微锰加重剂在钻井液中的应用

综述了国内外微锰加重钻井液的研究进展,分析了高密度钻井液用加重剂的优点及存在的问题,阐述了微锰加重材料的化学组分、理化性能、微观形状及粒度分布、Zeta电性、沉降动力稳定性、密度、酸溶性和莫氏硬度。与传统高密度钻井液用加重材料（重晶石和铁矿粉）相比,微锰具有颗粒小、呈球形、比表面积较高等特点,微锰加重钻井液表现出良好的流变性、沉降稳定性和润滑性,较好地解决了高密度钻井液的流变性与沉降性之间的矛盾。介绍了微锰对钻井液性能及储层保护的影响,给出了其在科威特北部深井、壳牌Cormorant North油田的过油管旋转钻井（TTRD）的现场应用结果。      

高密度钻井液加重材料沉降问题研究进展

钻井液的密度对于地层的压力控制至关重要,而流变性和沉降稳定性控制是高密度钻井液技术存在的主要技术难点之一。传统的加重材料,例如API重晶石在高密度钻井液中存在严重的沉降问题,对钻完井作业造成严重影响。不同粒径、形貌和比重的加重材料对改善高密度钻井液的流变性和沉降稳定性有不同的作用。综述了对API重晶石沉降问题的研究现状以及作为替代API重晶石的微粉加重材料的研究进展。国内外的室内研究与现场应用表明,高密度的微粉加重材料可有效解决高密度钻井液的沉降稳定性问题,并且具有降低摩阻、当量循环密度等优点。但是,微粉加重材料也存在固相控制、泥饼清除困难,微粉颗粒团聚的缺点,研究学者针对这些问题已展开大量研究,并提出相应解决办法。      

微细钛铁粉加重剂在钻井液中的应用

随着深水井、大位移井、高温高压井以及窄密度窗口井钻井作业的进行,对钻井液性能的要求越来越高,尤其是对高密度及超高密度钻井液的流变性、造壁性、沉降稳定性以及储层保护性能的要求,常规API重晶石加重的钻井液已经不能满足特殊井段的钻进需求,因此需寻求新型加重剂。近年来微细重晶石、微锰、微细钛铁粉等新型加重剂在现场使用取得较好的效果。通过对国内外文献的调研,研讨了微细钛铁粉的特性、微细钛铁粉对水基以及油基钻井液流变性、滤失造壁性和沉降稳定性的影响及该剂在高密度/超高密度水基/油基钻井液中的使用情况。得出:微细钛铁粉无论是用作水基还是油基钻井液的加重剂,或与API重晶石混合使用,钻井液流变性好,其酸溶性好,形成的泥饼更容易去除,沉降稳定性好,对储层损害程度低。该剂磁性可通过去除赤铁矿杂质得以解决;尽管其硬度高于重晶石,但由于其D₉₀为15 μm,因而其磨蚀性低于API重晶石。此外,由于微细钛铁粉颗粒分布集中（D₅₀≈5 μm）,高温高压滤失量稍高,可以通过加入一些粒径分布宽的酸溶性架桥颗粒来得到解决。整体上来说,微细钛铁粉用作钻井液加重剂是非常有前景的。该剂已在阿拉伯湾以及阿联酋等现场应用,取得了较好的结果。      

高密度钻井液加重剂的研究

随着勘探开发向纵深发展,深井、超深井钻探数量增加,高密度钻井液加重剂的研究必将越来越受到重视。钻井液中最常用的加重剂是重晶石,其他还包括密度较低的碳酸钙,密度高的铁矿粉、四氧化锰和方铅矿粉等。加重剂的加入使钻井液固相含量增加,从而导致钻井液的流变性、滤失造壁性和润滑性变差。基于“堆积理论”,通过优化加重剂粒径级配可改善高密度钻井液的流变性;通过对加重剂表面进行改性,可以改善加重剂的悬浮性和降低对流变性的影响。通过“实时”分离、回收,可以大大降低高密度钻井液的成本和减少钻井液废弃物。加重剂的加重性能优化以及经济高效回收再利用技术将是高密度钻井液加重剂研究的发展趋势。     

高密度钻井液加重剂回收技术

随着深井、超深井钻井技术的发展，高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。为此，通过研究有害固相与加重剂的粒度分布，建立了数学模型，确定出回收加重剂的最佳分离点，得到相应回收设备的工作参数。结合油气田现有固控系统的配置，设计出回收加重剂的系统配置方案：采用细目振动筛+可调速离心机+高速离心机的组合方式，通过控制阀门、流量计及变频器合理结合，达到把加重剂分离出来，同时将其有害固相加以清除的目的。通过在塔里木油田神木一井的现场实验，验证了回收加重剂理论模型的有效性。该技术能回收大量的加重剂、节约加重剂的费用、减少矿产资源损耗，更有效地解决了环境污染问题，具有显著的社会经济效益。     

加重剂对抗高温超高密度柴油基钻井液性能的影响

在塔里木盆地库车山前钻遇库姆格列木群盐膏地层时,要求采用抗高温超高密度油基钻井液,该钻井液必须具有良好流变性、低的高温高压滤失量、良好的封堵性与动、静沉降稳定性。研讨了不同类型加重剂对抗160℃超高密度柴油基钻井液性能的影响;采用重晶石（ρ=4.2 g/cm3）、重晶石（ρ=4.3 g/cm3）、氧化铁粉、Microdense等单一加重剂配制超高密度柴油基钻井液,钻井液性能无法全面满足钻井工程的需要;采用具有超微细、高密度、球形等特点的MicroMax加重的超高密度柴油基钻井液拥有非常好的流变性能和良好的沉降稳定性,但无法控制钻井液的高温高压滤失量;当重晶石和MicroMax按60∶40比例复配时,可配制出性能良好的超高密度（2.4～3.0 g/cm3）抗高温柴油基钻井液,能满足库车山前钻进高压盐水层与易漏地层的需求。      

不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响

针对超高密度钻井液中加重剂用量大、货源稀少、价格昂贵,或硬度较大、磨损钻具、具有毒性等问题,选择目前应用最广泛的重晶石粉和国外开发的微锰粉MicroMAX为加重剂,研究了其对钻井液性能的影响。分别用扫描电镜和激光粒度仪分析了重晶石粉和微锰粉的微观形态和粒度分布,并将其按一定比例复配为加重剂,配制出2.85~2.90 kg/L的超高密度钻井液,高温老化后进行流变性、滤失性和沉降稳定性的评价试验。试验结果表明:纯度较高的重晶石粉能够配制出具有良好流变性、悬浮稳定性的超高密度钻井液,且高温高压滤失量小;用重晶石粉和密度更高、粒径较小的微锰粉复配加重,高温老化后钻井液的黏度和动切力下降,流变性有一定改善,但高温高压滤失量增大。综合考虑钻井液性能、经济性和实用性,建议用性价比相对较高的重晶石粉为加重剂。用重晶石粉加重的2.75~2.89 kg/L的超高密度钻井液在官深1井三开井段进行了现场试验,安全钻进约745 m。      

国外保护油气层钻井液技术新进展

在油气钻探过程中,钻井液作为第一种入井流体,在对储层实施保护的过程中起着至关重要的作用.在长期的钻井实践中,我国已总结出三大类、共11种保护油气层的钻井液体系[1],但随着时间的推移和钻井难度的增加,保护油气层钻井液技术正面临着进一步发展和更新.近年来,国外高度重视开展保护油气层钻井液技术的研究,并已取得了较大进展和成功应用.     

加重材料对抗高温高密度合成基钻井液性能的影响

微锰具有更小的粒径、更高的密度以及可酸溶性,因此具有优异的沉降稳定性和储层保护性能,适用于抗高温高密度钻井完井液。以中海油田服务股份有限公司的密度为2.04 g/cm³的MODRILL合成基钻井液体系为基础,研究了重晶石(4.3 g/cm³)、重晶石(4.4 g/cm³)和微锰(4.8 g/cm³)加量配比分别为10∶0∶0、0∶10∶0、5∶0∶5、6∶0∶4、7∶0∶3、8∶0∶2、5∶5∶0条件下,加重材料对合成基钻井液性能的影响。结果发现,不同加重材料对合成基钻井液的流变性能、电稳定性和高温高压滤失量都有较大的影响;微锰加量的增加会降低合成基钻井液的表观黏度和塑性黏度,增加动切力和φ6读数,会降低体系的破乳电压,但整体上可以满足作业要求,还会大幅度增加体系的高温高压滤失量;重晶石(4.3 g/cm³)∶微锰(4.8 g/cm³)的配比为5∶5时,体系综合性能最佳,缺点为成本相对较高,对于储层保护要求较低的现场,可以用超细重晶石(4.4g/cm     

钻井液用新型可酸溶加重剂的制备与应用

以羟基磷灰石为原料,六偏磷酸钠为改性剂,制备了一种可酸溶加重剂。采用FTIR 对其化学结构进行表 征,对改性后加重剂的酸溶性、Zeta 电位以及润湿性进行了评价,并对其配制的钻井液的流变性、滤失性以及储 层保护效果进行了评价。实验结果表明,10%盐酸作用下改性加重剂的溶解率可达88.27%;采用该改性加重剂 的钻井液具有良好的流变性和降滤失性;采用该改性加重剂的钻井液污染的岩心经10%盐酸浸泡2 h 后,渗透率 恢复值＞90%,表明改性加重剂参与形成的泥饼可被酸性工作液有效溶解和清除,从而保护储层。     

一种致密油气层保护剂的研制与应用

在新疆本布图油田的勘探开发过程中,时常发生水层及油气层井段井径不规则,严重影响固井质量,损害了油气层。为了钻采过程中满足对本布图油田储层保护的要求,采用无肥皂乳液聚合法合成了聚合物弹性微球NWL,并对其进行了表征,另外优选了防水锁剂。将NWL、防水锁剂、微米级的刚性酸溶性颗粒（CaCO₃）、石油树脂C₉按照一定比例进行复配,得到了储层保护剂CBJ。并评价了CBJ与地层裂缝孔隙适配性、酸溶性与油溶性、与现有钻井液配伍性的评价和储层保护效果,并进行了现场实验。结果表明,CBJ满足地层裂缝孔隙封堵粒径大小的要求,具有良好的酸溶性与油溶性,API滤失量下降了20%左右,渗透率恢复值达80%以上,现场实验效果良好。研究结果表明,CBJ具有良好的储层保护性能,能够因地制宜地保护本布图油田储层,最大限度地提高油井产量。      

寻找新油气藏的理论和方法

石油深部起源理论认为,石油、天然气与金属矿床一样都是地球排气作用的产物。含油气盆地的演化与地球外核的排气及表面的升降变化相呼应,表明了含油气盆地的深部构造本质。石油及天然气形成于地球排气作用出现冷分支的新生代,明显表现为热液期后的特征。油气以垂直运移为主聚集在流体动力学构造圈闭以及与此有关的地层、岩性圈闭中,与新构造运动关系密切,这些理论为寻找新油气藏指明了方向。中国含油气盆地的特点是盆地基底深,沉积地层厚度大,故在已发现油气藏以下地层直至基底内部都有望发现新的油气藏。在新构造运动活跃、深部脆性岩石发育、具有良好盖层形成圈闭的地区,应首先采用深部地震对以构造裂隙油气藏为目标进行勘探。需要指出的是,传统的地震勘探方法对于查明深部断裂、高孔隙带和裂隙带是无能为力的,亟需开发非传统的地震勘探方法,此外,还可结合遥感、地球化学、张量分析、放射性、形态构造模拟等方法。     

油气藏用微乳剂性能研究

以阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂作主剂,并添加其他辅剂研制出了一种微乳剂.性能评价结果表明,该微乳剂可以将亲水性岩心润湿性改变为中性～弱亲水(接触角为65°～90°);加有该剂的压裂液破胶液表面张力小于30 mN/m;与压裂液复配,不会降低压裂液成胶黏度,且有利于降低压裂液的滤失量.进一步的实验结果表明,该微乳剂降低了毛细管力,其排液所需压力仅为常规表面活性剂的35％;在4 mL/s的低顶替速率下,200 mg/L微乳剂溶液的顶替率为54％,而常规表面活性剂溶液的顶替率仅为28％.因此可以得出,该微乳剂有利于减小低渗储层伤害,提高采收率.     

低渗油藏注气发展潜力与问题

我国低渗透储量大，动用难度大，动用程度低，注气对这类油藏有独到优势，尤其是目前全世界对环保越来越重视，降低温室气体排放已成为共识，CO2驱开发油藏已越来越多，注气已逐渐形成一种主流的低渗透油藏开发技术。本文分析了国外现执行的低渗透油藏注气项目情况，总结了其渗透率及流体粘度、密度和油藏深度等特点，说明了国外注气的主要对象是低渗透油藏；分析了我国低渗透油藏特点，总结了目前国内外低渗透油藏注气的实施情况，分析讨论了低渗透油藏注气过程中应当考虑的技术问题，根据我国部分油田的实施与研究情况说明了注气在低渗透油藏开发中的巨大潜力，对指导我国低渗透油藏注气开发有直接的指导意义。     

压裂液对低渗砂岩气藏的水敏性伤害实验研究

为了客观准确地评价压裂液对低渗砂岩气藏的水敏性伤害,开展了伤害机理研究。以压裂液"平行液"为实验液体,基于X衍射、扫描电镜及岩心流动实验结果,将核磁共振技术应用于水敏性伤害机理,对胍胶压裂液和酸性压裂液造成的水敏性伤害进行了评价。结果表明:两种压裂液对应"平行液"对岩心造成的水敏性伤害均值分别为12.68%和12.77%;伤害程度大小主要取决于岩心中伊/蒙间层、伊利石的绝对含量以及黏土矿物的总含量,而与压裂液"平行液"类型无严格关系;返排程度与水敏性伤害有一定关系,返排量为0~2倍孔隙体积时,伤害率表现出增大的趋势,返排量为2~10倍孔隙体积时,伤害率趋于稳定;不同孔隙类型岩心由于不同类型压裂液入侵造成水敏性伤害后,表现出不同的核磁共振特征。通过研究,提供了一种定性评价压裂液对油气储层水敏性伤害的新方法。      

耐油起泡剂的研究现状与发展趋势

为获得具有较好耐油稳定性的泡沫体系,分析了近年来耐油起泡剂的研究进展,讨论了泡沫的遇油消泡性,并从表面活性剂分子结构和表/界面张力的角度分析了相关耐油机理。重点论述了近年来研究较多的几种耐油起泡剂的优越性和局限性,其中超临界CO2泡沫、氟碳表面活性剂的泡沫体系具有一定的耐油性能,但其耐油机理和矿场应用还需进一步研究。今后耐油起泡剂研发的主要方向是有效利用表面活性剂的复配或加入合适的助剂,以改善耐油起泡剂的性能。     

裂缝性储层漏失机理及控制技术进展

裂缝性漏失及其引起的储层损害问题严重制约着裂缝性油气藏和深层油气藏钻探及开发进程。讨论了当前以封堵为主的桥接材料堵漏、化学堵漏和无机胶凝物质堵漏等漏失控制技术的特点，概述了漏失机理研究、计算机预测及诊断等方面的重要进展及现场应用情况。强调漏失控制必须以预防为主，防治结合。分析表明，实现近平衡或欠平衡钻进、采用暂堵一堵漏原理大幅度提高储层承压能力、改进工艺措施减少激动压力、建立压力屏障阻止裂缝延伸是漏失控制的关键。指出，亟待发展岩石裂缝参数变化动力学理论、油气层压力及漏层位置预测技术、新材料及新型工作液体系、漏失处理系统应用软件。     

油气管道第三方损坏危险源辨识方法研究

油气管道第三方损坏已经成为威胁管道安全的主要影响因素。对管道行业内危险源辨识方法进行了总结,讨论了主要辨识方法的原理和步骤,指明了各种方法的适用情况。根据油气管道第三方损坏的特点,提出了故障树与人为因素分析相结合、管理疏忽和风险分析与人为因素分析相结合的危险源辨识方法,并以管道第三方损坏危险源辨识为范例作进一步分析。     

注天然气吞吐提高采收率技术在轻质油藏中的应用

随着注天然气提高采收率技术的不断完善,注气混相驱已成为提高采收率的重要技术手段。针对S油藏的地质及开发特点,在室内实验和流体相态拟合的基础上,提出近混相驱替方式,进行了注气混相驱提高采收率技术研究,设计出用于现场实施的推荐方案。为S油藏及同类轻质油藏实施天然气吞吐强化采油的可行性方案设计提供了一定的技术支持。     

低电阻率油气储集层特征和评价技术研究

低电阻率油气储集层是指油气层电阻率与邻近水层电阻率反差较小的一类油气储层,这种油气储层给测井精细解释、油气层的识别与评价带来了极大的困难。介绍了低电阻率油气储集层的概念及特征,造成低电阻率油气储集层的主要和次要矿物成分,以及由于蒙脱石等粘土矿物的附加导电性、钻井液侵入储层形成电阻率的基本岩石物理成因,总结出了低电阻率油气层的地质成因和工程成因2大类成因机制;还介绍了目前常用的地质录井参数解释、测井解释、气测参数和地化参数以及核磁共振测井技术评价低电阻率油层的方法,列举了通过分析试油层的岩心、测井、录井资料建立模型和运用测井、完井资料综合评价低电阻率油气储集层的实例。