钻井液降滤失剂研究述论

介绍了国内油田用钻井液降滤失剂的研究近况,包括改性天然产物降滤失剂、合成聚合物类降滤失剂、合成树脂类降滤失剂、有机-无机复合降滤失剂、成膜降滤失剂和其他新型降滤失剂。总结了近年来钻井液降滤失剂研究的思路和方法,探讨了钻井液降滤失剂的发展趋势。     

钻井液温度稳定剂WDW的研制与应用

针对常用钻井液聚合物增粘剂及降滤失剂高温降解后导致钻井液流变性及滤失性发生很大变化的问题，在室内开展了钻井液温度稳定剂的研制。利用丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和苯乙烯基硫脲3种单体。采用自由基水溶液共聚法合成温度稳定剂（WDW），评价了WDW对聚合物增粘剂、降滤失剂及磺化类降滤失剂抗温性的影响，并分析其作用机理。结果表明，该剂能提高聚合物增粘剂、降滤失剂及磺化类降滤失剂抗温能力10～20℃，有效地解决了磺化类降滤失剂高温交联问题。该剂应用在江汉油田、华北油田无固相钻井液体系中，取得了良好效果。     

一种新型水溶性两性聚合物的合成与性能评价

以甲基丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵为单体进行四元共聚，合成出新型水溶性两性离子聚合物降滤失剂。并对合成温度、合成时间、单体加量及引发剂加量等反应条件进行了合理优化。对合成聚合物进行了抗温、抗盐、抗钙、降滤、防膨试验评价。结果表明，该合成聚合物具有较好的抗温、抗盐、抗钙、降滤以及防膨能力。在饱和盐水钻井液中的降滤失效果尤其显著，抗温能力达到200℃以上，能够满足高温钻井的需求。     

水泥浆聚合物降滤失剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)和丙烯酰胺(AM)等3种单体为主要原料,采用水溶液自由基聚合的方法合成了一系列聚合物水泥浆降滤失剂,并研究了单体配比、反应温度、引发剂浓度对聚合物水泥浆降滤失剂性能的影响。结果表明,最佳单体质量比(AA∶MA∶AM )为25∶10∶65,反应温度为40℃,引发剂加量为单体总量的1.0%。与常用的几种水泥浆降滤失剂相比,合成样品 JLS 的降滤失性能最好;JLS在水泥浆中加量为0.8%(以水泥的质量计)时,高温高压滤失量为72.3ml,比标准要求低77.7ml,且对表观黏度影响小;JLS 抗温性达120℃;抗盐性满足标准(SY/T 5504.2-2005)要求;JLS和模拟水泥浆体系中的外加剂具有良好的配伍性。     

正电胶钻井液性能影响因素分析

针对正电胶钻井液在现场应用过程中钻井液携砂、悬砂困难等问题,室内研究了降滤失剂的类型、膨润土和钻屑质量分数、pH值等对正电胶钻井液流变特性和滤失量的影响。研究结果表明,常用的阴离子降滤失剂在降低正电胶钻井液滤失量的同时导致钻井液切力急剧下降,携砂和悬砂困难;非离子型和阳离子降滤失剂能很好地维持钻井液切力不变。膨润土和钻屑质量分数过高时,不利于钻井液流变性的控制,膨润土和钻屑的质量分数都应控制在4.0%以下。pH值过高或过低也会使钻井液失去良好的流变特性,一般应控制在9~11之间。该研究对正电胶钻井液现场应用具有理论指导意义。     

聚合物低密度水泥浆体系的优化评价

介绍了一种以AMPS为基料的聚合物降滤失剂(CG88L)来配制低密度水泥浆。该聚合物低密度水泥浆体系具有降滤失效果明显,自由液为零,早期强度高,抗污染性能好等特点,并且具有较好的环境适应性。     

低乳化剂加量气制油基钻井液体系优化评价

为了确定低乳化剂加量气制油基钻井液体系的最佳配方,对主、辅乳化剂的比例以及各处理剂的加量进行了优化评价。优化配方为：320ml气制油＋80ml 30％CaCl2水溶液＋3％乳化剂（ZR4：FR2=60：40）＋0．5％润湿剂RSF51．5％CaO＋2％～3％有机土＋1％～2％降滤失剂CLF＋加重剂（石灰石）。该钻井液体系同时具有流变性能好、电稳定性强、高温高压滤失量低等优点。     

新型降粘剂LS-AA的合成与评价

木质素磺酸钙（LS）与丙烯酸（AA）单体在一定的条件下发生聚合，生成丙烯酸一木质素磺酸钙接枝共聚物（LS-AA）。对木质素磺酸钙接枝丙烯酸反应的引发剂和工艺条件进行优选并评价了产品性能。研究表明．质量分数为2％的K2S208可作为引发剂；反应的最佳工艺条件是丙烯酸质量分数为10％，反应温度为90℃，反应时间为3h；合成的产品有良好的降粘、降滤失性能以及抗钙和抗盐性能。     

一种抗高温高密度水基钻井液体系的优选及室内评价研究

针对深井、超深井温度和压力高,地层结构复杂等因素,结合深井钻井液的技术特点,通过对抑制剂、抗高温稳定剂、抗高温降滤失剂、抗高温增黏剂、润滑剂等添加剂的优化,研制了一套密度在1.80~2.20g/cm3可调、具有现场可操作性的抗高温高密度水基钻井液体系HTDF,其配方如下:4%膨润土+0.1%NaOH+0.5%乙醇胺+0.5%PADS+3%CSMP-2(视博)+3%SPR(视博)+0.2%KPAM+0.3%PAMS+1.5%TEX+重晶石,并对其高温稳定性、抗污染性、抑制性、润滑性、油层保护性和高温高压滤失性能等进行了室内评价。结果表明,该体系具有长时间的抗温稳定性(抗200℃),能有效抑制泥岩的水化膨胀,具有较强的封堵性,滤失量低,对储层伤害小,可以满足钻进时工程地质要求。     

耐温抗盐稠油降黏剂的室内实验研究

本文针对中原油田稠油油藏地质及稠油特征,应用正交实验设计方法,实验筛选出了耐温抗盐稠油乳化降黏剂体系,最佳配方如下：0.05%聚氧乙烯壬基苯酚醚NP-10+0.1%两性离子表面活性剂CS-B+0.1%十二烷基苯磺酸钠ABS,即在复配降黏剂体系中NP-10、CS-B、ABS的质量比为1:2:2时的降黏效果最佳。研究了pH值、含水量、水矿化度,二价阳离子浓度、温度、配伍性等稠油降黏剂性能的影响。结果表明：在油水比7:3、50℃下所筛选的最佳降黏剂体系对稠油的降黏率达99%,耐温110℃、耐盐,适用于中原油田的稠油井的降黏需要。     

钻井液受CO2-3、HCO-3污染处理技术

在超深井中常由各种原因引起水基钻井液受到CO2-3、HCO-3污染,该污染严重影响钻井液性能,造成钻井液黏切失控、滤失量增加、滤饼质量变差,更严重的会引起钻井液固化。从污染来源、污染机理、钻井液性能的改变、定量确定(CO2-3、HCO-3)污染量、处理污染流程、优选处理剂等方面阐述了现场处理污染的有效方法。以新疆塔河 TP263井为例,三开钻进至6139m 时钻井液受污染,钻进至6310m时钻井液性能表现出不稳定的现象,通过缓慢加入生石灰和降滤失剂进行处理,现场钻井液性能恢复良好,保证了钻井的安全。     

钻井液受CO_3~(2-)、HCO_3~-污染处理技术

在超深井中常由各种原因引起水基钻井液受到CO2-3、HCO-3污染,该污染严重影响钻井液性能,造成钻井液黏切失控、滤失量增加、滤饼质量变差,更严重的会引起钻井液固化。从污染来源、污染机理、钻井液性能的改变、定量确定(CO2-3、HCO-3)污染量、处理污染流程、优选处理剂等方面阐述了现场处理污染的有效方法。以新疆塔河TP263井为例,三开钻进至6139m时钻井液受污染,钻进至6310m时钻井液性能表现出不稳定的现象,通过缓慢加入生石灰和降滤失剂进行处理,现场钻井液性能恢复良好,保证了钻井的安全。     

一种能改善盐岩层固井胶结质量的饱和盐水胶乳水泥浆体系的研制

固井水泥浆与盐岩地层间难以形成有效胶结,是造成盐岩层固井质量差的主要原因。为解决这个问题,提出用饱和盐水胶乳水泥浆体系来改善盐岩层固井胶结面的胶结质量。通过试验优选出抗盐胶乳GR1、降滤失剂CG88L等添加剂材料,构建了一套饱和盐水胶乳水泥浆体系,室内对水泥浆体系的抗温性能及其与地层的胶结性能进行了评价。评价结果显示,饱和盐水胶乳水泥浆体系具有广泛的温度适应性和较高的胶结强度。与常规聚合物抗盐水泥浆相比,该水泥浆体系可将水泥浆与模拟盐岩地层的胶结强度提高20%以上,能够有效改善盐岩层固井胶结质量。     

抗高温磺化沥青降滤失剂的室内研究

选择3种软化点的沥青、发烟硫酸和催化剂LFG-1等为主要原料,用捏合反应方法合成样品。按标准Q/SHCG 3-2011评价其油溶率、水溶率、磺酸钠含量及高温高压滤失量。结果表明,软化点为110℃的沥青、反应温度为40℃、沥青与发烟硫酸和煤油的比例为12∶8∶1、催化剂的加量为2%时合成出的样品15#性能均能满足标准要求,且高温高压滤失量只有17.2ml,比标准产品要求低7.8ml。对比评价现场产品FT-1和15#在模拟聚合物钻井液中的最佳加量、抗温性及抗盐性结果表明,15#最佳加量为3%,抗盐为15%,抗温为170℃;FT-1最佳加量为4%,抗盐为15%,抗温为150℃,说明15#具有很好的高温降滤失性。     

裂缝面滤失对压裂井产能的影响分析

水力压裂施工过程中压裂液将通过垂直裂缝面滤失,造成裂缝壁面的伤害,产生附加压降,降低油气井的产能。根据对压裂液滤失量及滤失深度的推导,得出了一套考虑压裂液滤失的表皮系数简单计算方法,同时考虑了造壁和非造壁2种情况下的滤失模型,并以拟稳定条件下压裂井产能预测模型为基础,就裂缝面滤失伤害对压裂井产能的影响进行了研究。通过实例计算分析,结果表明低渗透层的压裂液滤失更容易造成产能的下降。     

抗高温高密度钻井液体系的研究

研制新型的钻井液处理剂和性能优良的钻井液体系,是解决深井和超深井钻进过程中面临的问题的重要途径。井越深,温度越高,高温会对钻井液体系产生严重影响;钻井液密度越高,其流变性能越难以控制。选择优良降粘剂、降滤失剂、井壁稳定剂等钻井液添加剂,配制了抗高温高密度钻井液体系,初步分析了处理剂的作用机理,研制了一套抗高温(200℃)的高密度(2.2g/cm3)水基钻井液体系,全面评价其各项性能。结果表明,该水基钻井液体系性能稳定,可以满足深井钻井的要求。     

无黏土相盐水储层钻井液体系研究

针对伊拉克Missan油田群储层段钻井作业中存在着卡钻、漏失、气侵、溢流、井壁失稳、井径扩大等复杂事故,为了减少作业事故的发生,提高储层保护的效果,室内通过外加剂的优选,建立了一套无黏土相盐水储层钻井液体系。该体系以改性生物聚合物为流型调节剂,可降解的抗温淀粉作为降滤失剂,并采用NaCl盐水基液和CaCO3复合加重的方式进行体系的密度调节。钻井液性能评价结果表明,该体系抗温可达140℃,滚动回收率达到了95.46%,同时体系还具有较好的抗侵污能力和储层保护效果。     

木质素磺酸盐的接枝改性及其应用研究

木质素磺酸盐SFP在钻井液中可起降粘、起泡及絮凝3种作用。主要对木质素磺酸钙与丙烯酸的接枝共聚及改性后的产物作为钻井液处理剂进行了试验研究。对木质素磺酸盐进行接枝改性，可以提高其作用效果，扩大其应用范围。改性后的木质素磺酸盐作为钻井液处理剂，有较好的降粘及降滤失作用，并具有较好的耐温抗钙污染能力。     

GSY防塌环保钻井液体系在苏丹六区油田的研究与应用

苏丹六区油田的AG地层泥页岩水敏性极强,因井壁失稳造成的井眼事故频繁发生。通过使用多功能絮凝包被抑制剂GWAMAS,替换掉原有体系中的KPAM,解决了原有体系抑制性不足的问题。同时引入高效防塌剂GSY、天然高分子降滤失剂CGS等高效处理剂,构建了满足苏丹六区油田快速、安全、经济的防塌环保钻井液体系。室内试验和现场试验均表明,该钻井液具有良好的流变性、抑制性、抗污染能力、环保性,能有效地解决AG地层井壁失稳问题,具有良好的性价比,推广前景广阔。     

控失剂对铵态氮溶出特性的影响

在普通肥料氯化铵中按一定比例加入控失剂(即高分子复配材料)可以控制铵态氮的渗透流失.以砂子为介质,通过淋溶试验,研究了控失剂添加量对铵态氮溶出率的影响和添加15%控失剂的氯化铵及普通氯化铵的溶出特性.结果表明:随着控失剂添加量的增加,铵态氮溶出率逐渐降低;与普通肥料相比,添加15%控失剂可以减少35%铵态氮的流失,能很好的控制铵氮对环境的污染,提高铵氮利用率.