耐高温(230℃)饱和盐水钻井液技术研究

我国未来深部大陆科学钻探计划深度为13000 m,温度梯度按3.0℃/100 m计算,井底温度将达到390℃以上,钻井液将面临超高温高压环境,钻井液技术将面临严峻考验。为此,开展了超高温钻井液的预研究,利用抗盐粘土、抗高温降滤失剂、抗高温解絮凝剂、抗高温保护剂等,研制了可用于230℃高温环境的饱和盐水钻井液配方。室内评价试验表明,用该配方配制的耐高温钻井液经230℃、16 h高温滚动老化后,具有良好的流动性能,高温高压失水量(210℃、3.45 MPa)35 mL/30 min。     

超深井240℃高温钻井液室内研究

为了迎接当前大陆科学钻探(CCSD)逐步向深层次钻井的挑战,需要研发高温钻井液体系。本文通过对比多种处理剂的作用原理,评价优选出了抗高温钻井液用增黏护胶剂VIS-H,进一步确定钠基膨润土加量;筛选高温成膜封堵剂Lockseal、降滤失剂SHR和其他处理剂,建立了抗高温水机钻井液体系配方。室内对该体系综合性能进行评价,评价结果表明该体系抗温性能良好,在240℃高温老化后仍能保持较稳定的流变性能和较低的滤失量,且具有较强的抑制性、较高的滚动回收率和低摩阻。该成果对超深井科学钻探具有指导意义。     

凹凸棒土抗高温钻井液的配方实验研究

针对现下钻探深井对抗高温钻井液的要求,在实验室内对聚合物增粘降滤失剂以及钻井液用粘土进行优选,建立抗高温钻井液的配方体系。该体系在经历200 ℃、16 h的热滚实验之后,依然保持良好的体系稳定性以及较低的滤失量。     

抗高温高密度饱和盐水钻井液研究

通过实验研究了高效抗高温降滤失剂PAADS和结合磺化处理剂在饱和盐水钻井液体系中的协同增效作用,并分别对低密度和高密度钻井液体系的流变性、失水造壁性等性能进行了研究,最终确定了以PAADS为主要降滤失剂,复配磺化处理剂的聚磺抗高温高密度饱和盐水钻井液的基本配方体系。该钻井液体系的抗温能力大于200℃,将该体系用重晶石加重至2.3g/cm3,200℃高温老化后AV为160mPa.s,API失水为7.5mL,高温高压失水为11.5mL,具有良好的流变性、失水造壁性和页岩抑制性。最终分析表明:两性离子聚合物降滤失剂PAADS在高密度饱和盐水钻井液体系中,能与无机盐、磺化处理剂等协同增效,能提高体系的抗高温能力(≥200℃),在对体系流变性影响不大的情况下,能有效地控制失水,提高体系失水造壁性、保持井壁稳定。     

定北区块抗高温钻井液体系优化

定北区块储层深埋温高导致常规钻井液体系失效且复杂情况多发,研制一套抗高温钻井液体系已成为解决定北区块钻井复杂情况多发的重要途径。总结分析定北区块钻遇复杂情况及钾铵基钻井液体系性能测试结果,明确了钻井液优化方向——抗高温抑制性、稳定性、降滤失性和封堵能力。针对目前现场常用多种抗高温钻井液处理剂开展了流变性、滤失性、封堵性、润滑性等性能测试实验,优选SMC和SPNH作为抗高温降滤失剂、KCl和聚胺作为抗高温抑制剂、HQ-10作为抗高温封堵剂、白油及石墨作为抗高温润滑剂、SF-1作为抗高温稀释剂,并得出最佳土粉含量为4%,最终得到了抗高温钻井液体系配方。室内性能评价实验表明,该抗高温钻井液体系在180℃热滚72 h后粘度、切力及失水仍满足设计要求,且抗Na Cl及Ca Cl2污染分别达到10%和4%,储层岩心伤害渗透率恢复值可达80%以上。定北抗高温钻井液配方的形成将为定北区块安全高效钻进提供保障。     

GPC-200型耐200℃高温随钻堵漏剂的研制及性能评价

针对现有随钻堵漏材料由于高温下发生碳化甚至失效,不能适用于高温裂隙地层及高温破碎地层堵漏与护壁的问题,通过原料筛选、堵漏材料粒度匹配研究及随钻堵漏剂配方优选,研制了一种抗温可达200℃的耐高温随钻堵漏剂。室内性能评价结果表明,GPC-200型耐200℃高温随钻堵漏剂具有良好的降滤失效果以及抗高温封堵效果,对钻井液流变性影响较小,而且性能优于现有同类抗高温封堵剂产品。该处理剂既可应用于深井油气钻探,也可应用于干热岩钻探及深部科学钻探等,具有广阔的应用前景。     

高温海水钻井液现状及关键技术研究

在重点介绍国内外抗高温海水钻井液处理剂及钻井液体系的研究与应用情况的基础上,提出了几点针对高温海水钻井液未来研究方向的建议,抗200℃以上抗盐关键处理剂(如抗盐降滤失剂、增粘剂、防塌抑制剂、润滑剂等)、海水体系、检测仪器、高温环保等是超高温海水钻井液技术研究的方向。     

抗高温高密度盐水钻井液室内研究

南天山地区是典型的山前构造地带,在超深井钻井施工过程中,普遍遭遇到高温和高压盐水层等复杂问题,这就要求使用的钻井液体系必须具有良好的抗高温和抗盐水污染性能.根据常用的钻井液配方,通过大量室内试验,对影响高密度盐水钻井液流变性的因素,如抗盐抗温降滤失剂、膨润土含量和烧碱含量等进行了优选,并确定了该钻井液体系的最佳配方,即KCl欠饱和盐水钻井液.实验表明该体系抗温200 ℃以上、比重达2.38 g/cm3,具有优良的热稳定性和流变性,具有良好的防塌抑制能力.对南天山地区超深井盐膏层和高压盐水层钻井液体系的选择使用具有积极的指导意义和较高的参考价值.     

抗高温高密度水基钻井液技术研究

西北工区深井、超深井越来越多,随之而来的高温高压问题也越来越突出。针对高温高压对水基钻井液性能的影响,通过对钻井液处理的评价筛选,在大量室内试验的基础上,研究出抗温大于180℃、密度大于2.0g/cm3,抑制防塌性能优异的抗高温高密度聚磺防塌钻井液体系。该体系在顺南501井、顺南4-1井及顺北1-6井进行了现场应用。现场应用情况表明,该体系在高温高压条件下具有流变性好、滤失量低、抑制防塌能力强、性能稳定、易于维护、成本低廉等特点,保障了高温高压超深井钻井施工安全顺利。     

适用于煤层气开采的低密度钻井液技术研究与应用

针对煤储层井壁易坍塌、易受钻井液污染等难题,通过中空玻璃微球密度降低剂的优选及对钻井液性能的影响评价实验,研发了中空玻璃微球低密度钻井液体系.钻井液性能评价实验结果表明：该钻井液具有良好的流变性和滤失性,泥饼薄而致密,API失水量小于5 mL,高温高压失水量小于15 mL,120 ℃老化16 h后钻井液性能稳定,具有很好的抗温性;同时,该钻井液具有很好的抗污染性、防塌性、封堵性、沉降稳定性和保护储层作用.沁南示范区成功进行了1口井的现场试验,钻井液密度0.95 g/cm 3,有效防止了液体对煤储层的污染,有利于后续的煤层气开采。     

抗高温钻井液机理研究及性能评价

随着世界能源需求的增加和钻井技术的发展,深井和超深井的钻探已成为今后钻探工业发展的一个重要方面。一些高温高压地区和储层的钻井技术难题亟待解决,尤其是抗高温钻井液技术,它是制约深井钻井技术的"瓶颈"。由于井越深,井底温度、压力越高,钻井技术的困难越多,尤其是深井和超深井的高温高压条件下对钻井液提出更为苛刻的要求。探索了高温高压滤失量测试新方法,即两次测量法。     

高效防塌封堵处理剂的研究与应用

针对长北区块12-1/4″大井眼大斜段复杂地层,对磺化沥青类的防塌封堵剂FD-50作为钻井液处理剂的性能进行了室内评价,在温度65℃~150℃、压差1.4~3.5MPa范围内,2%FD-50降低实验钻井液滤失量的能力优于对照的FT-1,实验钻井液的高温高压滤失量随FD-50加量的增加(1%~3%)而降低。在现场应用中,FD-50具有良好的护壁和防塌效果,可以在裂缝与微裂缝地层、煤层等易塌地层进行推广。     

一种海水钻井液用环空流变性改善剂的实验研究

某海上钻井项目需要一种海水钻井液用环空流变性改善剂 ,要求在钙质膨润土泥浆中加入 1%的改善剂 ,泥浆胶体稳定性好 ,表观粘度≥ 3 0mPa·s ,动切力≥ 10Pa ,滤失量≤ 10mL ,且要价格经济合理 ,可接受。本文介绍了该改善剂的室内研究过程 ,最后给出了满足要求的配方 ,该配方原料来源广泛 ,价格经济 ,性能优良     

高效磺化酚醛树脂的研制及性能评价

以降低高温深井钻井液的滤失量和成本为目的,从提高磺化酚醛树脂的抗温抗盐性出发,改进磺化酚醛树脂的分子结构,通过阳离子化剂对线性树脂进行阳离子化,合成了新型的阳离子,利用新型的阳离子与合成好的阴离子树脂在一定条件下接枝就可以得到新型的高效离子型磺化酚醛树脂。室內实验及现场泥浆实验表明,新合成的高效酚醛树脂具有良好的抗温抗盐性能,在降低了处理剂用量的同时降低了钻井液的高温高压滤失量,有很好的应用推广前景。     

四元共聚物降滤失剂DMAZ的合成与性能评价

根据水基钻井液降滤失剂作用机理,采用水溶液聚合方法,以氧化还原反应体系为引发体系,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为反应单体,利用分子结构设计合成了四元共聚物降滤失剂DMAZ。以滤失量为评价指标,通过单因素实验确定最佳合成条件为AMPS∶AM∶AA∶NVP的物质的量之比为1∶1∶2∶0.5,单体浓度20%,引发剂用量0.4%,反应温度40℃,反应时间6h。并评价了不同加量降滤失剂对基浆的影响,及与其它处理剂的配伍性。实验结果表明:降滤失剂DMAZ具有良好的降滤失性能,抗温达180℃,与各种水基钻井液体系具有良好的配伍性,能够满足现场施工要求。     

深探井W34井钻井液技术

W34井位于海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷乌东斜坡构造带上,是大庆油田海拉尔探区近年来最深的一口探井,完钻井深4050m。该井二开钻井液技术重点是抑制地层造浆、防止井塌、缩径及井漏;三开裸眼段长达2640m,井底温度达150℃;钻井液技术重点是抑制地层造浆、保持井眼稳定、防塌防漏、增强钻井液抗温能力,选用两性复合离子聚合物钻井液体系。钻至井深3300m加入树脂、抗盐抗高温降滤失剂、硅氟高温降粘剂SF-260及低渗透井壁稳定剂,提高钻井液的抗高温性能及造壁、护壁能力。使钻井液性能在高温条件下满足下部深层钻井施工要求。现场应用结果表明,两性复合离子聚合物钻井液体系,性能稳定,抑制性强,防塌和抗温及携屑能力均满足了探井钻井施工要求。该井钻进周期为109.23d,井径平均扩大率为12.01%,中完及完井电测均一次成功,钻井完井施工顺利。     

高温高压钻井液流变仪应用现状介绍

在深部钻探过程中，井下的高温高压环境对钻井液性能提出了更高的要求。流变性是钻井液的重要性能，保证高温高压状态下钻井液流变性能的稳定是深井安全钻进的必要前提，高温高压钻井液流变仪是测定钻井液高温高压流变性的重要仪器。本文简要地介绍了当前在深部钻探中需要用到的3款高温高压钻井液流变仪，包括其功能特点、主要技术参数和应用情况，旨在为钻探工作者正确选用相关测试仪器、提高钻探安全性和效率提供参考依据。     

六种成膜封堵剂的室内实验优选与评价

为更好地服务深部钻探工程,准确了解冲洗液封堵性能,对6种成膜封堵剂开展了砂床实验、API静失水量实验、流变性能实验及抗温实验等室内实验进行优选与评价。实验结果表明,2号和4号成膜封堵剂在6种成膜封堵剂中封堵性能最好,它们在基浆中的最优加量均为2%,100℃温度条件下加入这2种封堵剂的冲洗液具有较好的抗温性能;冲洗液中膨润土含量和处理剂是影响冲洗液封堵性能的2个重要因素:膨润土含量越高,冲洗液封堵性能越好,加入聚合物、降滤失剂等处理剂可以提高冲洗液的封堵性能。砂床实验是评价冲洗液封堵性能好坏的重要依据。     

聚磺钻井液泥饼厚度及致密性研究

以API滤失量和泥饼厚度作为评价指标,运用正交试验设计法,对聚磺钻井液配方中的处理剂进行了筛选,并对该钻井液的配方进行了优化及性能测试。研究结果表明:对泥饼厚度影响最大的是膨润土和CMC-7,对泥饼致密性影响最大的是K-PAM和SMP-2。在低于120℃的温度范围内,随温度的增加,钻井液的粘度变大,泥饼厚度增加,滤失量也变大。     

抗高温封堵防塌钻井液在火成岩水平井中的应用

针对大庆深部火成岩地层裂缝发育,施工过程中易发生井漏、垮塌及钻井液性能在高温条件下变化大等情况,从深部火成岩地层地质情况及深层火成岩水平井施工难点出发,明确了钻井液技术研究方向,通过开展抗高温降滤失剂ZJY-1及抗高温增粘剂ZJYZN-1的研制,配合新型高效封堵材料DQSZFD-1,研发出抗高温封堵防塌钻井液技术,该技术适用于深层火成岩直井、大斜度井、水平井施工。室内研究、现场应用过程中表明,该体系具有较强的高温稳定性、井壁稳定能力和润滑防卡能力,抗温180℃以上,有效地解决了深层火成岩水平井由于地层原因发生井漏问题,施工中润滑和高温稳定性问题,保证了深层火成岩水平井的安全高效施工,创造了大庆油田多项深层水平井施工记录,井深最深达5424m,水平段最长达1608m,满足了深层火成岩水平井安全、高效施工需要,为深层火成岩气藏高效开发提供了技术保障。