牙轮钻头滑动轴承润滑脂的实验研究

以提高牙轮钻头滑动轴承寿命为目的,对复合钙基脂的流变性能进行了实验测试,结果表明复合钙基脂在高温时的流变性能符合Bingham塑性流变模式;以此为基础计算了滑动轴承的油膜厚度,判断出滑动轴承的润滑状态为混合摩擦;并分析了油膜厚度与润滑脂流变性能之间的关系。认为:提高复合钙基脂在高温条件下的粘度,改善其粘温特性是提高润滑效果,延长滑动轴承寿命的有效途径。     

梳型温敏聚合物对无固相水基钻井液高温流变性的调控

针对现有聚合物增黏剂存在高温降黏缺陷,不能有效调控无固相水基钻井液高温流变性能的难题,采用自由基胶束聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/新型温敏单体(MVC)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)梳型温敏聚合物(TSP-Comb)。采用红外光谱、核磁氢谱和凝胶渗透色谱等表征和测定了TSP-Comb的分子结构和重均分子量,采用热重分析和环境扫描电镜分别测定了TSP-Comb分子链的热稳定性和微观结构,采用流变仪和可见分光光度计研究了TSP-Comb的温度响应特性,并研究了TSP-Comb对无固相水基钻井液高温流变性能的调控效果。研究结果表明,TSP-Comb溶液在90～180℃范围内具有优良的高温增稠特性和较高的相变温度(高于60℃),相比较于线性温敏聚合物,TSP-Comb在高温流变稳定性和相变温度提升方面均有明显改善;TSP-Comb的高温增稠特性有助于改善无固相钻井液的高温流变性能,基于TSP-Comb构建的无固相钻井液的表观黏度、塑性黏度、动切力等流变参数在90～180℃较宽温度范围内的变化率小于25%,TSP-Comb显著提高了无固相钻井液的高温流变稳定性,为无固相水基钻...     

钻井液高温流变性能测试仪器与测试方法

高温深井钻井,井下钻井液高温流变性能好坏直接关系到井眼的安全和钻井的成败,但六速黏度计无法测试钻井液在井底随着温度、压力、剪切速率、时间等参数的变化,流变性能是如何变化的,通过高温高压流变仪评价钻井液的流变和抗温性能是一种科学而有效的评价手段。为模拟井下实际钻井液性能,建立了低剪切速率黏度测试、高温下黏度损失率测试、钻井液动态循环和静置时黏度随时间变化的测试方法,表征了钻井液的携岩性能、抗温流变性能、钻井液循环和静置条件下的高温热稳定性能,反映出了井下真实流变性能。在埕探1井进行了现场试验,说明该测试方法可以为现场工程师分析判断钻井液在井下高温下的性能能否为钻井施工提供实验数据,为高温钻井液体系优化设计、处理剂研发和应用提供科学可靠实验方法,并极大程度上弥补用六速黏度计测试钻井液流变性能的不足和缺陷。      

超高温水基钻井液的室内研究

为了满足当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要,研制了一种抗温达240℃的超高温水基钻井液,其主要以新研制出的抗高温增黏护胶剂MG-H来控制流变性能,并选用了合成聚合物类降滤失剂SHTR和高温成膜封堵剂HOSEAL等其他配伍性添加剂.室内实验结果表明,该钻井液抗温性能好,稳定性高,在经过240℃高温老化之后,仍能保持稳定的流变性能和滤失性能,且流变性能变化较小;具有较好的抑制性和抗污染能力;密度和温度适用范围广,适合于各种类型的高温高压井的钻井作业.     

一种水基抗温钻井液的高温流变性研究

钻井液的高温流变性对于深井、超深井快速、安全地钻进具有重要影响,而高温老化冷却后测定的钻井液流变性能并不能代表高温条件下的流变性能。因此采用Fann50SL型高温高压流变仪对抗高温水基钻井液体系的高温流变性进行了研究,求得其流变参数,最高实验温度达到了220℃。综合考察了温度、密度、聚合醇、聚合物和盐等因素对钻井液体系流变性的影响。结果表明,塑性黏度与温度间遵从二次函数关系,温度升高,塑性黏度呈指数规律下降,且体系的密度越大,受温度的影响越大;在低温段(~150℃)加入聚合醇和聚合物会对体系流变性产生明显影响,高温段(150~220℃)影响较小;盐对高密度钻井液体系流变性的影响明显大于低密度钻井液体系。该研究可为现场施工中钻井液体系流变性的调控提供指导。     

凹凸棒土悬浮液高温流变特性初步探究

凹凸棒土（ATP）适于配制盐水钻井液，其流变性研究主要集中在常温条件下，而高温流变特性的研究尚未见诸文献。文中就ATP加量、测试温度、氯化钠、抗高温聚合物等因素对ATP高温流变性的影响进行了充分的试验，并就其流变模式进行了拟合与优选。结果表明：1)ATP悬浮液黏度随自身加量增加而升高，随测试温度升高而降低，温度高于190℃且加量低于6%时，加量对黏度的影响不显著；2）相比于赫巴模式与卡森模式，宾汉模式更适于对凹凸棒土190℃以上的流变特性进行表征；3）氯化钠与抗高温聚合物对凹凸棒土悬浮液高温下黏度的保持均具有一定的促进作用，在160～190℃范围内使得其悬浮液黏度有所提升，加量越高，发生提升现象对应的温度值越低。上述结果对于凹凸棒土抗高温钻井液的配制及其在高温下流变特性的变化规律探究具有一定的理论意义。     

用于分散型泥浆高温流变控制的锆添加剂

本论文介绍了一种低毒性的新型锆基流变控制添加剂，它对于高温条件下延长含铬膨润土泥浆的流变稳定性极为有效。在实验室及井场条件下150～200℃之间做的泥浆老化试验结果揭示了该添加剂在膨润土泥浆中的流变稳定性。对解决环保问题以及现有膨润土泥浆有限的流变稳定性来说，选择用锆添加剂配制的低成本钻井液是很具吸引力的。     

抗高温油基钻井液的研究

油包水钻井液在抗高温、稳定井壁、油气层保护方面具有明显优势。研制了一套抗高温油基钻井液体系,该体系在经过220℃高温老化之后,具有较好的流变性能、降滤失性能、强的抑制性能和抗污染能力,密度调节范围广。     

水基钻井液高温流变特性研究

在深井钻井中,钻井液流变性受温度的影响大。通过研究温度时钻井液流变性的影响,对深井安全钻井具有重要意义。使用RS6000型高温高压流变仪对抗高温水基钻井液的流变性能进行了测定,分别运用宾汉、幂律、卡森、H-B和罗-斯模式对实验数据进行回归分析处理,为优选描述钻井液高温流变特性的流变模式提供依据。回归分析表明：在高温高压条件下,罗-斯模式相关性最好,宾汉模式次之,幂律模式最差。同时,研究了温度对表观黏度的影响,建立了预测井下高温条件下钻井液表观黏度的数学模型,为深井安全钻井提供参考。     

超高温(240℃)水基钻井液体系研究

针对中国目前高温深井钻井的需求，研制出了一种新型抗高温水基钻井液体系，抗温可达240℃。该体系主要由抗高温保护剂、高温降滤失剂、封堵剂、增粘剂等组成。抗高温保护剂GBH可以大幅度提高磺化聚合物的抗高温降滤失性能、高温稳定性能及钻井液体系的整体抗温性能。评价了新型抗高温水基钻井液体系在高温下的高温稳定性、高温高压降滤失性能、流变性能、抑制性能和抗钻屑污染性能。实验结果表明，该抗高温水基钻井液体系各种密度配方在240℃温度下均具有良好的高温稳定性，高温高压滤失量低，并具有良好的流变性能、抑制性能和抗钻屑污染性能。     

高密度水基钻井液高温高压流变性研究

高密度水基钻井液属于较稠的胶体-悬浮体分散体系,固相含量大,固相颗粒分散程度高,自由水量少,在深井高温高压条件下流变性容易失控。以室内研制的抗高温高密度淡水基和盐水基钻井液为基础,采用Fann50SL高温高压流变仪对钻井液在不同温度下的流变性进行了测试。结果表明,温度是影响高密度水基钻井液流变性的主要因素。随着温度升高,淡水基钻井液的表观黏度和塑性黏度都出现降低趋势;而盐水基钻井液的塑性黏度在150℃达到最低值,然后升高,表观黏度呈降低趋势。利用测试数据,运用宾汉、幂律、卡森和赫 巴4种流变模式进行线性拟合发现,无论是淡水基还是盐水基钻井液,赫-巴模式最佳,幂律模式最差。建立了预测淡水基钻井液表观黏度与温度、压力关系的数学模型,实测数据验证表明,该模型可以应用于生产实际。     

高温过热器的寿命管理

高温过热器长期在高温烟气和高温高压蒸汽的恶劣环境下工作,很容易失效。影响高温过热器使用寿命的因素很多,文章以某电厂DG220/9.8-10锅炉高温过热器管为例,仅从飞灰磨损、高温腐蚀和超温运行方面分析高温过热器失效的机理,并提出相应的防治措施,这对减少高温过热器的事故频率,延长其使用寿命具有十分重要的意义。     

高温构件最优预防维修策略及维修周期

高温构件的寿命预测和预防维修一直是众所关注的问题。用高温构件寿命的概率计算方法 ,得到了高温构件寿命与可靠性的关系 ,为高温构件的预防维修策略提供了依据。将预防维修理论用于高温构件最优预防维修策略及维修周期的研究 ,解决了高温构件在定期预防维修和定期计划维修方针下 ,按费用最低原则确定最优预防维修周期的问题 ,提出定期预防维修适宜于高温构件的预防维修。     

新型高温高密度盐水钻井液研究

针对中国高温高密度盐水钻井液普遍存在的"使用处理剂种类过多,加量过大,钻井液老化后HTHP造壁性和流变性难以控制,配制成本和维护成本居高不下"的难题,分析长期攻关而至今没能很好解决的原因,在此基础上提出了"以利用钻井液中处理剂高温交联作用为基础,结合使用优化重晶石级配以解决高密度钻井液黏度高、HTHP失水量大、且性能很难调控的难题,综合形成了高温高密度盐水钻井液研究"新的技术路线,并由此研发出性能好（HTHP失水量低,流变性良好……）而处理剂种类少（共4种）、总用量大幅度降低（仅为现用量的1/2~1/3）的高温高密度盐水钻井液体系,而且具有高温条件下使用性能越来越好,性能维护方便的潜力和趋势,为有效解决中国高温高密度盐水钻井液多年未能很好解决的技术难题,提供一条可行的途径。      

南堡潜山油气层钻井完井液技术

冀东油田南堡潜山油气藏埋藏深(4000~5600 m),地温梯度大(4.22°/100 m),井底最高温度为223℃,地层压力系数低,为0.96,储层微裂缝发育,气油比大。为满足其储层保护和安全生产的需要,研究了抗220℃高温低密度低固相钻井液和抗170℃高温冻胶阀技术。抗高温低密度低固相钻井液选择2种四元共聚物分别作抗高温增黏剂和抗高温降滤失剂,并配合使用SMP和SPNH以及耐温封堵剂FT3000,抗高温水包油钻井液由研制的抗温能力强、抗盐能力好的HWZR和HWFR乳化剂,优选出的增黏剂HVF-H和抗高温降滤失剂HWFL-H与HVS-H等组成,2套体系在220℃老化48 h性能良好,可满足井眼清洁的需要,使用密度范围为0.98~1.08 g/cm3;抗高温冻胶阀实现了起下钻和套管回接过程分隔油气层和保护油气层的目的。目前已钻井22口,8口探井应用了抗高温低固相钻井液,13口开发井应用了水包油钻井液,2口井应用了抗高温冻胶段塞封堵技术,均取得良好的效果,确保了全过程油气层保护。     

高温电成像仪器的研制与应用

随着国内外高温深井钻探的逐步增多,针对高温井电成像装备缺乏的市场现状,在传统电成像测量技术的基础上,使用厚膜集成电路技术与保温瓶绝热技术研制出了适用于200℃高温井的电成像测井仪器。在实验室对仪器电路模块进行了高温测试,200℃高温环境下的电路测量信号与常温相比变化很小,可以满足电成像测量需求。在现场某高温井进行了现场作业,测得全井段1 500 m的合格资料,图像清晰地显示了井壁的沉积构造等地质特征,对资料进行了地层岩性识别、沉积构造分析、沉积微相划分与古水流方向分析等地质评价,取得了良好的应用效果。为后续地质分析研究提供了依据,填补了175℃以上超高温井无电成像测井装备的技术空白,对国内外超高温井的油气勘探开发具有重要意义。     

深水高温钻井液体系研究

深水高温高压井作业面临气体水合物、高温、井漏等诸多问题,严重影响深水油气资源开发作业安全。为此室内构建和评价了一套深水高温高压钻井液体系,通过引入抗高温抗盐聚合物改善保障高温性能,通过引入纳微米封堵材料提高井壁封堵稳定性,通过使用水合物抑制剂来预防水合物的生成。该体系经评价抗高温达200℃、封堵承压性能好、模拟地层条件下无水合物生成,为海上深水高温高压井作业提供了钻井液技术支持。     

南堡潜山油气层钻井完井液技术

冀东油田南堡潜山油气藏埋藏深(4 000~5 600 m),地温梯度大(4.22°/100 m),井底最高温度为223℃,地层压力系数低,为0.96,储层微裂缝发育,气油比大。为满足其储层保护和安全生产的需要,研究了抗220℃高温低密度低固相钻井液和抗170℃高温冻胶阀技术。抗高温低密度低固相钻井液选择2种四元共聚物分别作抗高温增黏剂和抗高温降滤失剂,并配合使用SMP和SPNH以及耐温封堵剂FT3000,抗高温水包油钻井液由研制的抗温能力强、抗盐能力好的HWZR和HWFR乳化剂,优选出的增黏剂HVF-H和抗高温降滤失剂HWFL-H与HVS-H等组成,2套体系在220℃老化48 h性能良好,可满足井眼清洁的需要,使用密度范围为0.98~1.08 g/cm3;抗高温冻胶阀实现了起下钻和套管回接过程分隔油气层和保护油气层的目的。目前已钻井22口,8口探井应用了抗高温低固相钻井液,13口开发井应用了水包油钻井液,2口井应用了抗高温冻胶段塞封堵技术,均取得良好的效果,确保了全过程油气层保护。     

官69-19井微生物吞吐试验研究

通过对传统采油微生物筛选方法的改进,结合官69- 19井的地层特点筛选出嗜高温(65~100℃)菌种和针对高矿化度油藏的营养体系。为验证菌种和营养体系的矿场试验效果,并为今后嗜高温菌种大规模应用于高温、高矿化度油藏积累经验,对官69-19井实施了井筒和近井地带的微生物处理试验。结果表明:井筒处理后,原油产量由3.17t/d上升到5.3t/d;近井地带处理后,产量由3.17t/d上升到5.04t/d。说明试验是成功的,有利于今后在高温、高矿化度油藏的进一步推广应用。     

抗循环温度210℃超高温固井水泥浆

随着勘探开发不断向深层迈进,超深井、超高温井逐渐增多,超高温对水泥浆抗温能力提出了更高挑战。为了解决现有水泥浆体系抗高温能力差的问题,研制了抗高温降失水剂DRF-1S、抗高温缓凝剂DRH-2L及其他配套抗高温水泥外加剂,并形成了超高温常规密度固井水泥浆,在室内对该水泥浆的性能进行了评价结果表明,该水泥浆能够满足井底循环温度210℃、井底静止温度230℃的固井要求,水泥浆API失水量可以控制在100 mL以内,稠化时间可调,高温沉降稳定性不大于0.04 g/cm3,230～250℃超高温下水泥石强度高且不衰退。该水泥浆在华北油田杨税务地区高温深井安探4X井φ127 mm尾管固井进行应用,固井质量优质,为该地区勘探开发提供了固井技术支撑。