环保型高性能水基钻井液体系研究

采用聚胺抑制剂、复合甲酸盐与强包被抑制剂聚合物剂乳液协同提高钻井液的抑制性,采用复配铵盐、技术级低粘羧甲基纤维素、多元共聚聚合物为降滤失剂,采用高级脂肪醇树脂经水溶性加工形成的白沥青为封堵剂,选用生物聚合物作提切剂,选用植物油改性制得的润滑剂增强体系的润滑性,据此形成的环保型高性能水基钻井液体系生物毒性检测达到无毒标准,具有抑制性强、润滑性好,流变性与触变性优良,能满足大位移水平井安全钻井施工需求。     

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普通的聚合物钻井液在现场应用过程中暴露出一些问题，如在强造浆泥页岩地层时，常表现出抑制性不够强，钻井液的粘度与切力上升快，造浆严重，需要大量排放钻井液，增强聚合物钻井液抑制性时会显著影响流变性与造壁性，钻井液的静结构力强与形成的滤饼质量差等一系列问题。由此导致了新型两性离子聚合物钻井液的产生，由于两性离子聚合物分子结构中含有在粘土表面产生强吸附力的阳离子、非离子基团，在钻井液中表现出较强的抑制性、较好的流变性，使降滤失性调节与抑制性削弱的矛盾得以解决。通过对钻井液体系中的增粘剂、降粘剂及抗盐性降滤失剂的优化，筛选出了增粘与降粘效果好、抗盐性能好的两性离子聚合物，研制了两性离子钻井液体系PL的最佳配方：4%土浆+0.2%FA-367+ 0.2%XY-27+ 1.5%JT888-2+1.5%FT-1，实验结果表明：研制的两性离子钻井液体系PL具有较好的流变性与抑制性，能够满足钻井作业的顺利进行。     

钻井液触变性评价方法的合理性探索

目前评价钻井液触变性的方法有静切力法、浮筒切力计法、滞后环法、滞后总能量法以及储能摸量法，它们都或多或少地存在着一定的局限性。选用聚磺、聚合物以及三磺钻井液体系，通过实验验证了目前通用的评价钻井液触变性的方法——静切力法的合理性，考察了热历史和静置时间对钻井液静切力的影响。研究结果表明：钻井液体系经热处理后，其静切力都有不同程度的降低，并在钻井液结构恢复的过程中保持这一特性，但最终的啦变性变化不大。单从触变性这一角度出发，钻井液受热历史的影响不大；在40min以内随静置时问的延长，3种钻井液体系的静切力一直增加，且还有进一步增大的趋势，在静切力曲线上有两个急剧增加的阶段，第二个急剧增加阶段一般出现在10min之后，因此10min时的静切力无法真实地反映钻井液最终切力的大小，现行静切力法不能真实地评价钻井液的触变性。     

无毒环保型高性能水基钻井液室内研究

由于油基钻井液存在使用成本高、环保处理难度大等弊端,使用水基钻井液替代油基钻井液已成为大势所趋。针对页岩地层对钻井液性能的要求,以无氯、无重金属离子、无黑色材料等环保指标为基本原则,优选了胺基聚醇和乳液大分子作为环保型高性能水基钻井液的包被抑制主剂,配合甲酸钾进一步提高体系的抑制性,并通过高效封堵剂提高体系对页岩地层纳微米孔缝的封堵能力,构建了无毒环保型高性能水基钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液在密度为1.22~2.18 g/cm3范围内均具有优良的流变性及滤失造壁性能,该体系静置24 h后上下密度差为0.03~0.06 g/cm3,沉降指数低于0.508,悬浮稳定性好,触变性高,钻井液样品API泥饼黏滞系数最低达到0.026 2,润滑性能好,并兼具较强的抑制性和抗岩屑污染性能,5.0%及8.0%英国评价土或古巴VDW**井岩屑污染前后的塑性黏度、动切力、静切力的变化率均控制在25%左右,能够满足不同压力系统页岩地层钻井的需要。      

AMPS聚合物及钻井液体系研究与应用

介绍了AMPS聚合物的合成,评价和现场应用情况,室内试验结果表明,MPS聚合物热稳定性好,降滤失能力,抑制性和抗温抗盐能力强,防塌效果好,AMPS聚合物及钻井液体系在现场应用表明：该体系在应用中粘切容易控制,钻井液费用低,维护简单。     

钻井液用黏弹性聚合物MVPP的室内合成及性能评价

疏水性聚合物是一种特殊的新型黏弹性聚合物,其水溶液的力学行为介于弹性固体和黏性液体之间。由于疏水基团的疏水作用以及静电、氢键或范德华力作用而在分子间自动产生可逆性的巨大的三维立体网状结构,致使溶液具有较强的剪切稀释性。在确定室内合成工艺条件、技术参数的基础上,对自制的黏弹性聚合物MVPP进行了室内性能评价实验,并与膨润土和国内外同类聚合物进行了性能对比。结果表明,黏弹性聚合物具有优良的综合性能:高的黏度、切力值,优良的黏弹性、抗盐抗温性、剪切稀释性、抑制性和降滤失能力;其抗温性远高于国内外同类处理剂,单剂水溶液能抗100℃高温,抗NaCl和CaCl2的饱和盐水,具有比膨润土和国内外同类处理剂更加优良的增黏提切的能力,可用其代替或部分代替膨润土,用以配制抗高温抗盐低/无固相钻井液。     

强抑制性硅磺聚合物钻井液体系研究

随着页岩气等非常规油气藏勘探开发力度的加大,越来越需要一种抑制性强、配伍性好、成本低、化学与生物毒性低的水基钻井液。通过室内试验,综合评价了复合硅酸盐与不同钻井液处理剂的配伍性,优选出了硅磺聚合物强抑制钻井液盐水和淡水基本配方,与其他强抑制钻井液体系的对比评价实验表明,该强抑制性硅磺聚合物钻井液抗温达150℃,抗盐达饱和,有较好的抗钙、镁离子污染和黏土污染的能力,具有较好的防塌效果,有利于维持井壁稳定。同时,该体系钻井液在现场配制工艺简单,成本较低,当根据需要调整到合理的设计性能后,体系具有很好的流变性,钻井液性能稳定,维护简便,携砂能力好,有利于井眼清洁,具有广泛的应用前景。     

正电性钻井液在塔河油田的应用

针对塔河油田盐膏层、易塌地层的井壁稳定问题,使用了正电性钻井液,该体系以阳离子聚合物、乳化石蜡与有机硅醇抑制剂为主剂.室内研究表明,正电性钻井液具有优良的页岩抑制性和极强的抗盐、抗钙与抗温能力,体系稳定性能好,抗温达150℃以上,页岩回收率达90%以上,具有较好的油气层保护效果.在塔河油田的现场应用表明,正电性钻井液与其它处理剂配伍性好,具有良好的包被抑制性、防垮塌能力、润滑性和优良的抗污染能力;在钻井施工过程中,钻井液性能稳定,有效地解决了井壁稳定问题,提高了钻井速度,取得了理想的应用效果.     

聚合物钻井液降粘剂（CT3－1O）的研制

ＣＴ３－１０是一种新型的聚合物钻井液降粘剂．它是采用爆聚工艺合成的低分子量两性离子聚合物。经室内评价和现场投井试验表明：它对不同密度的聚合物钻井液及其它类型的钻井液均有良好的降粘效果,同时对钻井液体系的抑制性又有明显增加,较好地解决了聚合物钻井液抑制性与造浆性的矛盾。该产品已具备工业生产条件,有良好的推广应用前景。     

聚合物钻井液降粘剂（CT3—10）的研制

ＣＴ３－１０是一种新型的聚合物钻井液降粘剂。它是采用爆聚工艺合成的低分子量两性离子聚合物。经室内评价和现场投井试验表明：它对不同密度的聚合物钻井液及其它类型的钻井液均有良好的降粘效果,同时对钻井液体系的抑制性又有明显增加,较好地解决了聚合物钻井液抑制性与造浆性的矛盾。该产品已具备工业生产条件,有良好的推广应用前景。     

氯化钙/聚合物钻井液体系室内研究

氯化钙／聚合物钻井液是一种钙含量高、抑制性强、密度高的新型钻井液．适用于高活性泥页岩地层。对氯化钙的抑制性进行了研究。对氯化钙／聚合物钻井液配方进行了优选。该钻井液必须选用抗温抗钙性能好的聚合物．配制难点在于其高温稳定性和滤失性问题．pH值应控制在9～10之间。评价了氯化钙／聚合物钻井液的性能、抑制性、固相颗粒粒度分布以及保护油层性能。试验表明．该体系具有很强的页岩抑制性；具有良好的流变性、降滤失性和抗温能力(达150℃)；亚微颗粒含量少．能显著提高机械钻速；岩心渗透率恢复值高(96．2％)．有利于保护油气层。     

新型改性聚胺聚合物钻井液体系室内研究

通过对聚胺理化性能的比较分析,在传统的聚合物钻井液中加入UAE聚胺进行抑制性改性,建立了聚胺聚合物钻井液体系,并对该体系进行了常规性能评价。研究表明,经过聚胺优化改进后的聚合物钻井液体系具有更加优良的抑制性能和更好的流变性能和抗污染性能,生物毒性低、生物降解性好,适宜于在高水敏、高造浆及高压和易污染地层使用。     

新型改性聚胺聚合物钻井液体系室内研究

聚胺的加入可以有效降低钻井液的滤失,改善钻井液的流变性能。通过对聚胺理化性能的比较分析,在传统的聚合物钻井液中加入UAE聚胺进行抑制性改进,建立了聚胺聚合物钻井液体系,并对该体系进行了常规性能评价。研究表明,经过聚胺优化改进后的聚合物钻井液体系具有更加优良的抑制性能和更好的流变性能、滤失性能和抗污染性能。该体系生物毒性低,生物降解性好,适宜于在高水敏、高造浆及高压和易污染地层使用。     

新型改性聚胺聚合物钻井液体系室内研究

聚胺的加入可以有效降低钻井液的滤失,改善钻井液的流变性能。本文通过对聚胺理化性能的比较分析,在传统的聚合物钻井液中加入UAE聚胺进行抑制性改进,建立了聚胺聚合物钻井液体系,并对该体系进行了常规性能评价。研究表明,经过聚胺优化改进后的聚合物钻井液体系具有更加优良的抑制性能和更好的流变性能、滤失性能和抗污染性能、生物毒性低、生物降解性好,适宜于在高水敏、高造浆及高压和易污染地层使用。     

正电性钻井液完井液体系油气层保护性能研究

以改性的正电性土、聚合物和呈正电性的钻井液处理剂为主剂,研制开发了完全呈正电性的钻井液体系.即:(0.3%～0.5%)流型调节剂B (1.5%～2.5%)降滤失剂A (3%～5%)改性固相 (1.5%～3.0%)正电性处理剂 水.室内实验和现场应用表明,该体系具有良好的抗温、抗污染能力和优良的页岩抑制性,能有效地防止粘土的膨胀、分散、运移;在室温和高温下抗土污染能力好,粘度和切力保持基本不变,保护油气层效果明显,平均渗透率恢复值达到90.5%.     

KCl/NaCl/CPI复合盐阳离子聚合物钻井液在南海大斜度井段中的应用

为改善南海东部惠州25-8油田大斜度井因泥岩水化造浆而引起的井壁失稳和钻井液增稠影响携砂的问题,在现有成熟PLUS/KCl钻井液的基础上开展复合盐阳离子聚合物钻井液研究,对钻井液配方进行了优化,评价了优化后钻井液的流变性、抑制性、封堵性和润滑性,并在惠州油田进行了现场应用。结果表明,复合盐阳离子聚合物钻井液配方中,无机盐类抑制剂KCl和NaCl的适宜加量为3%和12%、有机阳离子聚合物抑制剂PF-CPI适宜的加量为2.0%。该钻井液抑制性强,防膨率高达93.32%,钻屑回收率87.56%;受到钻屑侵污后的钻井液流变性能波动小,仍具有较低的黏度和合适的切力,有利于大斜度井携砂;封堵性和润滑性均优于PLUS/KCl钻井液体系。现场应用2口井,钻井液流变性良好,平均起下钻速度提高,钻井过程顺利,无复杂情况发生。复合盐阳离子聚合物钻井液可改善南海大斜度井起下钻阻卡的问题。     

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。     

HPS／CMC复合钻井液流变性和触变性研究

羧甲基纤维素钠盐（CMC）作为降滤失剂和降失水剂被广泛应用于钻井工业中。将CMC和羟丙基淀粉（HPS）复合成混合钻井液体系,通过改变HPS和CMC的复合比例和体系的温度,测试出复合钻井液体系的流变参数——表观黏度（AV）、塑性黏度（PV）和动切力（YP）,并应用幂律模式方程对相关实验数据进行回归拟合,以此分析HPS／CMC复合钻井液体系的流变性和触变性。通过实验分析得出,CMC的增黏效果比HPS强,随着复合钻井液体系中CMC含量的增加,复合钻井液体系的稠度变大,AV、PV、YP均增大。随着每种钻井液体系测试温度的升高,HPS钻井液体系的触变性降低,CMC钻井液体系的触变性增大,而HPS／CMC复合钻井液体系的触变性略有下降。HPS／CMC复合钻井液体系的触变性随HPS和CMC复合比的变化没有呈现出明显的变化趋势。     

钻井液用主聚物CT3—12的研究与应用

叙述了钻井液用主聚物ＣＴＳ－１２的室内研究、中试生产及现场试验内容。ＣＴＥ－１２是一处以阴离子单体、阳离子单体及非离子单体聚合生成的两性离子聚合物,由ＣＴ３－１２配制的钻井液具有抑制性强、流变性能优良等特点。     

腰英台地区井壁稳定技术研究与应用

为了有效解决腰英台、乾安、长岭地区嫩江组、姚家组、青山口组等地层的井壁稳定问题，通过分析3个地区地层特点、施工情况，优选了有机硅腐钾聚合物防塌钻井液体系、优选钻具组合和钻井液流变参数，利用有机硅腐钾聚合物钻井液体系较强的封堵能力和抑制性能有效解决了腰英台、乾安、长岭地区井壁易失稳的问题，并达到了提高钻速，缩短钻井周期，降低钻井成本的目的。