南海东方气田高密度抗高温钻井液完井液室内研究

南海东方气田地层温度高,储层渗透率低,钻完井过程中钻井液、完井液的高温稳定性及储层保护性能至关重要。针对该问题,通过滚动老化与配伍性试验优选了各类抗高温处理剂,研制出了高密度(2.2 kg/L)抗高温(170 ℃)的水基钻井液体系和甲酸铯无固相完井液体系。采用堵漏试验、岩心流动试验及流变性、滤失性测试等,评价了其综合性能。研究得出,高密度抗高温水基钻井液体系在高温高压条件下流变性、滤失性良好,高温高压滤失量小于15 mL,岩心渗透率恢复率达85%以上,极压润滑系数为0.131,抗盐、抗钙、抗劣土能力分别为5.0%,0.5%和8.0%;甲酸铯无固相完井液体系腐蚀速率仅为0.066 9 mm/a,页岩回收率为87.28%,岩心渗透率恢复率达88%以上。性能评价认为,研制的钻井液完井液体系能够满足海上高温高压气井的钻井要求,为南海东方气田安全高效开发提供了技术支持。      

钻井液致密承压封堵裂缝机理与优化设计

针对钻井液防漏堵漏技术难题,借鉴微观颗粒物质力学“强力链”基本原理,提出了评价防漏堵漏材料的颗粒强度、颗粒弹性、颗粒表面摩擦等主要精细化技术指标,建立了相应的实验表征方法,揭示了基于微纳米尺度的钻井液致密承压封堵机理,给出了钻井液强化致密承压封堵优化设计方法,即通过合理的颗粒类型、粒度级配与浓度控制,刚性颗粒、弹性颗粒、纤维材料等协同封堵裂缝,可形成具有“强力链网络”的致密承压封堵层,显著提高地层承压能力。研制了钻井液封堵特性评价动态模拟实验装置,可模拟不同地层温度、压力条件下不同开度裂缝的漏失与封堵过程,为致密承压封堵机理及钻井液防漏堵漏效果评价提供了实验方法。采用所研制的封堵动态模拟实验装置,优化了不同开度楔形裂缝的强化致密承压封堵钻井液配方。实验结果表明,其具有良好的自适应裂缝开度致密封堵特性,承压能力达8 MPa以上,可显著提高地层承压能力。     

阳离子烷基糖苷的绿色合成及性能评价

采用先醚化、再季铵化的路线合成了阳离子烷基糖苷,n(环氧氯丙烷)∶n(蒸馏水)∶n(烷基糖苷)∶n(烷基叔胺)为1∶16∶1.5∶0.8,醚化条件为:95～100℃,2～4 h,季铵化条件为:50～80℃,4～6 h。系统研究了阳离子烷基糖苷的抑制性能,对于6%的阳离子烷基糖苷钻井液,岩屑一次回收率达96.35%,相对回收率达92.73%,相对抑制率达91.40%。     

钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷

针对甲基葡萄糖苷在钻井液中加量大、抗温性较差、抑制性有待提高等缺陷,在甲基葡萄糖苷分子上引入季铵盐的结构,合成了阳离子甲基葡萄糖苷CMEG。实验结果表明,合成出的CMEG具有很好的表面活性和润滑性,5%CMEG水溶液的表面张力为30.9 mN/m,摩阻系数仅为0.16(与油基钻井液相当),有助于提高采收率和加快钻井速度;具有优异的抑制页岩水化膨胀(相对回收率高达99.01%)和抗高温(150℃)的能力,且配伍性较好,能与其他处理剂产生协同作用。CMEG性能都优于甲基葡萄糖苷,预计在钻井液中具有极好的应用前景。     

阳离子烷基糖苷的合成及应用

简要介绍了阳离子烷基糖苷的3种合成方法,国内外对阳离子烷基糖苷产品的开发现状、产品种类.详细介绍了阳离子烷基糖苷产品的应用,包括用于洗涤护理剂、纺织印染助剂、农药、水处理剂及钻井液处理剂等领域,为后续阳离子烷基糖苷的合成及应用提供一定的指导.     

国外高密度微粉加重剂研究进展

综述了国外高密度微粉加重材料的室内研究与现场应用现状,分析了用微米重晶石、四氧化三锰微粉加重的高密度钻井液的优点以及存在的问题,并进一步探讨了微粉加重材料的发展趋势。国外研究应用表明,高密度微粉加重剂钻井液体系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,且还具有低摩阻、低扭矩、低循环当量密度等优点,高密度微粉加重剂已成为国外水平井、大位移井、大斜度井等复杂钻井作业的首选加重材料。     

表面活性剂与加重材料相互作用对钻井液性能的影响

利用近红外透射/ 反射光扫描仪、zeta 电位仪、激光粒度仪和扫描电镜,分析了表面活性剂与重晶石和铁矿粉颗粒作用后颗粒的沉降速率、zeta 电位、粒度分布以及对金属表面磨损的影响,探讨了表面活性剂改善高密度钻井液流变性、沉降稳定性、润滑性的作用机理。实验结果表明,在质量分数为10% 的重晶石或铁矿粉的悬浮液中,加入1% 的非/ 阴离子复合表面活性剂,可使得重晶石和铁矿粉颗粒的沉降速率降低到不加表面活性剂时的0.6%～0.8%,zeta 电位降低70 mV 左右,平均粒径减小到不加表面活性剂时的69.4% 和83.2%。非/ 阴离子复合表面活性剂可减轻重晶石高密度钻井液对金属表面的磨损,显著改善高密度钻井液的流变性和沉降稳定性。      

深水低温条件下油基钻井液流变性能实验研究

深水钻井过程中,海水低温环境对油基钻井液的流变性能有较大影响.文中采用Haake RS300流变仪测试了油基钻井液低温下的流变性能,并研究了基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对钻井液低温流变性能的影响.结果表明,Haake RS300流变仪能精确描述油基钻井液低温下的流变性能,特别是低剪切速率下的流变性能;低温条件下,油基钻井液的剪切应力随剪切速率的变化呈现2个阶段（极低剪切速率下的线性阶段和中、高剪切速率下的剪切稀释阶段）;基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对油基钻井液低温下的流变性能影响显著,特别是低剪切速率条件下的流变性能.     

烷基糖苷的合成及其钻井液研究进展

烷基糖苷是近年来发展起来的一类新型非离子表面活性剂,性能优良,应用领域广泛,越来越受到表面活性剂行业及油田化学行业的重视。本文对烷基糖苷的合成及在钻井行业中的应用研究进展进行了综述,为后续烷基糖苷的合成及应用研究提供一定的指导。     

复合堵漏中平衡区域及其在新型堵漏仪中的应用

复合堵漏剂进入漏层后,堵漏材料会在漏层中散布,各种堵漏材料在某区域所占比例基本平衡.针对此问题,提出了存在平衡区域的概念.研制了新型堵漏仪,该堵漏仪能充分模拟漏失地层和堵漏过程,实验后还可以剖开实验岩心观察堵漏材料在岩心中的分布滞留状况和平衡区域的位置,从而为堵漏配方做进一步调整提供依据.多次实验发现,当堵漏效果好时平衡区域向岩心入口端移动,效果不好时则向岩心出口端移动,甚至不能形成平衡区域.新型堵漏仪实验结果重复性好,所形成的配方可直接应用于现场堵漏作业.现场应用表明,该应用技术在防漏堵漏作业中取得了很好的效果.