不同絮凝剂对钻井泥浆的处理效果及絮凝机理

为研究不同絮凝剂对钻井泥浆的絮凝效果,采用破胶絮凝的方法对含水率高、成分复杂的山西某煤层气废弃钻井泥浆进行处理,研究不同破胶絮凝剂和助凝剂种类及投加量等因素对废弃钻井泥浆处理效果的影响,并利用扫描电子显微镜（SEM）探究了破胶助凝的机理。结果表明：2 000 mg/L的硫酸铝破胶絮凝效果最优,10 mg/L的非离子聚丙烯酰胺（NPAM）与其协同处理效果最佳,处理后的液相色度、CODCr、悬浮物含量和泥饼含水率分别为20倍、61.98、32.50 mg/L、78.64%;硫酸铝的电中和作用可以和NPAM桥联网捕作用产生良好的协同效果,能够显著加快泥浆中颗粒物的絮凝沉降,增大絮体体积和疏松程度,从而降低液相污染物含量和泥饼含水率。研究结果可为废钻井泥浆的絮凝处理提供一定的参考和理论依据。     

油田水基含油废弃钻井液化学脱水工艺研究

对油田水基含油废弃钻井液,进行稀释、酸化、气浮、混凝处理,通过表征废弃钻井液的比阻和分离液的浊度,获取了实际工程所需的工艺参数。最佳工艺为:废弃钻井液稀释倍数为2,p H值为6.5,曝气15min,除去上层浮油,破胶剂的投加量为1.2%,絮凝剂的投加量为0.5‰。该工艺可破坏水基含油废弃钻井液的稳定体系,获得较好的脱水效果,固液分离后出水率为50%~60%,泥饼无返浆能力。     

钻井液造壁过程中颗粒堆积序的研究

从钻井液泥饼SEM电镜扫描的结果发现钻井液泥饼颗粒大小分布均匀，这一结果与在形成泥饼过程中钻井液颗粒的堆积顺序是先大后小，大颗粒架桥小颗粒填充这一普遍认知相矛盾。为此有必要对钻井液泥饼形成过程中颗粒堆积顺序进行深入的研究。在研究过程中首先对钻井液中的颗粒进行数学建模，然后再进行模型分析，得到大、小颗粒在堆积过程中加速度大小相同，发生的同时堆积的结果。最后再对钻井液的泥饼进行电镜扫描，同时对未经高温高压作用和经高温高压作用后的钻井液进行粒度分布进行分析，发现泥饼中的颗粒分布均匀，钻井液高温前后的粒度分布相同。实验研究分析结果证明理论模型计算结果‘大、小颗粒同时堆积’的正确性。     

海上废弃泥浆岩屑制备陶粒资源化可行性研究

针对海上废弃泥浆岩屑资源化利用问题，介绍了现有资源化利用研究进展，阐明了海上弃泥浆岩屑制备陶粒的可行性，同时对采取压滤泥饼和岩屑单独烧制以及两者不同掺混比例进行了可行性室内研究，结果表明：压滤泥饼单独烧制陶粒具有一定硬度，但吸水能力强；岩屑单独烧制陶粒硬度较小，容易炸裂；压滤泥饼和岩屑掺混烧制陶粒硬度较高，可以达到16.55 MPa,吸水性也满足陶粒的产品指标要求，充分验证了海上泥浆压滤泥饼与岩屑配伍烧陶粒的可行性。     

废弃钻井液微生物-固化复合处理技术研究

对苏里格气田区块废弃钻井液进行微生物-固化处理,以浸出液重金属离子含量、COD_(Cr)和无侧限抗压强度为考察指标,通过固化剂正交实验配方优选、微生物菌种筛选,对苏里格区块的废弃钻井液微生物-固化复合处理技术进行优选。结果表明,固化剂的最佳配方为:每100 mL废弃泥浆添加8 g LQ固化支撑剂+2 g SH-1综合调节剂+2.4 g MJ-1促凝剂+5 g水泥。以SL-1型细菌为微生物处理剂,加入量为6 mL。微生物-固化处理后的废弃泥浆钻井液7 d无侧限抗压强度高达3.41 MPa,含水率为36.9%~40.7%,浸出液的pH为6.9~8.7,重金属离子含量、COD_(Cr)、石油类和色度均符合GB 8978—2002污水综合排放I级标准,可直接覆土掩埋,达到无害化处理的结果。     

钻井泥浆不落地分段处理工艺研究

针对钻井工程钻井液维护困难、固井难度大和环保要求高等难题,以某钻井工程为例,对钻井泥浆不落地技术和设备开展了系统的分析。详细介绍了钻井泥浆不落地处理工艺的原理,并研究了其在实际工程中的应用情况,完成了三磺泥浆、清水聚合物泥浆和坂土泥浆等钻井施工现场废弃泥浆的钻井全过程泥浆不落地处理技术应用研究,以期为相关人员提供参考。     

废弃钻井液微生物-固化复合处理技术研究

对苏里格气田区块废弃钻井液进行微生物-固化处理,以浸出液重金属离子含量、COD_(Cr)和无侧限抗压强度为考察指标,通过固化剂正交实验配方优选、微生物菌种筛选,对苏里格区块的废弃钻井液微生物-固化复合处理技术进行优选。结果表明,固化剂的最佳配方为:每100 mL废弃泥浆添加8 g LQ固化支撑剂+2 g SH-1综合调节剂+2.4 g MJ-1促凝剂+5 g水泥。以SL-1型细菌为微生物处理剂,加入量为6 mL。微生物-固化处理后的废弃泥浆钻井液7 d无侧限抗压强度高达3.41 MPa,含水率为36.9%⁴0.7%,浸出液的pH为6.940.7%,浸出液的pH为6.9⁸.7,重金属离子含量、COD_(Cr)、石油类和色度均符合GB 8978—2002污水综合排放I级标准,可直接覆土掩埋,达到无害化处理的结果。     

水溶性纤维素类钻井液处理剂制备与应用进展

在改性天然材料钻井液处理剂中,水溶纤维素类产品是应用最早、应用面最广和用量最大的钻井液处理剂之一。水溶性纤维素产品主要以羧甲基纤维素为主,根据其聚合度和粘度的不同,在钻井液中分别起到增粘、提高泥浆的悬浮性,降低滤失量和改善泥饼质量等作用,可以用于淡水、盐水、海水和无粘土相钻井液。此外．水溶性纤维素还有聚阴离子纤维素、羟乙（丙）基纤维素和接枝改性纤维素,其中,聚阴离子纤维素是在羧甲基纤维素的基础上,通过优化工艺而制得的取代度均匀的水溶性纤维索产品,在泥浆中具有更好的增粘、降滤失和防塌抑制效果。     

油基泥饼解除液体系研制及性能评价

针对东海油田钻井过程中油基钻井液在井壁和筛管上形成的泥饼难以清除等复杂问题,室内经过有机溶剂、有机酸、增溶剂等处理剂优化筛选,研制出一套油基泥饼解除液体系,其配方为:55%5#白油+45%增溶剂HZRJ+5.5%有机酸HTS+5%有机溶剂RJ;通过API滤失实验、配伍性实验、渗透率恢复值实验对体系进行了性能评价,结果表明该体系具有良好的泥饼解除效果和较强的储层保护能力,且与钻井液及储层岩石、原油具有较好的配伍性。     

钻井液泥饼清除技术研究

钻井液泥饼清除在完井过程中起着十分重要的作用,套管或裸眼完井时,形成的泥饼在油气孔隙通道形成一道屏障,从而增加了油气返排压力,不利于储层保护,本文主要用于研究泥饼清除几种方法,生物酶、氧化剂、酸液对钻井液的降粘作用和滤失量等方面得出最优清除方法。     

水基钻井液泥饼增强剂及作用机理研究

非常规致密油藏的开采,一般采用水平井固井后,射孔加大型压裂的完井工艺。其中,固井质量至关重要,直接影响到后期压裂的效果。目前,水平井的固井质量普遍不高,主要原因之一就是存在固井弱界面现象。针对上述问题,本文研发了一种泥饼增强剂,利用冲击试验评价了泥饼增强剂对聚合物钻井液的泥饼增强效果,分析了其作用机理。结果表明,在钻井液中加入0.7%～1.0%的泥饼增强剂后,泥饼强度增大到原强度的29～33倍、厚度减小37%～39%、韧性增加15%～17%。现场试验表明,使用泥饼增强剂后,固井界面胶结质量中等以上占比提升32%,泥饼增强剂具有良好的泥饼性能改善效果,可有效提高水平井固井质量。     

泥饼渗透率影响因素研究

页岩气水平井钻进过程中,由钻井液失水形成泥饼质量的好坏会直接影响钻井生产效率,同时也影响井壁稳定性。通过制备泥饼,利用高温高压失水仪来考察钠膨润土、不同种类加重剂以及不同添加剂的质量分数对泥饼渗透率的影响。实验数据表明,从经济性和效果来看,钠膨润土质量分数为8%时,泥饼渗透率及厚度处于较低值,且变化趋势不明显,可视泥饼质量较佳;当重晶石质量分数在固相颗粒90%以下时,泥饼渗透率随质量分数增加而减小,当重晶石质量分数超过90%时,泥饼渗透率与质量分数呈正相关性;随着无机盐处理剂NaCl和KCl质量分数的增加,泥饼渗透率和厚度有着不同程度变化,且均呈正相关性;当重晶石质量分数为泥浆质量分数的80%,10μm碳酸钙质量分数为20%,6μm碳酸钙质量分数为6%时,泥饼的渗透率达到最低。分散剂加入后,会使黏土颗粒之间不易发生絮聚,同时增强颗粒间静电斥力,改变其表面亲水性,使黏土颗粒均匀地分散在水中,综合作用下导致泥饼渗透率降低。降滤失剂、稀释剂和包被剂都对降低泥饼渗透率起到一定作用。通过对泥饼渗透率影响因素研究,为现场施工过程中钻井液剂的加量优选提供数据支持。     

减弱泥饼对二界面胶结质量影响的方法与技术

钻井液上返时会在井壁发生滤失形成泥饼,虽然在固井前会对井壁进行冲刷,但仍无法完全清除井壁上的泥饼。泥饼强度低,与水泥浆相容性差,固化时会收缩并产生裂缝,导致固井二界面胶结质量差,使固井质量达不到要求,产生油气井窜流等现象。为了减弱泥饼对二界面胶结强度的影响,相继提出了MTC、MTA等方法,通过消除井壁的泥饼及在钻井液中加入添加剂改善泥饼的强度、韧性、致密度等方面来提高固井质量。综述了这些技术和方法的原理、应用情况及发展方向。     

钻井液加重剂回收试验研究

废弃钻井液中微细颗粒含量高,泥化现象严重,导致在回收钻井液中的加重剂时普遍存在回收效率低、成本高、易造成环境污染等难题。利用固相间的密度差异,采用旋流器对加重水基钻井液中的重晶石进行分选回收。采用Φ25 mm旋流器对重晶石进行了分选试验,结果表明,在0.5 MPa进料压力下,重晶石回收率达到83.15%,使泥浆加重材料得到有效的回收利用。     

甲酸盐泥浆体系室内评价

甲酸盐泥浆体系作为钻井液和完井液,正在得到全世界石油工业界的认可和重视。它具有对泥页岩抑制性强,密度使用范围宽,热稳定性好,流变形优良,摩阻小,不污染环境,腐蚀性低等特点。根据近几年该体系的性能特点和发展应用情况,结合我们渤海油田地层的特性,用国产泥浆材料进行室内验证实验,证实了甲酸盐钻井液的主要优点。本文通过泥页岩滚动回收实验、泥页岩膨胀实验将甲酸钠体系和KCL/PF-PLUS/PF-JLXB泥浆体系进行比较,两种实验手段都说明了前者的抑制性好于后者。并分别从流变、抗污染、泥饼粘附系数、热稳定性等方面对甲酸钠体系也进行了研究和论证。     

鄂尔多斯盆地产层段冲洗液有效冲洗技术研究

为提高鄂尔多斯盆地产层段冲洗液的冲洗能力,本研究主要对冲洗液有效冲洗技术进行了探究。通过泥浆相容性性能测试、原油溶解能力测试及泥饼清除实验对冲洗液进行了评价,结果表明该冲洗液与钻井液及水泥浆具有良好的适配性,可降低塑性黏度和动切力,并且对原油溶解效果较好,溶解速率超过1.0 mL/min,可有效清除井壁原油,提高顶替效率,当延长冲洗液的紊流时间时,可明显提高泥饼清除效率。     

油田钻井废弃泥浆随钻处理技术研究

针对当前油气田废弃泥浆处理方法存在的隐患,提出了钻井废弃泥浆随钻处理技术,该技术采用撬装式设备对钻井时产生的废弃泥浆进行同步收集和处理,废弃泥浆经化学脱稳、絮凝处理后,采用机械手段进行固液分离,实现了钻井废弃泥浆随钻即时处理。随钻处理的钻井废水低于《国家污水综合排放标准》GB 8978-1996二级标准限值,废水、废浆均可循环回用,固态泥饼量较处理前大大减少,有效减小了钻井废物的环境污染隐患,实现了废弃钻井泥浆资源化、减量化和井场的清洁生产。     

废弃钻井液国内外处置技术研究

钻井液对钻井至关重要,但钻井结束后废弃的钻井液会对环境造成严重影响。本文分析了目前较为常用的处理废弃水基钻井液的方法:简单处理排放、填埋法、回注法、坑内密封法、MTC转化技术、泥浆不落地和集中处置等方法。发现集中处置为废弃钻井液较安全环保的处置方法,也是废弃钻井液处置的主要发展方向。本文简单介绍了某公司废弃钻井液集中处置方法的现场应用。     

核磁共振钻井液含油质量分数分析方法探讨

在石油钻井中能够反映储集层含油性的实物资料有岩心、岩屑和钻井液三种。目前针对岩心、岩屑含油性定量分析的方法较多,且准确性较高。针对钻井液含油性分析方法较少,并且多是间接的定性分析方法,如根据钻井液中游离出的气体成分定性推测储集层含油性的气测录井法;针对钻井液中所含原油的定量分析方法极少,且不成熟。针对上述情况,依据根据核磁共振原理及核磁含油饱和度测量原理,提出了核磁共振钻井液含油质量分数的分析方法。通过大量的实验数据证明,使用该方法测量的核磁测量信号强度与钻井液真实含油量成正比,且两者绝对相关性达0.99。但不同地区、不同层位其相关性公式不同,只要通过实验建立区域相关性公式,就能在区域内推广应用。     

腐植酸钾钻井泥浆处理剂的胶体表面性质及降失水作用机理

本文研究腐植酸钾石油钻井泥浆的胶体表面性质。测定并比较了七种不同来源的腐钾对泥浆电动电位、颗粒度分布、泥饼的吸附量等性质的影响。实验结果表明腐植酸钾对泥浆的降失水作用在于:①腐植酸钾是聚电解质,在泥浆分散系中,电离出聚阴离子和钾离子。具有活性亲水基(—(?)、—O—)的聚阴离子,吸附在带负电荷的粘土颗粒表面,形成吸附水化层,增加粘土表面水化膜的厚度,同时提高粘土颗粒的ζ电位,因而增大粘土颗粒聚结的机械阻力和静电斥力,起了稳定护胶作用。②腐植酸钾能提高粘土颗粒的分散度,增加细颗粒的百分含量,有利于泥饼孔隙的充塞,使泥饼致密,降低渗透率。③腐植酸钾能降低泥浆所形成泥饼的吸附量。总之,腐植酸钾对泥浆的降失水作用主要在于改善泥饼的质量。