正电性钻井液在塔河油田的应用

介绍了正电性钻井液体系的性能特点。对其性能的评价结果表明,正电性钻井液具有很强的抗钻屑固相污染、抗NaCl及CaCl2污染能力;体系性能稳定,加重后钻井液不分层;具有优良的页岩抑制性;渗透率高、保护油层效果好;对储层岩心的伤害率在15％～18％,明显小于聚合物钻井液。在油田的试验及现场应用表明．正电性钻井液完全满足钻井施工要求,能有效提高钻井速度。     

复合盐饱和盐水钻井液在利97井中的应用

利97井是胜利油田布署的一口钻探盐下油气藏的重点探井,共钻遇3套盐膏层,盐膏层总厚度达600m,其井段岩性主要为盐膏岩、膏泥岩、纯盐岩及红色、灰色泥岩。根据该井地质特点和施工要求,配制复合盐饱和盐水钻井液体系,并进行热稳定性和抗污染性实验,在该井三开井段(2850～3915m)应用,取得良好效果。有效抑制了泥岩段地层黏土矿物的水化膨胀,钻井过程中无掉块,起下钻顺利;盐膏层钻井过程中,用Na2SO4控制钻井液中Ca2+含量,很好地控制了钻井液流变性和滤失量,减少了采用纯碱控制Ca2+含量对钻井液流变性造成的不利影响;用饱和盐水钻井液控制Cl-的浓度,使其一直处于饱和状态,钻井液未对井壁溶蚀,电测解释井眼相对规则;三开钻进、电测、完井及取心都非常顺利(盐膏层取心2次),表明复合盐饱和盐水钻井液体系适合该区块的钻井施工,值得推广应用。     

油包水钻井液研究与应用

与水基钻井液相比,由于油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和保护油气层等优点,成为钻遇深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的首选体系。油包水钻井液具有油基钻井液的优点。针对非常规油气藏及强水敏、易坍塌地层钻井的需要,研制了油包水钻井液,优化了钻井液配方:基液(油水体积比为8∶2)+3%主乳化剂+3%辅乳化剂+3%有机土+4%降滤失剂+3%的CaO+重晶石。室内评价结果表明,该油包水钻井液具有良好的流变性、悬浮稳定性、润滑性、乳液稳定性和抗污染能力。同时,完善了现场施工工艺,并在中原、新疆、西南等现场应用了7口井。应用证明,油包水钻井液稳定性好,破乳电压大于600V,抗污染、抗温能力强,遭受20%的水和岩屑污染后,钻井液性能稳定,易于维护处理;且钻井过程中井壁稳定,定向施工顺利,减少井下复杂,平均井径扩大率小于5%。该钻井液配制工艺简单,可以回收利用,满足页岩气水平井、易塌地层钻进的需要。     

川北阆中-南部地区大安寨段油气藏储层酸压改造技术及实践

川北阆中-南部地区大安寨段油气藏成藏模式以“自生自储”为主,总体上属于常温（74～80℃）、高压（原始地层压力系数〉1．3）、构造-岩性复合圈闭、薄层状、低丰度、无边（底）水碳酸盐岩裂缝性未饱和油藏或凝析气藏。由于大部分油气井地层压力下降快,地层压力梯度低,产量递减率高,限制了常规酸化压裂等增产措施的推广应用。本文针对大安寨油气藏的地质特征,并结合油气藏开采效果评价,提出了采用胶凝压裂酸化（酸压）技术改造储层的增产措施。通过室内试验得到了凝胶酸TC4—1的配方：20％（HCl）＋3．5％（CTl-9）＋1．0％（CTI-31＋1．0％（CT1-7）＋1．0％（CT5-9）＋1．0％（IV-93）。针对不同类型的储层,对酸压工艺进行了优化,并实施了加液氮酸化、压前预处理等配套措施。现场实施效果表明,研制的酸化配方及配套技术具有良好的适应性和显著的增产效果。     

废旧氢镍、镉镍电池正极材料回收中镍和钴、镁分离的萃取串级研究

设计了综合回收氢镍、镉镍电池正极材料中镍、钴并同时除镁的萃取流程。针对回收液进行了P507萃取分离镍钴、镍、镁的试验。有机相为20％P507＋80％煤油（以质量分数计），萃取平衡pH值为4．5～5．0时，平均分离系数β-Ni/Co达140～180，βNi/Mg达20-25；分2段分别洗涤镍和镁，将洗涤镍的平衡pH值控制在（5．0±O．1），洗涤镁的平衡pH值控制在（4．4±0．1），镁的去除率达到94．5％。镍的回收率为99．3％，钴的回收率为99．1％，镁的去除率为94．02％。将回收所得硫酸镍溶液和硫酸钴溶液浓缩结晶，可得到满足通用企业标准HG／T2824-1997中的一级电镀产品要求的产品。     

关于规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识

自上世纪70年代以来,我国钻井液技术逐步趋于成熟,与国外的差距日渐缩小。特别是近年来,围绕高温、高压地层以及强水敏地层、页岩气水平井的需要,在超高温钻井液、超高密度钻井液、页岩气水平井钻井液、油基钻井液等方面又有了新进展。但在钻井液处理剂和钻井液体系规范方面还存在问题,如在命名方面,钻井液处理剂任意编代号,随便起名字,钻井液体系缺乏主题和依据,有时仅仅加入了很小量的某种处理剂,就称"某钻井液体系";标准方面,因制定中缺乏实验和应用依据,多数行业标准系由企业标准转化而来,标准中缺少表征产品本质特征的项目及指标,通用性不强;加之高纯度、高质量产品推广受到价格限制,不同程度上制约了钻井液技术的发展。从钻井液处理剂和钻井液两方面提出规范思路。基于实验和分析认为,处理剂规范应从分类、命名、指标设置和实验方法等方面出发,以保证命名的科学性和标准的准确性与适用性。在钻井液体系方面,基于处理剂、标准、质量控制和钻井液性能间的关系,提出钻井液体系的命名原则,明确了钻井液技术规范、钻井液体系或工艺规范应包括的内容。     

基于变学习率BP模型的城市燃气短期负荷预测

建立了基于变学习率BP模型的城市燃气短期负荷神经网络预测模型。输入元为城市燃气短期负荷的五个影响因素：日期类型、天气类型、日最高气温、日最低气温、日平均气温。网络结构为5-6-1。输出元为燃气短期负荷。用VC＋＋编程，变学习率为0．3和0．7，经过19086次迭代，模型收敛，全局误差为0．00049999。数据对比分析发现相对误差在5％之内，说明该模型是准确有效的。     

国内超高温钻井液研究与应用进展

20世纪80年代以来,世界各国钻深井、超深井、复杂井的数量增加,对钻井液高温下的稳定性、滤失量和润滑性提出了更高要求,为满足超深井钻井技术发展需要,世界各国都在努力研制超高温钻井液处理剂和钻井液体系。国内超高温钻井液体系主要集中在水基钻井液方面,在油基钻井液和合成基钻井液方面开展的工作相对较少。油基钻井液和合成基钻井液是国外公认的解决高温问题的有效途径,可以有效解决深井高温井段钻井液稳定性问题,但油基钻井液和合成基钻井液成本高,并存在环境污染等突出问题,因此其推广受到限制。相对于油基钻井液,水基钻井液成本低,易于维护处理,通过采用抗高温处理剂,可满足井底温度超过220℃以上高温钻井的需要,从而得到广泛重视。从需求考虑,在重视水基钻井液研究的同时,也要重视油基钻井液和合成基钻井液。介绍了近期国内在超高温钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用方面取得的进展。     

国内钻井液及处理剂发展评述

国内开展钻井液研究与应用经历了起步、发展、完善和提高四个阶段。正是由于处理剂的发展,钻井液技术有了长足进步,钻井液由分散到不分散,到低固相、低或/和无黏土相钻井液发展过程中不断完善配套。不分散低固相聚合物钻井液、"三磺"钻井液、饱和盐水钻井液、聚磺钻井液、聚磺钾盐钻井液、两性离子聚合物钻井液、阳离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、氯化钙钻井液、有机盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液、胺基抑制钻井液、超高温钻井液、超高密度钻井液等一系列钻井液体系,解决了不同时期、不同阶段、不同地区和不同复杂地质条件下的安全快速钻井难题。围绕井壁稳定、防漏堵漏机理和方法的研究成果的应用,有效减少了井下复杂的发生,保证了钻井质量。今后需要针对复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井,以及页岩气水平井钻井的需要,从抗温、井壁稳定、润滑、防卡等方面,研究关键处理剂,实现处理剂系列化;减少关键处理剂在生产、流通及其他环节的浪费,提高产品质量;减少钻井液处理剂品种;在保证钻井液性能满足需要的前提下,尽可能降低钻井液处理剂用量;科学的选择和使用钻井液,重视油基钻井液的应用及技术水平的提高;并围绕绿色环保、抗高温抗盐的目标,开发高性能钻井液处理剂,建立钻井液及其处理剂的毒性检测评价手段,促进钻井液技术进步。     

抑制性水基泥浆研究进展——能否代替油基泥浆

文章描述了高性能水基钻井液的体系设计和改进，指出了胺抑制剂的抑制性能。同等重要的是，将室内实验得到了抑制性体系性能与目前使用的抑制剂体系相互关系。 长期以来，用反相乳化钻井液钻进水敏性页岩地层取得了很好的效果。在钻井工业中，研制高抑制性的水基泥浆是其主要的技术目标，基于胺化学的抑制性水基泥浆的改进在达到这个目标有一定的效果，在服务公司和油公司胺基钻井液获得了青睐． 但是，对于抑制高水敏性页岩的水化这些钻井液并不是完全有效的，特别是钻遇高复杂性和高活性页岩地层时它的缺点就更是相当明显。记住，研制一种高抑制性水基钻井液体系它要具有油基钻井液的性能特征。 研制这种新型的高抑制性水基钻井液（HPWBM）由以下组分组成：用于抑制页岩的聚合胺页岩添加剂，两性聚合页岩封装物（encapsulator），高性能润滑／抗粘着添加剂以及一种特别的用于处理钻井液降滤失剂。这种新型的HPWBM在室内实验其性能像油基泥浆，也像在补偿井中钻遇很复杂和高活性页岩地层时用反相乳化钻井液（OBM）。     

钻井液用两性离子P(AM-AMPS-DAC)共聚物反相乳液的制备与性能评价

作为钻井液处理剂,反相乳液聚合物与粉状聚合物相比,能够减少聚合物在烘干、粉碎过程中由于降解、交联等反应造成的不利影响,产品可以直接加入钻井液并快速分散,在达到同样效果的前提下,可减少用量,降低钻井液处理费用,且更容易实现绿色环保生产。以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料,采用氧化还原引发剂体系,通过反相乳液聚合,制备了两性离子P(AM-AMPS-DAC)反相乳液聚合物。研究了复合乳化剂的HLB、乳化剂用量、引发剂用量、油水体积比、AMPS和DAC用量对共聚物的水溶液表观黏度及所处理钻井液的流变性和滤失量的影响,测定了聚合物的红外光谱和TG曲线。结果表明,当油水体积比为1.0,单体质量分数为30%,复合乳化剂质量分数为5%~6%,复合乳化剂HLB值为7.1,引发剂用量为0.2%,n(AM)∶n(AMPS)∶n(DAC)=0.59∶0.35∶0.06时,能够制得热稳定性好的反相乳液聚合物,且在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基浆中具有较好的增黏、降滤失能力,抗温、抗盐能力强,同时具有较强的润滑和防塌能力。     

含磷共聚物钻井液降黏剂合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和含磷化合物共聚合成了抗220℃高温的钻井液降黏剂,对含磷化合物用量、引发剂(过硫酸铵)用量和滴加温度等对钻井液降黏剂特性黏度和降黏率的影响进行了考察。结果显示,钻井液降黏剂的最佳合成条件为:含磷单体用量为反应单体总质量的6%,过硫酸铵用量为反应单体总质量的2%,滴加溶液温度为55℃。利用红外光谱(IR)对钻井液降黏剂进行了表征,并借助热分析考察了钻井液降黏剂的热稳定性,同时对其在泥浆中的降黏性能进行了室内评价。研究结果表明:研制的钻井液降黏剂可以显著降低泥浆的黏度和切力,加入0.5%降黏剂的淡水基浆,高温降黏率可以达到91.4%;具有较好的抗盐、抗钙性能,在饱和盐水泥浆和含钙泥浆中也具有很好的降黏作用和分散作用;具有较好的热稳定性。     

国内水基钻井液降滤失剂研究现状

降滤失剂是保证钻井液性能稳定的重要处理剂,主要分为天然/天然改性高分子化合物、合成类聚合物两大类.分别对腐殖酸、纤维素、木质素、淀粉类、酚醛树脂类和乙烯基类合成聚合物降滤失剂的成分、使用条件和改性处理进行介绍,重点对含2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的合成聚合物降滤失剂研究现状进行分析.为提高天然改性产品的使用性能,常用磺化或者通过与其他单体进行接枝共聚的方法进行改性,但这些研究仍不能满足复杂条件下钻井液性能维护处理的需要.由于AMPS单体可以方便地向体系内引入强水化基团磺酸基,因此合成类降滤失剂常采用AMPS与其他一种或者几种单体共聚来制备.但受单体种类多、聚合物结构复杂、相对分子质量多变等条件的限制,聚合物的结构与性能的对应关系研究较少,加之聚合物单体价格较贵、合成条件要求复杂,AMPS类合成聚合物多局限于室内实验,现场应用的产品较少.降滤失剂的开发重点应放在研究聚合物结构和降滤失性能的对应关系、开发新型单体、提高聚合物的耐温抗盐能力、兼顾环境友好和形成工业化生产能力等方面,并注意助剂之间的复配使用,进一步提高性价比.     

可循环微泡沫钻井液的性能评价与应用

可循环微泡沫钻井液是由水、固相颗粒(黏土)、表面活性剂(发泡剂)、增黏剂、降滤失剂等制成的一种气、液、固三相分散的胶体体系。室内评价实验结果表明,可循环微泡沫钻井液抗温高达135℃,在NaCl浓度高达10%时仍保持良好的流变性,具有较强的抑制性和良好的防漏失性能。由于其所含的表面活性剂产生泡沫,具有一定的疏水特性,在井内循环过程中,在井壁表面形成稳定的疏水屏障,阻碍自由水向地层的流动,使之不易润湿及渗入裸露的井壁,减少了滤液对泥页岩地层的水化膨胀作用;泡沫钻井液与抑制剂及井壁稳定剂适量添加混合,可有效提高钻井液的防塌效果。室内评价试验确定了可循环微泡沫钻井液使用配方:4%膨润土浆+0.3%Na2CO3+0.5%WP-1+0.3%WDJ-1+0.4%CPS-2000+0.3%FP-1。中原油田4口井和科索1井的现场应用表明,该钻井液可满足中原油田中生界低压、低渗地层和北京中元古界蓟县系雾迷山组海泡石易膨胀、溶解地层、气穴发育地层的欠平衡钻进要求。     

一种可替代甲酸盐钻井液的改型甲酸盐钻井液的应用研究

辽河油田潜山井段钻井过程中存在严重的井漏问题,个别井漏失近2000m3,造成高成本甲酸盐钻井液的极大浪费。为节省钻井投资,达到资源循环利用的目的,采用玉米生化法制乙二醇、丙二醇的副产物开展可替代甲酸盐钻井液的改型甲酸盐钻井液的研究与推广应用工作。通过基浆的配制以及流型调节剂、提黏剂、降滤失剂、润滑剂、暂堵剂的选择与加量等相关评价实验研究,最终确定改型甲酸盐钻井液基本配方为:自来水+50%改型甲酸盐+0.2%XC+0.3%PAC+0.7%SMP-Ⅱ+0.7%KH-931+2.5%石墨+3%超低渗透剂。通过室内评价,形成了电阻率0.86Ω·m、润滑系数0.048、腐蚀速率0.000387mm/a、抗土粉污染能力好、成本相对较低的改型甲酸盐钻井液体系。现场应用结果表明,本研究所获得的改型甲酸盐钻井液能够满足潜山油藏钻井施工需要,单井节约钻井成本38.4万元。     

An Experimental Investigation on the Chemical Stability of Selected Formation and Determination of the Proper Type of Water-Base Drilling Fluids. Part 2. Test Results

The objective of this study was to select the proper drilling fluid type and composition for drilling stable holes through the problems of the selected formations. This study was performed on shale samples taken from 10 wells in which hole instability was encountered to various extents during drilling the Germav formation. Both ionic and polymer inhibitions were utilized in formulating the proper drilling for the Germav formation. Ionic inhibition was obtained using KCl and NaCl. Polyanionic polymer (Pac-L) was used for providing the polymer encapsulation. Experimental results indicated that KCl is superior to NaCl in providing ionic inhibition. Both salts lowered the interaction between the drilling fluid and Germav formation, but better results were obtained with KCl. Minimum salt concentration up to 15% yields more inhibitive environment. Polymer inhibition tests indicated that minimum Pac-L concentration required for maintaining the polymer inhibition was about 2 lb/bbl for both systems. In conclusion, KCl/encapsulating polymer system seems to be the most proper water: base drilling fluid available for Germav formation achieving the required wellbore stability. The fluid loss and suspending properties of the proposed system must be controlled using the modified starch and XC polymer.     

页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则

我国页岩气资源勘探开发已全面铺开。针对页岩气的成藏特征,页岩气开发以浅层大位移井、丛式水平井布井为主。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,长水平段钻井中不仅易发生井漏、垮塌、缩径等问题,且由于水平段较长,还会带来摩阻、携岩及地层污染问题,从而增大了产生井下复杂情况的几率。解决井壁稳定、降阻减摩和岩屑床清除等问题是目前页岩气水平井钻井液选择和设计的关键。选择页岩气水平井钻井液的原则是确保井壁稳定、润滑、防卡和井眼清洗。油基钻井液可提高水润湿性页岩的毛细管压力,防止钻井液对页岩的侵入,从而有效保持井壁稳定,同时还具有良好的润滑、防卡和降阻作用,是国内外目前采用最多的钻井液体系。当采用水基钻井液的时,利用低活性高矿化度聚合物钻井液或CaCl2钻井液以降低页岩和钻井液相互作用的总压力;采用浓甲酸钾、Al3+盐,可以通过脱水、孔隙压力降低和影响近井壁区域化学变化的协同作用产生良好的井眼稳定作用;对于有裂隙、裂缝或层理发育的高渗透性页岩应使用有效的封堵剂进行封堵;但对于强水敏性页岩地层,水基钻井液在抑制性方面仍然存在局限性。从环境保护的角度出发,甲基葡糖苷钻井液在井壁稳定机理方面与油基钻井液相似,未来可望作为有效的钻井液体系之一。随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发,为了满足安全钻井和环境保护的需要,未来页岩气水平井钻井液技术的研究应围绕高效、低成本水基钻井液和低毒油基钻井液来展开。