国内外页岩气水基钻井液技术新进展

对比了中美页岩气的地质特性,分析了页岩气长水平段水平井水基钻井液面临的技术难题,并提出了相应的技术对策,综述了国内外页岩气水基钻井液技术的新进展及应用概况,重点介绍了国外水基钻井液用纳米处理剂的研究现状,并对页岩气水基钻井液技术和产品的发展趋势进行了展望。     

页岩气水基钻井液技术分析

页岩地层易水化膨胀,加之我国页岩气储层地廣结构复杂,井下事故频发,目前我国页岩气钻井多采用抑制性好、润滑性强的油基钻井液。但是由于油基钻井液成本高,污染大,而且油基钻井液条件下浅层气井固井难度大,使用油基钻井液钻井,二个界面存在油泥,水泥胶结质量难保证;加之与油基钻井液配套设施不成熟,因此迫切需要研发一种适用于页岩气水平井作业的强抑制高性能低污染的水基钻井液。     

国内外页岩气钻井液技术应用现状

介绍了国内外页岩气钻井液技术及其应用情况,大部分页岩油气水平井采用油基钻井液,直井或定向井多采用水基钻井液;国内油基钻井液技术较为成熟,处理后的含油钻屑能达到环保要求。     

国内页岩气水基钻井液研究与进展

页岩气开发过程中易出现井壁失稳、摩阻大、井眼净化能力差的问题,针对此类技术难题,要求页岩气水基钻井液具备抑制性强、流态良好、封堵性强、润滑性优异的特性。综述了页岩气水基钻井液难点、对策以及两类页岩气水基钻井液研究与应用,并提出了关于页岩气水基钻井液研究方向的建议。     

国内外页岩水基钻井液用抑制剂研究进展

介绍了几类页岩水基钻井液抑制剂的研究进展,主要有传统抑制剂(无机盐、聚合醇、硅酸盐)、聚胺类、纳米材料、其他新型抑制剂(离子型、植物提取液环保型),及其缓蚀机理。各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制,从而改善页岩稳定性。并结合各自特点展望了几种抑制剂未来的发展趋势,为页岩地层的水基钻探提供一定的参考。     

龙马溪页岩气钻井用高性能水基钻井液的研究

焦石坝页岩气工区的龙马溪地层极易发生坍塌掉块,采用油基钻井液能够较好地解决现场井壁失稳难题,但存在配制成本高、钻屑后处理压力大等技术瓶颈难题。以阳离子烷基糖苷(CAPG)、纳微米封堵剂等为主剂,通过钻井液体系构建及配方优化,形成了CAPG高性能水基钻井液优化配方。该钻井液具有较好流变性,高温高压滤失量仅为4.0 m L;钻井液可有效抑制黏土的水化膨胀分散,不破坏页岩的结构,保持地层的原始性和完整性,表现出优异的井壁稳定性能;当密度达2.32 g/cm3时,钻井液极压润滑系数和滑块摩阻系数仍小于0.1,表现出较好的润滑性能;钻井液连续老化30 d后,流变性能保持稳定,静置72 h均未发生沉降现象;钻井液具有较好的抗污染性能;钻井液无生物毒性。对CAPG高性能水基钻井液和油基钻井液分别从抑制、润滑、降滤失、储层保护及生物毒性等方面进行了对比,两者性能相当,且CAPG高性能水基钻井液具有油基钻井液所不具备的环保优势。     

页岩气水平井开发用高效水基钻井液体系研究

针对涪陵地区页岩气水平井开发特点,通过室内试验开发了一套适合目标区块页岩气水平井的高效水基钻井液体系,并对其综合性能进行了评价.结果表明:高效水基钻井液体系具有良好的耐温性能,在140℃下老化后,体系的流变性能和滤失量均无明显升高.体系具有较强的抑制性能和润滑性能,对目标区块储层段岩屑的滚动回收率可以达到98％以上,具...     

延长区块炭质泥岩高性能水基钻井液研究

延长地区陆相页岩气岩性多为沥青质或富含有机质的暗色的高炭泥页岩,且其成藏具有隐蔽性特点,而页岩气开发又以浅层大位移井、丛式水平井为主,给现场钻井施工带来了挑战。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,在长水平段钻井中容易发生井漏、垮塌、携岩困难等问题,增大了井下产生复杂情况可能性。高性能水基钻井液PYW-2是在原体系PYW-1基础上提出的改进型,对抑制剂和封堵剂进行了优化,经现场应用证明,改进型高性能水基钻井液PYW-2能够有效稳定长炭质泥岩、煤岩井段,且具有携砂能力强、润滑性好、强封堵和强抑制、低成本等特性。     

高性能水基钻井液研究进展

在当下全球范围内都提倡环境保护的时候,高性能水基钻井液就是为了满足环保要求应运而生的一种能够代替过去有机钻井液的新型环保钻井液体。高性能水基钻井液的诞生立刻在全世界范围内引起了关注。本文以高性能水基钻井液研究为课题,介绍了其研究进展和工艺技术方面所取得的进展,从各方面论述了高性能水基钻井液的实际应用效果。目前高性能水基钻井液。     

浅层水平井水基加重钻井液技术探讨

为了保证浅层水平井水基钻井液在加重后仍具有良好的流变性且符合水平井特殊工艺的施工要求,通过研究其加重后流变性变化机理,采用实验结合现场的方法分析得出通过控制重晶石粉粒度配比、膨润土含量及粘附性高分子聚合物含量可以维护浅层水平井水基加重钻井液流变性,满足特殊浅层水平井施工要求。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。     

Polyoxyalkyleneamine as shale inhibitor in water-based drilling fluids

According to the conventional evaluation methods of drilling fluids, the inhibitive property of polyoxyalkyleneamine (POAM), which was prepared in the laboratory, to sodium montmorillonite (Na-MMT) was investigated, and the shale cuttings recovery ratio and the rheological properties of drilling fluids were measured before and after adding POAM in several water-based drilling fluids. The results showed that POAM was completely water-soluble, exhibited the superior performance to inhibit the hydration of Na-MMT and reduced the swelling or hydration of shale cuttings effectively. In addition, the determination of the biological toxicity and compatibility of POAM indicated that POAM was low toxic and compatible with other common drilling fluid additives.     

新型水基钻井液用页岩抑制剂LSM-2的合成及性能评价

采用水溶液聚合法,以小分子胺(HA-2)、丙烯基单体(HA-3)、环氧丙烷(PO)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了一种新型两性离子聚合物页岩抑制剂LSM-2,考察了该抑制剂对页岩滚动回收率、膨润土膨胀率、基浆粒度分布、泥页岩压入硬度及现场钻井液性能的影响。结果表明:合成的抑制剂LSM-2具有较好的抑制性能,当质量分数为2.0%时,泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,膨润土的16 h线性膨胀率降至10.9%,基浆颗粒比表面积比未加LSM-2时降低了87.5%,压入硬度保留率可以达到75%以上;LSM-2与现场钻井液体系的处理剂具有良好的配伍性,随着LSM-2质量分数的增加,体系流变性和滤失量变化较小,钻屑滚动回收率显著增大,能够较好地抑制钻屑的水化分散作用,提高了目标区块泥页岩储层段水基钻井液体系的抑制性。     

水基钻井液用防塌封堵剂封堵效果实验研究

采用高温高压静失水评价方法,开展了沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂以及其它封堵剂等单剂的评价与优选,并开展了复配封堵剂优化的实验。结果表明,乳化沥青在沥青类封堵剂中封堵效果最优,超细碳酸钙(1 000目)在刚性颗粒封堵剂中封堵效果最优,乳化石蜡在其它封堵剂中封堵效果最优。在常用封堵剂的组合中,3%超细碳酸钙(1 000目)+2%乳化沥青为水基钻井液用最佳封堵配方。     

水基钻井液用防塌封堵剂封堵效果实验研究

采用高温高压静失水评价方法,开展了沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂以及其它封堵剂等单剂的评价与优选,并开展了复配封堵剂优化的实验。结果表明,乳化沥青在沥青类封堵剂中封堵效果最优,超细碳酸钙(1 000目)在刚性颗粒封堵剂中封堵效果最优,乳化石蜡在其它封堵剂中封堵效果最优。在常用封堵剂的组合中,3%超细碳酸钙(1 000目)+2%乳化沥青为水基钻井液用最佳封堵配方。     

Synthesis of an amphoteric polymer as a high-temperature-resistant shale stabilizer in water-based drilling fluids

To meet the increasing requirement of stabilizing shale under high-temperature situation with the use of water-based drilling fluids (WBDFs), the high-performance shale stabilizer is an urgent need. In this study, an amphoteric copolymer of AM/DMDAAC/NVP (APC) was synthesized by acrylamide (AM), dimethyl diallyl ammonium chloride (DMDAAC), and N-vinylpyrrolidone (NVP) and used as a high temperature-resistant shale stabilizer. The Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy confirmed the successful synthesis of APC. The inhibitive performance of APC was systematically evaluated and compared with three other commonly used shale stabilizers, including the anionic potassium polyacrylamide (KPAM), cationic poly dimethyl diallyl ammonium chloride (PD), and amphoteric polymer FA367. The results demonstrated that APC displayed excellent performance on the linear swelling test, hot-rolling recovery experiment, and shale immersion test. Furthermore, APC combined the advantages of high shale recovery percentages of PD and maintaining shale pellet integrity of KPAM, avoiding the drawbacks of enormous filtration volume of PD and low shale recovery percentages of KPAM. These great properties indicated that APC would be suitable as a shale stabilizer in WBDF to drill high-temperature shale formation.