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。     

XCR水基极压润滑剂的研制及应用

针对油基润滑剂对环境造成污染和常规水基润滑剂极压润滑持效性差的问题,室内合成了一种新型的水基极压润滑剂XCR。XCR极压润滑剂是一种含S、P、Zn等活性元素的润滑剂,能在金属表面形成无机、有机、聚合物多层复合膜,将金属与金属之间的摩擦转化为金属与多层复合膜间的摩擦。对其性能评价表明,该剂润滑效果好,加量为2%时极压润滑系数降低率在65%以上,而且极压润滑持效性强;抗温为150℃;对钻井液流变性基本无影响,略有降滤失作用,有一定的抑制性,可使钻井液钻屑回收率提高7%以上。该剂已在河南、中原、四川、江汉等油田应用。     

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<正>主导产品一、降滤失剂类产品钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈铵盐钻井液用降滤失剂水解聚丙烯腈复合铵盐NH4-HPAN-2钻井液用降滤失剂磺化腐植酸钾KJAN钻井液用降滤失剂AM/AA/水解聚丙烯腈铵盐共聚物水剂W-NA钻井液用降滤失剂缩聚水解聚丙烯腈铵盐S-NH4-HPAN钻井液用降滤失剂AMPS改性腐植酸HLJ-2钻井液用降滤失剂接枝共聚腐植酸硅HLJ-3钻井液用降滤失剂磺酸盐共聚物HLJ-5二、抑制防塌类产品钻井液用防塌封堵剂聚合腐植酸SN钻井液用防塌封堵剂阳离子改性沥青YRL-1钻井液用页岩抑制剂有机盐FT103钻井液用固壁剂改性树脂聚合物HLGB-2钻井液用防塌封堵剂乳化沥青RL-1钻井液用页岩抑制剂有机硅聚合物三、润滑剂类产品钻井液用固体润滑剂塑料小球HZN-1钻井液用固体润滑剂改性石墨RH203钻井液用液体润滑剂改性易降解油脂GFR-1钻井液用液体润滑剂乳化石蜡RS-1     

钻井液用抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP的制备及性能评价

在深井复杂地层钻井过程中,高温、高盐和高摩阻一直是困扰钻井工作的难题。在钻井液中加入抗温抗盐润滑降滤失剂,可以在降低摩阻的同时,还具有抗温、抗盐降滤失的效果。利用反相乳液聚合方法制备了一种抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP,在确定合成条件的基础上,对抗温抗盐润滑降滤失剂SLJWP进行了性能评价。红外光谱分析表明,新研制的SLJWP抗温抗盐润滑降滤失剂具有多羟基结构,该结构易和水分子结合,阻止水分子渗入地层。利用旋转粘度计,失水仪、极压润滑仪等仪器,对其性能进行了评价分析。结果表明,SLJWP降滤失剂具有良好的降滤失、抗温、润滑、抗Na+污染能力。     

水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术

通过优选与研制环保型增黏剂、降滤失剂、润滑剂、防腐剂等产品,研制出一种水平井无固相甲酸盐保护储层钻井液.该钻井液所使用的聚合物类处理剂均能生物降解,且不使用原油类润滑剂.2007年该钻井液在水平井示范区块京11断块成功应用了6口井.结果表明,该钻井液携砂能力强、润滑性能好、具有优异的静结构特性和油层保护作用,是水平井钻井使用的优质的钻井完井液,为水平井油气层保护和安全钻进提供了技术保证.     

钻井液用降滤失润滑剂的研制与应用

以沥青磺化为基础,辅以表面活性剂和降滤失剂等材料,通过化学处理加工研制出了ZR-1钻井液用降滤失润滑剂.由于大多数润滑剂在使用过程中容易出现起泡现象,因此在研制ZR-1的过程中对乳化剂进行了优选,通过调整HLB值,达到了不起泡的效果.该产品不仅能显著改善钻井液的润滑性,而且降滤失的效果好,能使泥饼黏滞系数降低50%以上,高温高压滤失量降低20%以上;该产品无毒无害,不污染环境,储存、运输和使用均方便安全.对ZR-1的性能进行了室内试验评价,介绍了该处理剂在川渝地区的应用.     

抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系

设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明：弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂具有良好的反聚电解质效应,200℃、饱和盐环境老化后API滤失量小于8 mL;柔性聚合物微球纳米封堵剂通过改善泥饼质量降低体系的滤失量,对纳米级孔缝具有良好的封堵效果;梳型聚合物润滑剂重均相对分子质量为4 804,具有多个极性吸附位点,高温高盐条件下润滑性能优异。构建的密度为2.0 g/cm³的钻井液体系流变性能良好,200℃的高温高压滤失量小于15 mL,高温静置5 d沉降因子小于0.52,对易水化岩屑的滚动回收率与油基钻井液接近,具有良好的封堵性能和润滑性能。     

隔离膜水基钻井液技术研究与应用

隔离膜水基钻井液以隔离膜降滤失剂CMJ-2、高效高分子包被絮凝剂JH-1、降滤失剂CFJ-1、降粘剂JN-1为主要处理剂配制而成.其中,隔离膜降滤失剂CMJ-2是一种新型有机胺天然纤维聚合物,它由天然纤维经碱化,在高温条件下裂解后,在催化剂作用下与不饱和有机胺化合物进行缩聚反应而制得.介绍了CMJ-2的膜结构特征、抗高温降滤失性和润滑性能.评价了隔离膜水基钻井液的抑制性、抗盐、抗温、抗污染及油气层保护性能.室内评价结果表明,CMJ-2能有效降低钻井液的动滤失量和动滤失速率,可以减缓或阻止钻井液及其滤液渗入泥页岩体内,延缓孔隙压力的扩散,有效防止地层水化膨胀及坍塌;隔离膜水基钻井液具有较强的抗温、抗盐、抗污染能力,在高密度条件下也具有良好的封堵能力;无荧光、无毒性,满足环境保护要求.该钻井液在青海油田马海区块的马105井和涩南2井以及新疆油田T85388井进行了应用.现场应用表明,隔离膜钻井液在井壁外围形成隔离膜保护层,阻止钻井液及其滤液进入地层,从而有效地防止了地层的水化膨胀,封堵地层裂缝,防止井壁坍塌.     

纳米材料钻井液在大港油田的应用

针对纳米材料在钻井液中团聚的问题,通过分子设计,改进纳米材料的表面性能,以改性纳米二氧化硅为核,通过接枝柔性聚合物,合成了一种纳米封堵降滤失剂。通过引入强的吸附基团和疏水基团,聚合物分子的亲疏水、氢键等协同作用形成空间的网架结构,使合成的纳米封堵降滤失剂能够以纳米级尺度分散在钻井液中,其在钻井液中纳米级粒度的含量高达59.3%,其不仅具有优异的降滤失性能,同时具有柔性可变形性,还能够吸附在岩石表面,提高纳米材料对微裂缝和小孔隙的封堵能力。以合成的纳米降滤失剂为核心处理剂,并优选出配套的纳米润滑剂、纳米抑制剂,形成纳米钻井液体系。该体系的抗温达150℃,API滤失量在2.4 mL以下、高温高压滤失量在9.8 mL以下、润滑系数不大于0.04,渗透率恢复值不小于91%、目的层井段岩屑回收率≥ 90.5%。该体系在大港油田枣1510井的应用中表现出良好的润滑性和保护油气层效果。      

抗高温饱和盐水无黏土相钻井液室内研究

为满足高温盐层快速钻进和保护储层的需要,通过对增黏剂、交联剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂优选,得到抗高温饱和盐水无黏土相钻井液配方:饱和盐水+0.2%Na₂CO₃+1.2%增黏剂SSDP+0.4%增黏剂DDL+0.4%增黏剂PAM+0.3%四硼酸钠+3%降滤失剂SL-Ⅱ+3%超细碳酸钙+1%润滑剂HL-8+2%防塌剂AP-1。室内性能评价表明,该钻井液抗温性较好,耐温达170℃;密度为1.22 g/cm³;抗劣质土污染能力较好,抗污染容量达10%:极压润滑系数为0.0388,与油基钻井液接近,润滑性能较好;钻屑在钻井液中的回收率高达96.84%,黏土在钻井液中的膨胀率远小于清水,防塌抑制性能较好;岩心渗透率恢复率>90%,储层保护效果较好.