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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

饱和盐水泡沫钻井液体系研究应用

针对江汉、河南等油田地层含盐量高,地层压力低,储层孔隙度和渗透率低等的特点,室内研究出饱和盐水泡沫钻井液体系。评价其各项性能,结果为:钻井液密度为1.08g/cm3,表观粘度为39.5mPa.s,动切力为19.5Pa,滤失量为3.9ml,润滑系数为0.14,钻屑滚动回收率为89.7%,岩心渗透率恢复值为90.0%以上。该钻井液现场用应用时性能稳定,具有推广应用价值。     

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。     

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。     

顺北5-7井超深层奥陶系地层油基钻井液技术

针对顺北5-7井奥陶系地层采用水基钻井液钻进时坍塌掉块严重且井下复杂情况频发的问题,开展了油基钻井液在超深层奥陶系地层的探索性应用研究.分析了奥陶系地层井壁失稳的原因,对比评价了不同配比的主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂等自主产品以及柴油对钻井液乳化稳定性能的影响,形成了油基钻井液性能现场调控方法;采用"密度控制"与"段塞堵漏+随钻堵漏"相结合的堵漏工艺,在小井眼储层段堵漏材料类型与粒径选择受限的情况下,有效降低了油基钻井液损耗.该井油基钻井液施工井段扭矩平稳,无掉块,平均井径扩大率仅为12.22％;裂缝性储层段钻进过程中油基钻井液漏失量控制在0.44m3/h以下;酸压后自喷求产小时产油19.8m3,折合日产气136535m3,表现出良好的井筒强化效果和储层保护效果,为探索油基钻井液在超深层奥陶系地层的应用提供了有益参考.     

抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂的合成与评价

针对水基钻井液钻遇高温高矿化度地层时滤失量大、流变性控制难等问题,开展了抗温抗盐降滤失剂的研究。以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-乙丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为单体,采用反相乳液聚合法制备一种抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂。正交试验确定其最佳合成条件为n₍(AM))∶n₍(AA))∶n₍(AMPS))∶n₍(NVP))=3∶2∶0.5∶0.4,HLB=4.5,反应温度为50℃,反应时间为5 h。在该条件下合成出降滤失剂LX-28。其红外光谱分析表明4种单体均参与反应,热重分析显示其功能性基团开始降解温度为345℃。在淡水浆和复合盐水浆中评价了LX-28与同类产品的抗温抗盐降滤失性。结果显示,LX-28在淡水浆中抗温达220℃,抗盐至饱和,且滤失量降低率远高于同类产品;在复合盐水浆中抗温达200℃,滤失量降低率80.6%以上,优于同类产品。电镜扫描滤饼分析其微观形貌,揭示了LX-28的降滤失机理。     

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。     

MEGADRIL油基钻井液在南海西部高温高压气田的适用性研究

南海西部东方区域中深层高温高压气田开发钻井过程中下部地层使用水基钻井液钻井过程中容易出现井壁失稳、摩阻扭矩大的技术难题,严重影响作业时效。通过室内试验,从抑制性能、润滑性能、储层保护性能3个方面来评价MEGADRIL油基钻井液,并与现场水基钻井液进行性能对比,表明MEGADRIL油基钻井液更适用于下部地层的钻探。MEGADRIL油基钻井液在东方气田F7H井进行了现场应用,并在实施过程中针对性地强化了井壁稳定措施、降低摩阻扭矩措施和保护储层措施。现场应用表明,MEGADRIL油基钻井液高温稳定性、流变性、滤失性良好、抑制性强,随钻测量井径数据表明油基钻井液应用井段井壁稳定且井径扩大率低;润滑性良好,应用井段无卡钻事故;储层保护效果良好,F7H井实际投产产量达60×104 m3/d,达到配产要求的3倍,综合表皮系数为0。     

正交试验在钻井液配方研究中的应用——以大庆徐家围子地区为例

针对大庆徐家围子地区深层气体钻井转换为常规钻井时经常出现剥落掉块、划眼遇阻等井壁失稳问题，运用正交试验的方法对钻井液的配方进行优化设计，通过正交试验得到各种处理剂的最优加量。根据正交试验结果配制的钻井液流变性、滤失量等参数均符合要求，能够很好的起到降低滤失、稳定井壁的作用。     

基于活性泥岩的聚合物-聚胺钻井液室内研究

KL 9-1油田明化镇组发育大套泥岩,黏土矿物以高混层比的伊蒙混层为主,造浆性强,常规聚合物-氯化钾钻井液因抑制性不足而出现起下钻遇阻、井径缩径等现象。为提高钻井液抑制性,通过流变性试验、离心法膨胀试验、滚动回收率试验及高温高压膨胀试验优选出聚胺抑制剂SAC和大分子包被剂PAM,进而优化出一套聚合物-聚胺钻井液体系,其配方为:3%海水土浆+0.1%Na_2CO_3+0.3%PAM+0.5%降失水剂PANS+0.5%CMS+2%SMP-1+0.5%聚胺抑制剂SAC+0.5%石墨粉。性能测试结果表明,该钻井液泥岩滚动回收率高达93.3%,高温高压膨胀率仅为5.72%,抑制性能良好;高温高压滤失量为11.7mL,失水造壁性较好;流变性良好;污染后岩心渗透率恢复值大于80%,储层保护效果较好;其抑制性较前期使用的常规聚合物-氯化钾钻井液有显著提高,可以满足大套活性泥岩钻井作业需要。     

N-苯酰基-N-对硝基苯基硫脲荧光受体对阴离子的识别研究

利用荧光分析方法考察了荧光受体分子N-苯酰基-N-对硝基苯基硫脲与CH3COO-,HCO-3,H2PO-4 CO2-3,HSO-3,Br-,Cl-,SO2-4等阴离子的相互作用.结果显示该化合物对CO2-3具有较高的选择性识别能力,对不同阴离子的选择性从大到小依次为:CO2-3 ,HSO-3 , HCO-3 ,H2PO-4-, CH3COO- , Cl- , Br- , SO2-4.     

XX-1-B32超低压井钻井液技术研究与应用

超低压、多套压复杂井段结构的存在是影响老井改造和调整的难点.XX-1-B32井是位于南海北部湾海区的一口调整井,目的层涠洲组四段,该井属于压力衰竭储层,具有超低压、多套压力存在于同一井段的特点.为达到漏失预防与储层保护目的,基于地层特征参数与井段钻井风险分析,展开了钻井液室内优化试验研究,优选出了一套PDF-PLUS/KCl钻井液体系,并对其进行了性能评价.研究结果表明,该钻井液体系的流变性能稳定,高温高压失水量仅为8.2mL,26MPa压差下24h滤失量仅为10mL左右,XX-1油田岩心污染段截取0.5cm后渗透率恢复值达85％以上,其储层保护效果和封堵能力较好.该体系在XX-1-B32井进行了推广试用,现场反馈井眼净化效果好,渗透率恢复值高;最大井底压差高达35 MP a时未发生漏失,泥饼承压能力强.该钻井液体系的成功应用为北部湾实施类似超低压井钻井液技术提供了较好的指导意义.     

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。     

准噶尔盆地超深井钻井液体系的研究与应用

新疆准噶尔盆地达巴松凸起地层岩性复杂,地层压力体系多变,钻井过程中易发生喷、漏、塌、卡等复杂事故,钻井施工难度大,对钻井液性能要求高。针对地层复杂情况,室内研究出用胺基钻井液体系钻长裸眼二开井段,用有机盐钻井液体系钻高压高温三开和四开井段,并成功地在DT1井应用。室内研究和现场应用结果表明:该钻井液体系具有很好的流变性,滤失量小,泥饼质量好,润滑性好,抑制性强,抗污染能力强。现场应用时井壁稳定,没有出现高压地层井喷和裂缝地层井漏等问题,全井无井下复杂事故,各次完钻电测和下套管均一次成功。该井的试验成功为后续探井高效钻探奠定了良好的技术基础。     

中原油田油井水泥浆降滤失剂评价研究

阐述了油井水泥浆降滤失剂的作用机理,介绍了中原油田降滤失剂现状。利用降滤失剂评价方法,从不同角度对中原油田降滤失剂进行了评价,确定出了降滤失剂的加量范围,引入降滤失剂经济性能评价系数对降滤失剂进行了经济性评价,优选出了适用于中原油田现场使用的降滤失剂。     

不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能研究

为了成功的钻探高温超压复杂地层和满足环境保护的要求，研究使用低毒性、抗高温高密度的白油基钻井液体系是非常必要的。对不同老化温度、不同密度的白油基钻井液性能进行了研究，考查了白油基钻井液在不同密度条件下的抗温稳定性、电稳定性、流变性及高温高压滤失量等性能参数。研究表明，该白油基钻井液体系的流变性好且可调、电稳定性好、抗温能力强。