冀东油田水平井钻井液体系的研究与应用

针对冀东油田水平井钻井液的技术难点,设计开发了无土相钻井液体系,体系配方为：海水＋0．1％NaOH＋0．15％Na2CO3＋0．7％增粘剂HVIS＋1．5％降滤失剂HFLO＋2％抑制剂HPA＋1％润滑剂HLB＋5％KCl＋5％暂堵剂QWY。研究结果表明,该体系具有很好的抑制性、抗温性、抗污染性、润滑性及储层保护性能,热滚回收率达93％,泥饼粘滞系数0．0875,LSRV达90000mPa·s以上,破胶后渗透率恢复值达90％以上。现场应用表明,该钻井液体系能满足水平井及大斜度井钻井的技术要求,具有良好的推广应用价值。     

一种保护碳酸盐储层的可液化钻开液的研发 与性能评价

针对伊拉克Missan油田储层的特点以及水平井裸眼完井的需要,设计了一种无需破胶的可液化钻开液体系,通过考察流型调节剂VIS-B、降失水剂STARFLO、润滑剂Lube加量对钻开液性能的影响,确定了非破胶可液化钻开液体系的基本配方,评价了该钻开液体系的抗温性能、抗地层水污染能力、抑制性能以及完井液对钻开液体系泥饼的破胶能力和储层保护效果。研究结果表明,配方为淡水+0.2%NaOH+0.2%Na_2CO_3+16%NaCl+3%KCl+1.0%VIS-B+3%STARFLO+0.5%碱度调节剂DUALSEAL+5%酸溶性暂堵剂JQWY+1.5%Lube+40%HCOONa(1.28 g/cm~3)的钻开液体系,抗温可达130℃,滚动回收率达到了95.34%,并具有较好的抗高矿化度地层水侵污能力;体系形成的滤饼在酸性条件下可溶解,不需要破胶处理。储层保护效果评价表明,该体系侵污的岩心经配套的完井液处理后,渗透率恢复值可达97.58%。该钻开液体系无需破胶处理,能减少作业程序,降低作业成本,提高生产效率。表4参12     

新型无固相甲酸盐完井液研制及性能评价

确定了一种新型无固相甲酸盐完井液体系的基本配方：甲酸钾饱和液、增粘剂XC加量0．3％、降失水剂LV—Drispac加量0．4％、超细碳酸钙QS-2加量4．0％。对其抑制性、抑制机理进行了研究，并对其耐温、抗盐、抗固相污染能力和油气层保护效果进行了实验评价。结果表明，该完井液具有较好的高温稳定性，抗盐和抗固相污染能力，及很强的抑制性，无环境污染，保护储层效果好，可满足大多数钻井完井的要求。     

正电胶泥浆体系的性能研究

试验研究了常用的降失水剂LV-CMC、DFD与正电胶复合作用的效果以及pH值对正电胶泥浆性能的影响。试验结果表明,样品的加量为0．5％时泥浆的各项流变性能指标较好,抑制性也最好,但是抗盐性能却不佳。pH值在10～11范围内时,泥浆的性能最好,降失水剂对泥浆的流变性能影响很大,同时降失水作用也相当明显。通过试验最终确定最佳正电胶泥浆体系为：3．0％（土般）土＋0．5％正电胶＋2．5％DFD＋0．1％LV-CMC＋1．0％KCl。     

水凝胶修井液破胶技术研究与应用

为解决水凝胶修井液完成修井作业后引起油气渗流受阻问题,优选了破胶液体系,即海水＋1．0％破胶剂HTS＋1．5％粘土稳定剂HXJ＋1．0％助排剂HRT＋2．0％缓蚀剂HCI。并对其破胶效果、配伍性、储层保护性进行了系统评价,结果表明,该破胶液具有较好的破胶效果、缓蚀性能和储层保护性,泥饼失重率和岩芯渗透率恢复值均在90％以上,与平湖气田地层水及水凝胶修井液滤液之间具有较好的配伍性。     

羟丙基胍尔胶压裂液优化设计在沙南油田的研究与应用

针对沙南油田油藏,结合压裂工艺对压裂液的特殊要求,对羟丙基胍尔胶（Hr,g）压裂液进行优化设计,通过室内研究,优选出适合沙南油田60-70℃中温地层条件的新型HPG压裂液配方,前置液：0．42％HPG＋0．08％纯碱＋0．20％有机硼交联剂＋0．02％过硫酸铵破胶剂;携砂液：0．36％HPG＋0．08％纯碱＋0．14％有机硼交联剂＋0．014％过硫酸铵破胶剂。在沙南油田现场实施3口井,均取得成功,并获得良好的增产效果。     

旅大特稠油钻开液体系的制备与性能评价

旅大某油田储层岩石胶结疏松、孔隙发育,且黏度、密度、胶质沥青质和凝固点高,钻井过程中由于钻开液的滤失导致储层水敏损害、不配伍等储层伤害。为改善以上问题并降低施工成本,在现有钻开液体系基础上,通过优化防膨剂、降滤失剂、流型调节剂等添加剂的加量制得适合旅大某特稠油的新型无固相钻开液体系,研究了钻开液的配伍性、抑制性、降解性和储层保护性。结果表明,在现有钻开液中加入有机防膨剂CFP、1%降黏剂、1.0%数1.5%降滤失剂改性淀粉、0.3%数0.4%流型调节剂改性胍胶制得的钻开液体系防膨性较好,与地层流体的配伍性良好,抑制钻屑分散能力较强,无沉淀、无乳化堵塞损害,260℃高温降解后对岩心的渗透率恢复值大于85%,具有良好的储层保护效果。该钻开液体系降低了作业成本,适用于特稠油油田的热采开发。表6参12     

无固相弱凝胶钻开液延时破胶技术研究

为了简化完井作业工序、提高钻井和完井作业效率,采用包囊材料HSN和氧化剂HGC制备了延时破胶剂HYP.实验结果表明,随着HSN质量分数的增大,制备的缓释破胶剂HYP在相同的时间下对PRD无固相弱凝胶钻开液的破胶率逐步减少,表明其缓释性能越来越好.介绍了破胶剂HGC和HYP的延时破胶机理,并对其破胶效果进行了评价.评价结果表明,HGC可直接作为70～80 ℃下PRD无固相弱凝胶钻开液的延时破胶剂;在80～100℃下,HYP对PRD钻开液具有较好的延时破胶效果;HYP具有较好的储层保护效果,加有HYP的PRD钻开液的渗透率恢复值大干90%.     

新型无固相压裂液配方筛选及性能评价

针对吉林油田低孔、低渗的特点，开发了适合中等井温的新型无固相压裂液体系。通过室内实验，确定了适用于65℃井温的最佳配方；稠化剂KTU-43加量4．0g／L，无水碳酸钠加量1．41g／L，NaCl加量3．0g／L，交联剂JU-1加量1．4g／L，破胶剂过硫酸铵加量0．75g／L，活性助排剂加量0．2％。并对其进行了性能评价，结果表明，该压裂液体系具有较好的流变性、抗剪切性和携砂性，破胶后无残渣，易返排，可避免二次伤害。     

生物酶破胶对PRF钻开液的油层保护效果研究

通过对水平井无固相钻开液采用生物酶进行完井破胶液化处理,发现单独使用生物酶破胶液并不能很好地改善钻开液的完井油层保护效果,替入隐形酸完井液段塞后.岩心渗透率恢复值仍然难以得到改善.在无固相钻开液中加入固相后.钻开液的岩心渗透率恢复值得到较大的提高.试验发现.在3%的碳酸钙酸溶性暂堵剂存在的情况下,钻开液生物破胶后的渗透率恢复值可以达到80%以上,基本满足油层保护的要求.     

无固相钻井完井液的研究与应用

国内外石油钻井施工中,多使用含有膨润土和较高固相的钻井液,易对储层造成伤害,使储层渗透率大大降低。为满足储层保护的需要,优选增黏剂、降滤失剂、抑制剂、暂堵剂,开发出无固相钻井液体系,即:清水+0.3%Na2CO3+3%FL-1+1%Redu1+0.3%XC+0.3%CMC+1.5%Na-PAN+3%FT-1+2%SPNH+0.2%K-PAM+2%QCX-1。文章分析了无固相钻井完井液作用机理、室内实验及现场应用效果,指出该体系不仅具有良好的悬浮携带性、流变性、润滑性,而且油层保护性能也很好,能够满足低压油层水平井钻进和保护油层的要求。     

新型钻井液流型调节剂的研制与应用

针对大位移井水基钻井液体系井眼不稳定、井眼净化不良等问题,研制出一种新型的钻井液流型调节剂Ｍ３１７。通过室内性能评价表明：该流型调节剂加量为１．５％时,对渤海钻屑滚动回收率为５８．７％,高温高压防膨率为８８．５％。般含一定时,随 Ｍ３１７加量增加,钻井液动切力和静切力增加,而表现粘度、ＡＰＩ失水基本不变;般含在３．０％～４．５％,Ｍ３１７加量控制在１．５％～０．５％时,钻井液表观粘度、动切力和静切力均能很好满足大位移井钻井技术要求。Ｍ３１７单剂及钻井液体系ＥＣ５０值均大于３００００ｍｇ／Ｌ,无污染,满足环保要求。该处理剂已在渤海ＱＨＤ３２－６、ＪＺ－９－３等油田现场应用成功。     

深水表层动态压井钻井液增黏剂的研制

针对海洋深水表层钻井过程中钻井液用量大的技术特点,研制出了适用于动态压井钻井液的增黏剂ZVS,并在此基础上构建了深水表层动态压井钻井液体系。室内研究表明,研制的增黏剂在基浆中预先钝化后不起增黏作用,可满足动态压井钻井液体系基浆的可泵送性;当与加入激活剂的大量海水混合后,增黏剂迅速发挥增黏作用,能满足海洋深水钻井的需求;构建的动态压井钻井液体系基浆具有良好的可泵送性,经海水稀释并激活后,能满足深水钻井的要求。     

加强钻井液管理提高经济效益

胜利石油管理局海洋钻井公司的钻进液技术已完成了从淡水与浆到海水配浆的发展阶段，形成了一套比较的专项工艺,量钻井液技术的管理仍存在严重不足，部分钻井液处理剂使用不合理，钻井液管理存在的问题为：（1）钻进液设计与现场施工不符，针对性不强；（2）钻进液管理体制与现场施工不协调，服务没有标准，监督没有依据，执“法”不严；（3）钻进液处理把关不严，虽层层设网络，各级设备检验机构，但仍有部分质量差的产和于钻井；（4）有些处理剂使用不合理，如降滤失剂和增粘剂。通过分析，对加强钻井液管理提出了相应的建议；（1）加强钻井液设计管理，设计要结合地层特性，钻井工艺和平台实际，尽量做得周密，细致；（2）理顺管理体制；（3）合理地使用钻井液处理剂。     

抗高温无黏土相钻井液体系研究与性能评价

为了使钻井液摆脱对黏土的依赖,较好地保护油气储层和提高钻井速度,通过引入磺酸基团和阳离子单体,合成了增黏降滤失剂SSDP;对增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂进行优选和复配,研制出了抗高温无黏土相钻井液,并对其进行了性能评价。结果表明:所研制的钻井液具有较好的抗温性能,耐温能力达160℃;具有较好的抗劣土污染能力,抗劣土污染容量限达到10%以上;润滑能力接近油基钻井液水平;岩心渗透率恢复率大于90%,具有较好的储层保护效果。由性能评价结果可以看出,该钻井液较好地解决了以往无黏土相钻井液在高温下聚合物降解造成的黏度下降问题,保证了钻井施工的安全进行,具有较好的经济效益。      

油基增黏剂的研制及在榆林气田下古水平井的应用

榆林气田二开φ311.2 mm井眼属于大井眼、长裸眼井段,具有岩性多变、多套地层压力系统共存、水敏性黏土矿物含量高等特点,易出现起钻阻卡、拔活塞等复杂情况,决定使用油基钻井液,但必须解决其黏度控制问题。为此,以油酸为链终止剂,二甲苯为溶剂,以二聚酸和二乙烯三胺为原料,在230℃条件下合成了一种油基钻井液增黏剂,用红外光谱对该产品进行了表征,并对其性能进行了评价。实验结果表明:加入该增黏剂后钻井液在120℃热滚前后的表观黏度、塑性黏度值均比基浆高1倍;且加增黏剂后热滚前后的破乳电压基本保持不变。加有该剂的油基钻井液在靖平10-20、榆39-2H1、榆42-5H3和榆42-5H4井等4口水平井的二开井段进行了试验。通过现场试验发现,应用井段均未发生井壁失稳现象;泥饼光滑致密,有韧性;井径规则,井径扩大率小于5%;润滑性良好,现场滑动无托压现象。所以该体系适合四开下古水平井二开直井段大井眼施工。     

GW-1油基钻井液增黏剂的合成和性能

随着页岩气的快速发展,各种页岩层地质复杂情况带来的问题相继暴露出来,油基钻井液逐步成为页岩气地层水平井的首选。但是在一定条件下,油基钻井液也面临流变性不好、黏度低、携带岩屑能力差等问题。针对上述问题,通过缩聚法研制了一种GW-1油基钻井液增黏剂。分别采用红外光谱仪、热重分析仪对GW-1的结构及其热稳定性能进行了分析,同时评价了GW-1在油基钻井液体系中的性能。实验结果显示:GW-1增黏剂热稳定性良好,抗高温;GW-1加入到油基钻井液体系后,增黏效果显著,同时还能提升钻井液的电稳定性,大大降低了油基钻井液的滤失量,是一种很好的油基钻井液增黏剂。     

一袋化多功能钻井液的研究与应用

采用分散聚合工艺合成了一种新型环保多功能添加剂PF-MFA,其同时兼具增黏提切、包被抑制、滤失控制等多种功能;以其作为唯一核心添加剂,搭配海水基液和加重剂,研发了一套新型一袋化钻井液体系。该钻井液组成简单、性能高效,当PF-MFA加量为1%时,80℃热滚后体系仍具有较高的黏度、切力和较强的抑制性,API滤失量控制在6.5mL以下,而且抗盐抗钙抗污染能力突出,可抗20% NaCl或15%的污染土,抗钙可达2% CaCl₂,另外,体系具有环保可降解的特点。该一袋化钻井液体系在渤海蓬莱PL19-3油田V40井进行了应用并取得了成功,现场应用表明,新型一袋化钻井液体系材料用量少,性能稳定,配制维护简单,能够满足地层相对简单的生产井和调整井钻井作业。      

水基钻井液用锂皂石增黏剂的合成及性能研究

针对天然锂皂石矿物稀缺和钻井领域亟需抗高温水基钻井液增黏剂的现状,优选了微波辅助法合成锂皂石,利用粉末X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、粒径分析对合成锂皂石进行了表征,并研究了其作为水基钻井液增黏剂的效果。结果表明,利用微波辅助法合成了纯度较高的纳米级锂皂石,其粒径尺寸主要分布在18.17～58.77 nm,平均粒径仅为29.72 nm;随着锂皂石浓度从0.3%增加到1.5%,4%膨润土基浆的黏度、切力以及动塑比均显著增大,滤失量也逐渐降低,说明锂皂石还具有一定的降滤失效果,加入1.2%锂皂石,基浆黏度可提高2.64倍,且切力和动塑比保持适中;1.5%的锂皂石能抵抗至少2.5%的钙侵和15%的盐侵;随着老化温度从80℃增加到220℃,4%基浆+1.5%锂皂石的表观黏度先减小后增大,维持在20 mPa·s以上,动切力和动塑比同样先减小后增加,但是下降幅度较为明显;在200℃,常规的有机聚合物增黏剂均失效,而锂皂石增黏剂却仍能保持很好的增黏效果。因此,合成锂皂石是一种理想的抗高温型水基钻井液增黏剂,且具有良好的配伍性。