新型抗高温高密度纳米基钻井液研究与评价

针对高密度钻井液体系抗高温和低黏的需求以及纳米材料优异的物理化学特性,在高密度钻井液中引入了一种纳米材料HTSi-01.纳米材料HTSi-01是一种白色蓬松粉体改性纳米二氧化硅,其平均粒径在20 nm左右,比表面积大于600 m2/g,能在黏土颗粒和处理剂分子不饱和残键上形成牢固的物理化学吸附,从而显著改善钻井液润滑性,降低体系的黏度和切力,并能增强泥饼的致密性,降低体系的滤失量.通过一系列处理剂及其浓度优选和处理剂配伍性实验研究,得到了抗180℃高温、密度达2.36 g/cm3的新型纳米基钻井液体系.该钻井液体系具有优异的流变性及滤失造壁性能,抑制性良好,抗盐在29％以上,抗氯化钙达0.5％,48 h沉降稳定性良好,能悬浮和携带岩屑,并降低钻井液当量循环密度,满足高温高压深井钻进的需要.     

钻井液用纳米乳液RL-2的研究与应用

纳米乳液RL-2是通过物理和化学方法制备的一种新型的钻井液处理剂,具有纳米材料的特性.室内进行了RL-2的配方研究,并对纳米乳液RL-2的抑制性能、防塌性能和保护油层性能进行了评价,结果表明,纳米乳液RL-2与钻井液的配伍性好,具有好的抑制防塌、润滑性能和保护油气层能力.该乳液在胜利油田现场试验20口井,均取得了良好的效果,以在垦东405-平1井和桩23区块的应用为例,介绍了其实施情况.现场应用证明,以纳米乳液RL-2为主要处理剂的钻井液具有优异性能,使用该钻井液体系,井壁无坍塌,起下钻畅通,完井电测作业顺利,油气产量高;该钻井液适于水平井、大位移井、深井及探井的钻井施工. 同时,对纳米乳液RL-2的作用机理进行了深入的探讨.     

纳米技术在钻井液中的应用进展

纳米材料添加剂是当前钻井液领域的研究热点之一。在钻井液中添加纳米材料可以实现控制流变性、提高抗温性能、降低滤失量、提高润滑性等效果。通过分析纳米SiO2、纳米CaCO3、C 纳米材料、纳米乳液等纳米材料的物质结构、物理性质和化学性质，简述了它们在钻井液中的作用机理、使用效果、现场实例及应用现状。提出了根据材料独特理化性质针对性使用、构建数学模型预测纳米添加剂效果以及通过复配降低纳米添加剂成本等建议。     

国内钻井液处理剂研发现状与发展趋势

为指导钻井液处理剂的开发,在介绍各种不同作用的合成聚合物、合成树脂磺酸盐等合成材料处理剂,淀粉、纤维素、木质素、腐殖酸和油脂等天然材料改性处理剂,以及废塑料、油脂下脚料改性处理剂等钻井液处理剂研究与应用现状的基础上,分析了不同类型钻井液处理剂在应用、研发和生产中存在的问题,指出了钻井液处理剂的发展趋势和开发方向,对今后研发新单体、寻找新原料、开发新结构的合成材料和对天然材料进行改性、利用工业废料及农林加工副产品研发新型、低成本、绿色环保的钻井液处理剂具有较好的指导作用。      

原位活化纳米材料提高油基钻井液乳化稳定性研究

根据纳米颗粒材料可以提高乳状液稳定性的基本原理，将提高乳状液稳定性的纳米颗粒材料引入到油基钻井液中。研究了纳米颗粒材料与原位活化纳米颗粒材料的性质，他们提高油基钻井液乳化稳定性的程度，及其他们加入密度为2.1 g/cm3 的油基钻井液后的综合性能变化。结果表明，原位活化的纳米颗粒材料小于100 nm 并可以在油相中分散，随着原位活化纳米颗粒材料加量的增加，油基钻井液破乳电压稳定性也增加，最大增加幅度可达1 倍；添加了0.5% 的原位活化纳米颗粒材料的高密度油基钻井液，在120 ℃条件下老化16 h 后与未添加原位活化纳米颗粒材料相比，破乳电压从479 V 提高到773 V，高温高压降滤失性能从8.4 mL 降低到3.8 mL。      

钻井液处理剂及体系对泥页岩坍塌压力的影响研究

水基钻井液通常使泥页岩坍塌压力增加,研究钻井液及处理剂体系对地层坍塌压力的影响有助于研究优选防塌钻井液处理剂及体系.介绍了通过岩心力学性能测试分析计算地层坍塌压力的方法,研究了部分处理剂对地层坍塌压力的影响,认为增强抑制和封堵能力可降低地层坍塌压力.文中提出的钻井液处理剂及体系对泥页岩坍塌压力影响的研究方法是切实可行的,可用来优选研究防塌钻井液处理剂、优选防塌钻井液体系、确定合理的防塌钻井液密度.研究表明,在聚合物或聚磺钻井液中加入抑制剂(如KCl)和粒度及软化点适当的封堵材料可降低地层的坍塌压力.     

纳米材料在钻井液中的应用研究进展

针对页岩渗透率低,常规钻井液封堵性差、抑制性及油气层保护能力弱等问题,钻井液界学者提出利用纳米材料物理堵塞、表面吸附有效封堵页岩孔隙,以提高钻井液的井壁稳定性和储层保护能力。文章就国内外纳米材料用于钻井液中的实验研究和现场应用情况进行了总结,对目前研发的钻井液用纳米材料进行了分类分析,探讨了应用纳米材料的可能性与优势,重点介绍了MMH正电胶、纳米膨润土复合物、有机/无机纳米复合材料、纳米聚合物、纳米乳液等纳米材料在钻井液中的应用研究进展,提出了钻井液中应用纳米材料存在的问题及发展方向。     

复杂地层条件下钻井液优化使用的探讨

中国石化西部新区等地层情况十分复杂,对在钻井中存在的钻井液问题进行了分析,着重从钻井液优化使用方面进行了探讨.认为:提高体系的抑制性,应该尽可能采用电性较高的钻井液,不同电性的处理剂尽量不要混用;为简化钻井现场配浆时间,提高钻井液流变性能及胶体稳定性,应按照钻井液配方,预先在泥浆站采用湿挤压钠化、改性和增效的方法制成方便钻井液复合粉;为在井壁形成高质量泥饼,钻井液体系应具备尽可能高的正电性,体系中固相颗粒应有一定的细度和合理级配,并且钻井过程中,井底应保持一定的过平衡压力,另外,应重视对所选用钻井液泥饼的物理化学性质进行检测和研究.     

钻井液技术发展趋势浅析

介绍并分析了国内外最新出现的几种水基钻井液技术:无渗透钻井液技术、水基成膜钻井液技术、正电性钻井液技术和纳米处理剂基础上的钻井液技术,认为新技术表现出以下特点:1)更重视钻井液的油气层保护性能;2)重视钻井液技术与相关学科的交叉;3)钻井液体系设计更趋于定量化;4)钻井液新技术是理论上创新的结果.认为未来钻井液技术及发展将呈现以下4大特色:1)钻井液体系方便化;2)钻井液处理剂和体系更多功能化;3)钻井液处理剂和体系颗粒纳米化;4)钻井液体系将具有真正意义上的强抑制性能.     

纳米改性CMC的制备、结构表征和性能评价

选用锌类纳米材料ZZ作为纳米复合处理剂的制备原料，采用溶液共混法与乳液共混法为主、机械共混法为辅的共混方法制得了纳米改性材料CMC-ZZ。红外光谱谱图测试结果表明，CMC与ZZ表面通过氢键结合形成吸附层；应用扫描电镜对纳米改性材料进行结构分析表明，纳米材料ZZ与CMC并非简单地混合在一起，而是发生了物理／化学作用；性能评价结果表明，纳米改性材料CMC-ZZ能改善钻井液的护胶性能，降低常温及高温高压滤失量，同时也能提高塑性黏度和动切力，所以CMC-ZZ能明显提高钻井液老化后的表观黏度。因此当需要提高钻井液高温（大于180℃）下的动切力时，可选用纳米改性材料CMC-ZZ。     

国外超低渗透钻井液技术综述

概述了国外超低渗透钻井液完井液技术研究和发展现状.介绍了超低渗透钻井液的组成、超低渗透钻井液技术的关键处理剂--滤失控制井眼稳定剂的组份、超低渗透钻井液完井液技术的作用机理、新的测试滤失量的实验方法及其现场应用效果.与以往钻井液体系相比,该体系具有关键处理剂作用机理独特、防漏防塌、防压差卡钻、有利于提高压力敏感性地层承压能力、保护油气层以及环境友好且地层适应性较广泛的显著特点.     

纳米技术在石油领域的独特应用与前景展望

纳米技术的出现是材料科学领域的典型代表与结晶。从石油炼制、石油钻井、井下传感装置与成像系统、天然气开采、提高原油采收率以及油田污水处理等6个方面介绍了纳米技术在石油领域中的独特应用,同时展望了纳米技术今后在石油化工领域大规模应用的可能性与发展前景。最后指出纳米技术需要进一步攻关解决的主要问题。     

纳米材料在精细化工领域的应用

精细化工的技术进步离不开性能优良异的材料，纳米材料的特殊性能引起了科技人员的关注。综述了纳米材料的主要性能及其精细化工领域的应用现状。     

NM钻井液体系现场应用研究

NM体系是一种含有纳米材料的钻井液。该体系是近年来研制成功的一种新型钻井液，并在现场进行了初步试验。NM钻井液研制成功至今，已在胜利油田和中原油田不同油区的水敏性地层和低渗透油层中进行了30多口井的现场应用，均取得了良好的钻井效果。总结了纳米材料在大位移井和深井等非常规井中的应用。结果表明，NM钻井液具有优良的流变性，抑制性强、润滑防塌能力良好、携砂能力强、流变参数合理、性能稳定，页岩回收率较高，润滑系数较低，滤失量低，特别是高温高压滤失量较低；该体系与处理剂配伍性好，油层保护效果好，渗透率恢复值较高；现场转化使用方便，可以满足安全钻井和保护油气层等需要。     

纳米材料在油田化学中的应用

纳米材料由于具有某些特殊性能受到科技界的广泛关注.介绍了纳米材料的基本效应和具有特殊性能的原因.综述了纳米材料在钻井液、调剖堵水、驱油、油气田废水处理中的应用,并分析了应用中存在的问题.对纳米材料在油田化学中应用的发展趋势进行了展望.     

纳米材料及其在石油化工催化剂和添加剂中的应用前景

对纳米材料科学的基本原理、纳米材料制备的一些方法 ,以及纳米材料在石油化工催化剂、助剂和添加剂中的应用前景做了介绍 ,并列举了一些处于起始阶段的研究和应用实例     

纳米材料作为润滑油添加剂的应用与发展趋势

综述各种纳米材料在润滑油中的应用现状，研究被用做润滑油添加剂的纳米金属粉体、纳米硫化物、纳米稀土化合物、纳米氧化物、纳米硼酸盐的抗磨减摩性能，探讨纳米润滑材料的发展方向。     

低渗透储层多级架桥暂堵储层保护技术

水锁、水敏及碱敏等造成了低渗透砂岩储层渗透率难以恢复的伤害,成为了储层保护的技术瓶颈。为此,依据屏蔽暂堵技术原理,以岩心实验确定的对渗透率贡献最大的孔喉半径区间为依据,研制出了与储层孔喉渗透率贡献率分布相匹配的多级架桥暂堵油气层保护剂,它由多级架桥粒子FDPD和可变形粒子FEP组成,在钻井液中最佳加量分别为4%和2%～3%。室内对加入多级架桥暂堵油气层保护剂前后钻井液性能变化和岩心渗透率恢复值进行了实验评价。结果表明：①岩心渗透率恢复率达85%,能很好地保护低渗透储层;②多级桥架暂堵剂加入钻井液后,虽钻井液的黏度和切力有所上升,但波动不大,能够满足工程的要求;③中压滤失量和高温高压滤失量降低,更有利于储层保护。2口应用井与同区块其他井相比油气产量明显提高,起到了良好的储层保护作用。该技术具有低成本、施工方便等特点,是一种切实可行的低成本且安全可行的油气层保护方法。     

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。     

页岩气油基钻井液体系性能评估及对策

油基钻井液已成为开发页岩气水平井的关键技术之一,具有稳定井壁和保持井眼清洁的功能。通过评价中石油川渝地区油基钻井液体系的流变性、封堵性、固相含量和稳定性等性能,并结合这些井的井下复杂情况原因分析,得出封堵性是保持井壁稳定的关键,提高钻井液φ₆值和排量可以改善井眼清洁,有害低密度固相含量的增加是导致钻井液性能恶化的主要原因。针对井壁失稳、井眼清洁和性能维护等问题,建立了纳-微米封堵评价方法,确定了有害低密度固相含量计算方法,并形成了页岩气油基钻井液技术规范,有望为页岩气水平井的开发提供技术支持。