钻井液处理剂及体系对聚合醇JLXI浊点的影响

聚合醇类水基防塌钻井液体系(简称 PEM)作为适应环境保护要求的一种新型钻井液体系应用越来越广泛。PEM 的核心处理剂为聚合醇类水基防塌润滑剂 JLX,JLX是一种非离子型低分子量聚合物,其作用机理是具有浊点特性。研究了钻井液体系及常用处理剂对两种聚合醇 JLX1 和JLX2 浊点的影响。实验结果表明,无机处理剂如 KCl 对 JLX浊点有显著的影响;而有机高分子处理剂的影响则较复杂,低浓度时能使 JLX 浊点上升,高浓度时则使 JLX 浊点下降;体系也能降低 JLX 浊点,并且对低浓度的无机处理剂如 KCl有一定的缓冲作用。     

油田用聚合醇化学剂研究与应用

综述了聚合醇作为油田化学荆的研发和应用。论述了聚合醇在钻井液中的性能：抑制防塌性；润滑性；消泡性；无毒环保性。讨论了在钻井液中的抑制机理：浊点效应；降低滤液渗透能力；在黏土矿物上竞争吸附；与无机盐的协同效应。介绍了7种含聚合醇的钻井液及其应用效果：甲酸盐／正电聚醇钻井液、聚合醇／正电胶聚合物钻井液、铝盐聚合醇钻井液、聚合醇饱和盐水钻井液、小阳离子／聚合醇钻井液、聚醚多元醇钻井液、充氮气多元醇防塌钻井液。还介绍了用作酸化液助排剂和蒸汽吞吐井地层预处理剂的两种聚合醇的应用情况。参23。     

聚合醇钻井液技术室内研究与现场应用

通过对聚合醇钻井液体系的室内研究，并结合现场应用情况，分析了该体系的性能特点，指出聚合醇钻井液体系具有良好抗温性、热稳性、润滑性和防塌性。利用聚合醇的浊点效应，降低钻井液的高温高压滤失量，能满足深井、大斜度大位移定向井的钻井工程的使用要求，并且在保护环境等方面具有积极的意义。     

聚合醇JLX防塌润滑性能研究

室内研究了聚合醇（JLX）的防塌润滑性能及其与浊点的关系,探讨了其作用机理。研究结果表明,聚合醇的浊点效应对聚合醇的防膨性能有影响,在浊点以上温度的防膨效果明显优于浊点以下温度的防膨效果。当环境温度高于聚合醇浊点温度时,聚合醇钻井液发生相分离,形成一憎水似油的相,该相具有更好的润滑性能,同时对低渗透泥页岩具有封堵孔隙作用,从而有效地抑制钻井液液柱压力向地层传递,起到稳定井壁的作用。     

氯化钙/聚合醇钻井液体系的研究及应用

研制开发了氯化钙/聚合醇钻井液体系,并在史136井应用。实验和现场应用表明,氯化钙/聚合醇钻井液体系具有优良的泥页岩抑制性、润滑性、抗温性及流变性,可通过改变氯化钙浓度调整聚合醇浊点,以满足不同井深的需要。该体系的应用解决了强水敏泥页岩的稳定问题,具有良好的经济效益。     

聚合醇在钻井液中浊点变化规律研究及应用

研究了各因素对聚合醇浊点的影响规律,考察了在浊点温度前后,聚合醇对钻井液性能的影响。试验结果表明,使用聚合醇能改善钻井液性能,尤其在浊点温度以上使用时,更显著提高了钻井液的抑制性、润滑性和高温降滤失性能。通过在川东地区天东017-X2井钻井液中优化使用聚合醇,同比邻井应用更合理和节省费用。     

聚合醇钻井液技术室内研究与现场应用

通过对聚合醇钻井液体系的室内研究,并结合现场应用情况,分析了该体系的性能特点,指出聚合醇钻井液体系具有良好抗温性、热稳性、润滑性和防塌性。利用聚合醇的浊点效应,降低钻井液的高温高压滤失量,能满足深井、大斜度大位移定向井的钻井工程的使用要求,并且在保护环境等方面具有积极的意义。     

硅酸钾聚合醇钻井液的研制及性能评价

从处理剂的综合作用出发,将硅酸钾的化学效应(胶凝沉淀)以及聚合醇的物理效应(浊点效应)复合应用,建立了一套具有凝胶-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系,并对该体系的性能进行了综合评价。实验结果表明,该体系具有流变性好、失水造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(抗NaCl污染6%(w);抗Ca2+或Mg2+污染0.5%(w);抗钻屑污染15%(w))、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等优点,为钻井液稳定井壁研究开拓了新的发展方向。     

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基于钻井液技术所面临的油气层保护，安全快速钻井方面的严格要求。从优选处理剂入手，根本上能够解决页岩水化、油层保护、环保等方面的问题，研制了一种新型聚合醇钻井液。由于聚合醇易于生物降解、利于环保、保护油层等特点，很快引起了人们的关注。聚合醇的作用机理表现为：聚合醇具有浊点效应，当温度降低到浊点温度以下时，聚合醇开始溶解，而温度高于浊点温度时，从水中析出，形成憎水膜，吸附在页岩表面，抑制页岩水化分散的作用；聚合醇与无机盐具有协同效应，起到了抑制页岩水化分散，稳定页岩的作用；聚合醇可增大滤液的粘度、降低滤液的化学活性，抑制页岩水化分散。进行了聚合醇对钻井液的流变性、热稳定性、抑制性等方面的研究，实验结果表明聚合醇的浓度在3%时，所研制的聚合醇钻井液具有很好的热稳定性、抑制性与较好的流变性，能够满足钻井施工的要求。     

硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究

将硅酸钾的胶凝沉淀效应和聚合醇的浊点效应结为一体,建立了一套具有胶凝-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系.性能评价结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液具有流变性好、滤失造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(可抗6%NaCl,抗5000 mg/L Ca2+和Mg2+,抗15%钻屑)、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等特点,膜效率达到了82%.通过电镜扫描研究了硅酸钾钻井液和硅酸钾聚合醇钻井液形成的泥饼表面和泥饼断面情况,结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液泥饼表面片状膜结构伸展性好且连接性紧密,断面较紧凑且均匀,既有硅酸钾处理后泥饼所呈的片状膜结构,又有聚合醇处理后泥饼整体似一层的致密特性.该钻井液兼有硅酸钾钻井液和聚合醇钻井液的优点.     

海上钻井多功能水基钻井液研究

水基钻井液迄今仍然是海上钻井的首选钻井液。自20世纪90年代开始应用的正电聚醇钻井液和甲酸盐钻井液均具有良好的使用性能。为适应海上钻井需要而研制的新型正电聚醇-甲酸盐钻井液体系,兼具正电聚醇和甲酸盐钻井液的优点。在地层孔隙压力较低时,主要使用正电聚醇处理剂确保钻井液具有良好的性能;而在地层孔隙压力较高时,则配合使用甲酸盐进行加重,以维持一种性能优良的低固相钻井液体系。实验研究和现场应用表明,正电聚醇和甲酸盐的共同作用可使钻井液具有防塌、润滑、环保和储层保护等多种功能。     

适用于滩海地区的正电聚醇/甲酸盐钻井液

目前,水基钻井液仍然是滩海钻井的首选钻井液.正电聚醇钻井液和甲酸盐钻井液自从20世纪90年代在现场应用以来,均表现出良好的性能.为适应滩海钻井的需要,充分发挥正电聚醇和甲酸盐的优势,研制出了一种新型的正电聚醇-甲酸盐钻井液体系.在地层孔隙压力较低或较高时,分别利用正电聚醇或甲酸盐作为主要处理剂以确保钻井液具有良好的性能并维持较低的固相含量.分析了正电聚醇、甲酸盐的作用机理及其协同增效作用.室内试验评价了该钻井液的抗温性、抑制性、保护油气层性能以及用甲酸盐加重对钻井液性能的影响.该钻井液在埕海4和庄海12井等进行了初步应用,在应用中钻井液粘度变化不大,埕海4井和庄海12井的平均井径扩大率分别为9.19%和6.91%,明显低于邻井;起下钻及下套管正常,无遇阻情况,电测顺利.室内试验和现场应用结果均表明,正电聚醇和甲酸盐的协同作用,可使钻井液具有防塌、润滑、环保和储层保护等多种功能.     

新型甲酸盐/正电聚醇钻井液研究

充分利用正电聚醇和甲酸盐的协同增效作用，研制了新型甲酸盐/正电聚醇钻井液体系。在地层孔隙压力较低时，主要使用正电聚醇处理剂确保钻井液具有良好的性能；在地层孔隙压力较高时，则配合使用甲酸盐进行加重，以维持低固相钻井液体系的优良性能。在张海5井、张海11井等多口井的应用表明，甲酸盐/正电聚醇钻井液具有抗温、防塌、润滑和储层保护等多种功能，能很好地满足安全、快速钻井的要求。     

新型甲酸盐/正电聚醇钻井液在南部滩海地区的应用

南部滩海是大港油田的重点勘探区域之一.该地区明化镇组和馆陶组地层粘土矿物以伊蒙无序间层为主,而且间层比很高,在钻井过程中常出现易塌、易漏失、起下钻遇阻及钻井液性能不稳定等复杂情况.为实现安全、快速钻进,充分利用甲酸盐与正电聚醇的协同增效作用,研制并优选出了一种甲酸盐/正电聚醇强抑制性钻井液.在张海5井等5口井的现场应用试验表明,这种钻井液体系表现出抗温性好、抑制性强、润滑性好、储层保护效果好等多种功能;该体系性能稳定,容易维护,很大程度地提高了井壁稳定性,如张海5井三开井段平均井径扩大率仅为5.66%,井径规则,现场进行多次电测和核磁共振测试,均一次成功,建议在该地区进行推广应用.     

提高可循环泡沫钻井液保护油气层效果研究

通过对可循环泡沫钻井液进行微观分析，并考察其对油藏岩石润湿性的影响，探讨了可循环泡沫钻井液保护油气层的机理。为进一步提高可循环泡沫钻井液的油层保护效果，优选出两种配伍性较好的油层保护添加剂：特定浊点的聚合醇和一定级配的暂堵剂。实验结果表明．泡沫钻井液中加入适量暂堵剂和聚合醇后，渗透率恢复值从66．54％增加到84．30％，油气层保护效果显著提高，而且它们对体系的稳定性和流变性没有不良影响。聚合醇与暂堵剂协同作用，既能保持泡沫钻井液体系独特的性能，又能充分发挥各自的保护油气层作用，实现了3者的有机统一，有效提高了该特殊钻井液体系的油气层保护效果。     

有机盐聚合醇氯化钾钻井液的应用

霍尔果斯背斜构造极其复杂,内应力极高,地层倾角大,断层、破碎带多,并存在高低压互层;安集海河组的灰绿色软泥岩水化严重并具有粘弹塑性.该区块重点探井霍003井三开、四开井段选用有机盐聚合醇氯化钾钻井液,同时为保证钻井液在高密度下（2.55 g/cm^3）具有好的流变性,使用活化铁矿粉、活化重晶石加重.应用结果表明,由于采用了强抑制和多元封堵的措施,该钻井液具有良好的流变性和较强的携带能力,钻进中曾携带出重2.8 kg和5.1kg的大掉块;滤失量低,泥饼质量好,封堵能力强,造壁能力强,减轻了井下阻卡程度;有良好的储层保护能力;在室内研究的基础上,经过现场合理使用和维护钻井液,霍003井提高了机械钻速,缩短了钻井周期,井身质量优于邻井.指出在高密度下,未选出适合有机盐聚合醇氯化钾钻井液的稀释剂,钻井液流动性较差.     

Development and applications of solids-free oil-in-water drilling fluids

The increasing application of near balanced drilling technology to low-pressure and depleted fractured reservoirs requires the use of low-density drilling fluids to avoid formation damage. Solidsfree oil-in-water （O/W） emulsion drilling fluid is one type of low-density drilling fluid suitable for depleted fractured reservoirs. In this paper, the solids-free O/W drilling fluid was developed and has been successfully used in the Bozhong 28-1 oil and gas field, by which lost circulation, a severe problem occurred previously when drilling into fractured reservoir beds, was controlled, thereby minimizing formation damage. The O/W emulsion drilling fluid was prepared by adding 20% （by volume） No. 5 mineral oil （with high flash point, as dispersed phase） into seawater （as continuous phase）. Surfactant HTO-1 （as a primary emulsifier） and non-ionic surfactant HTO-2 （as a secondary emulsifier） were added into the drilling fluid system to stabilize the emulsion; and YJD polymer was also added to seawater to improve the viscosity of the continuous phase （seawater）. The drilling fluid was characterized by high flash point, good thermal stability and high stability to crude oil contamination.     

多元醇水基钻井液体系综述

新型多元醇水基钻井液体系不但具有油基钻井液的优异性能,而且不存在污染环境和干扰地质录井问题,对解决井下复杂难题特别是页岩稳定问题非常有效。介绍了从90年代以来国外开发和应用的多元醇水基钻井液添加剂的种类及《世界石油》杂志公布的产品牌号;探讨了多元醇的作用机理。多元醇抑制泥页岩水化分散的机理归纳起来有3种：①浊点效应,对有浊点行为的多元醇,当环境温度在浊点以上时,该机理才起作用;②降低滤液化学活性,抑制机理是渗透机理所致,但要求多元醇浓度必须较高,而在3％－5％的一般加量下该机理不能实现;③与水分子争抢页岩中粘土矿物上的吸附位置。介绍了诸学者对第三种机理进行的试验研究以及多元醇水基钻井液的应用及效果。     

钻井液体系分类方法研究进展

综述了国内外钻井液体系分类方法,介绍了分散介质分类方法、API和IADC钻井液分类方法,提出了按钻井液密度大小分类的新方法。按密度分类主要可分为5大类,包括密度小于1.0g/cm3的低密度钻井液、密度介于1.0~1.2g/cm3之间的普通钻井液、密度介于1.2~1.6g/cm3之间的普通加重钻井液、密度介于1.6~2.3g/cm3之间的高密度钻井液、密度大于2.3g/cm3的超高密度钻井液。根据密度对钻井液体系进行分类,有利于钻井液体系的选择与使用。