自制有机土在白油基钻井液中的应用

为解决传统钻井液中膨润土成胶率低的问题,该文以膨润土为原料,经提纯、钠化、有机化,自制了有机土,其在白油中的平均成胶率为74%。胶体稳定性实验表明,需在体系中添加质量分数为2%的凝胶剂以保证其胶体稳定性;抗温结果表明,本钻井液的抗温能力可达150℃;页岩滚动回收结果显示,回收率为93.27%,表明本钻井液不仅在页岩表面具有很强的吸附性能,还有很好的防塌性能;线性膨胀实验的膨胀率为14.27%,表明本钻井液在抑制页岩膨胀方面具有较好的性能。     

环保型页岩抑制剂壳聚糖铵盐的性能研究

随着页岩水平段长度的增加,页岩层的井壁失稳问题更加突出。页岩极易水化膨胀引起黏土膨胀压力的增加,导致页岩层的井壁失稳。有机胺抑制剂目前是抑制性能最优异的商业化产品,这类抑制剂仍然难以满足钻井的需求。研发高性能页岩抑制剂成为急需解决的技术。采用环保型的大分子壳聚糖铵盐作为页岩抑制剂。壳聚糖铵盐具有优异的抑制性能和配伍性,形成了以壳聚糖铵盐为核心的水基钻井液体系。结果显示,该体系具有优异的流变性能、页岩抑制性能。有望应用于页岩层的钻井施工。     

新型聚合物钾盐抑制泥页岩水化的性能与机理

泥页岩水化膨胀是井壁失稳的重要原因。本文通过膨润土压片浸泡与线性膨胀实验、页岩钻屑滚动回收实验以及流变性、滤失性测试，评价了一种新型聚合物钾盐抑制剂聚阴离子纤维素钾（K-PAC）的抑制性能及其对水基钻井液流变性和滤失性的影响。评价结果表明，0.5% K-PAC的抑制泥页岩水化膨胀的性能明显优于5% KCl、2%聚醚胺-D230（PEA-D230），与0.5%聚丙烯酰胺钾盐（K-PAM）相近；0.5% K-PAC的增黏提切、降滤失性能要优于0.5% K-PAM。通过扫描电镜和X射线衍射分析了K-PAC的抑制机理，结果表明，K-PAC的阳离子部分（K⁺）能够进入膨润土晶层中并置换出水化钠离子，从而起到抑制黏土晶层膨胀的作用；K-PAC的阴离子部分吸附在黏土颗粒上起到护胶、降滤失的作用，二者协同增效，从而起到强抑制作用。由于K-PAC由聚阴离子纤维素和K⁺构成，对环境友好、成本低廉。因此，K-PAC具有成为低成本、环保型、强抑制性的水基钻井液抑制剂的巨大潜力。     

新型Gemini两性表面活性剂的制备及页岩抑制性能评价

针对涪陵地区泥页岩含量较高,井壁失稳、坍塌现象频发的问题,以小分子有机胺、溴代十二烷和二溴乙烷为单体共聚合成了一种新型Gemini两性离子聚合物页岩抑制剂,室内考察了该抑制剂的常规抑制性能、耐温抗盐性能以及对钻井液性能的影响,结果表明,加入2.0%Gemini可以使泥页岩钻屑滚动回收率达到91%以上,并具有良好的抑制膨润土造浆能力,抑制效果明显优于无机盐类抑制剂;同时具有良好的耐温抗盐性能;Gemini对现场钻井液体系的流变性和滤失量的影响较小,具有较好的配伍性,同时进行了现场试验,结果表明合成的Gemini抑制剂能够满足涪陵地区钻井要求。     

抗高温有机硅钻井液体系研究

针对高温深井钻井过程中易出现的井壁失稳问题,室内通过筛选抑制剂、降滤失剂,研制抗高温有机硅钻井液,提高钻井液的抑制性能、降滤失性能,降低井壁岩石水化膨胀、应力分布,提高井壁稳定性.有机硅钻井液高温下热滚前后粘度、切力变化小,使膨润土的线性膨胀率小于6％,且高温高压滤失量仅为13 mL左右,有机硅钻井液中所形成的网架结构...     

环保型页岩抑制剂SGI-1的合成与性能研究

针对页岩地层钻井作业过程中井壁失稳的难题,以自然界资源丰富的木质素为原料,利用(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵对其进行季铵化改性制备了一种抑制性和环保性兼顾的水基钻井液页岩抑制剂SGI-1。通过线性膨胀实验、页岩滚动回收实验评价了抑制剂SGI-1的抑制性;通过接触角实验、水活化度实验及Zeta电位实验对SGI-1抑制机理进行分析;对SGI-1生物毒性及对钻井液性能的影响进行评价。结果表明:抑制剂SGI-1加量为2.0%时,16h后页岩滚动回收率为94.10%、线性膨胀率5.81%,优于2.0%聚胺;SGI-1可以改变岩石润湿性,页岩接触角由20.4°增大至69.9°;SGI-1可以降低水活度,增强抑制剂对自由水的束缚程度;SGI-1表面所带的阳离子基团可以与黏土颗粒吸附,并在其表面形成疏水膜减少钻井液滤液侵入。此外,SGI-1与钻井液具有较好的配伍性、较低的生物毒性,对钻井液流变性及失水造壁性影响较小。     

一种高温高压钻井液的性能评价及现场应用

钻井液抗温能力差,高温高压地层钻井频繁出现井漏、井壁失稳、机械钻速慢等复杂情况。室内评价了低固相抗高温DURATHERM钻井液的抗温性能、封堵性能、抑制性能及储层保护性能。180℃高温热滚实验前后流变性变化幅度较低,在10cm距离内可有效封堵模拟储层渗透率的砂岩柱;膨胀实验中膨胀率6%,与饱和氯化钾溶液相当;侵入地层岩心后反排渗透率为原始渗透率92.7%。针对高温高压地层特点,提出DURATHERM钻井液现场应用措施。现场应用表明DURATHERM钻井液适用于高温高压钻井。     

新型水基钻井液用页岩抑制剂LSM-2的合成及性能评价

采用水溶液聚合法,以小分子胺(HA-2)、丙烯基单体(HA-3)、环氧丙烷(PO)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了一种新型两性离子聚合物页岩抑制剂LSM-2,考察了该抑制剂对页岩滚动回收率、膨润土膨胀率、基浆粒度分布、泥页岩压入硬度及现场钻井液性能的影响。结果表明:合成的抑制剂LSM-2具有较好的抑制性能,当质量分数为2.0%时,泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,膨润土的16 h线性膨胀率降至10.9%,基浆颗粒比表面积比未加LSM-2时降低了87.5%,压入硬度保留率可以达到75%以上;LSM-2与现场钻井液体系的处理剂具有良好的配伍性,随着LSM-2质量分数的增加,体系流变性和滤失量变化较小,钻屑滚动回收率显著增大,能够较好地抑制钻屑的水化分散作用,提高了目标区块泥页岩储层段水基钻井液体系的抑制性。     

适用于页岩气水平井新型水基钻井液室内研究

为了解决水基钻井液在页岩气水平井钻探过程中出现的摩阻扭矩大、井壁失稳问题，以超支化聚乙烯亚胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、氯乙酸钾为原料制备了环保型多功能基液AS。该基液表现出优异的润滑性能和抑制性能，且具有良好的环境友好性能。当AS加量为20%时，其润滑系数仅为0.032，且使钠基膨润土压片线性膨胀率小于10%以及黏土层间距始终保持较低。由该基液AS配制的水基钻井液具有稳定性强，以及优异的润滑性能和抑制性能，适用于页岩气水平井，可提高井壁的稳定性钻井安全。     

页岩气水基钻井液抑制剂的抑制性能研究

页岩气已经成为我国非常重要的能源之一。页岩地层黏土矿物含量高,页岩气水平井水平段长,钻井液与地层接触的时间增加,页岩水化更严重,井壁失稳更加突出。页岩气开发过程中钻井液与地层容易发生水化作用,使地层水化膨胀,影响井壁稳定性。因此水基钻井液必须首先作到能完全抑制黏土矿物的水化。通过流变性、滤失量、线性膨胀率对比研究了三种抑制剂。优选出了最佳抑制剂AT-JM,线性膨胀率最低。这为后面页岩气水基钻井液体系的优选提供了非常重要的参考。