滤失性能优于中国产品,与国外同类产品水平基本相当.     

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本文介绍了四川地区钻井现场钻具硫化物腐蚀情况。同时也对比试验了部分国内、外钻井液除硫剂的除硫效率,提出了由不同原材料和不同工艺路线制成的除硫剂的除硫效率是截然不同的。     

可逆转油基钻井液体系配制及性能评价

通过可逆转乳化剂和流型调节剂的筛选,确定了可逆转油基钻井液体系配方,即用5^＃白油与氯化钙含量25％水溶液构建油水比60：40基液＋1％石灰＋2％可逆转乳化剂HN408＋1．5％辅乳剂RSE＋1％降滤失剂HFR＋2％有机土＋1％流型调节剂HSV＋重晶石至密度达1．2g／cm^3。对该钻井液体系进行抗温、抗钻屑和海水污染、泥饼清除、储层保护性能评价,结果表明,该钻井液体系具有很强的抗温和抗污染能力;能使油包水乳液转变成水包油乳液,因而在完井时泥饼易于清除;储层保护效果好,渗透率恢复值在85％以上。     

钻井液稀释剂PX的研制与评价

利用氧化剂H_2O_2和水解剂KOH,对腈纶厂废脚料聚丙烯腈(PAN)降解、水解得到小分子量聚丙烯酸盐类稀释剂PX,PX稀释剂对钠膨润土基浆和聚合物钻井液均有较好的降粘效果和热稳定性,其加量为0.3％时,降粘率大于70％。