低固相超高温水基钻井液研究及应用

冀东油田南堡构造深部潜山储层温度高、压力低、裂缝发育,为满足保护储层和井下携岩的需要,基于开发的聚合物增黏剂SDKP以及对抗高温降滤失剂、油溶性封堵剂、润滑剂、高温保护剂和防水锁剂的优选,优化出一套低膨润土低固相超高温水基钻井液。室内评价结果表明,1%SDKP溶液在165℃老化16h后,表观黏度保持率仍可达20%,表明SDKP的耐温性能好;SD-101和SD-201复配可显著降低1.0%膨润土基浆的滤失量,油溶性封堵剂HQ-10可显著降低高温高压滤失量;该钻井液抗温达235℃,在200℃下的塑性黏度达到15mPa·s,满足携岩需要,抗污染能力强,能抗10%NaCl、2%CaCl_2、10%劣质土污染,抑制性好,膨胀率降低率达78%,页岩回收率从8.24%提高到84.45%,储层损害小。在探井南堡3-82井五开井眼的现场应用表明,该钻井液在220℃井底温度下的流变参数基本稳定,API滤失量不变,携岩性好,顺利钻达井深6037m完钻,自喷求产,产液量为43.20 m~3/d。证明该钻井液可满足现场高温低压储层的钻井需要。     

新型内相油基钻井液性能实验研究

室内研制形成了以NH4Ca(NO3)3水溶液为内相的新型油基钻井液体系,并与具有相同活度的以CaCl2、NaCl、KCl水溶液为内相的油基钻井液进行了性能对比。对比研究结果表明,用NH4Ca(NO3)3溶液配制的油基钻井液流变性能好,相同剪切速率条件下,体系黏度最小,老化前后流变参数变化的幅度最小;在动态剪切和静态老化条件下,相对于其他体系,其密度的变化值最小,体系的沉降稳定性能最优,高温高压滤失量最低。分析其机理为:体系活度相同时,NH4Ca(NO3)3水相的密度最大,减少了所需的固相量,因此钻井液黏度最低;电解质浓度最高,电解质压缩液滴表面的表面活性剂,使表面活性剂排列变得紧凑,界面张力降低,乳液的粒径变小,使乳状液稳定性增强。     

阳离子烷基糖苷的合成及应用

简要介绍了阳离子烷基糖苷的3种合成方法,国内外对阳离子烷基糖苷产品的开发现状、产品种类.详细介绍了阳离子烷基糖苷产品的应用,包括用于洗涤护理剂、纺织印染助剂、农药、水处理剂及钻井液处理剂等领域,为后续阳离子烷基糖苷的合成及应用提供一定的指导.     

烷基糖苷的合成及其钻井液研究进展

烷基糖苷是近年来发展起来的一类新型非离子表面活性剂,性能优良,应用领域广泛,越来越受到表面活性剂行业及油田化学行业的重视。本文对烷基糖苷的合成及在钻井行业中的应用研究进展进行了综述,为后续烷基糖苷的合成及应用研究提供一定的指导。     

聚合物P(NaAMPS-VCL-DVB)分子结构对其温敏缔合行为的影响

采用可见分光光度计、变温核磁共振氢谱、流变仪等,从浊点和黏度变化方面研究了2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸钠(NaAMPS)/N-乙烯基己内酰胺(VCL)/二乙烯苯(DVB)聚合物PAVD在水溶液中的温敏缔合作用,揭示了PAVD分子结构对其温敏缔合作用的影响规律。可见分光光度计和变温核磁共振氢谱对PAVD水溶液相变过程的跟踪研究表明,聚合物分子中VCL含量越高,浊点越低,且变温核磁共振氢谱测试表明,PAVD分子VCL侧链上亚甲基链段会随着温度的升高而变为疏水性,进而产生疏水缔合作用;流变测试表明,只有当聚合物分子中VCL含量处于一定范围内时,其溶液会出现明显的温敏增稠现象,且VCL含量越高,临界增稠温度越低,温敏增稠现象越显著。最后基于临界增稠温度和浊点的对比分析,对聚合物水溶液的温敏缔合过程进行探讨。     

井壁强化作用影响因素的数值模拟

近年来,井壁强化等先期封堵技术逐渐得到了应用和发展,但其相关影响因素及作用机理还未得到深入揭示。通过建立多孔弹性介质的有限元模型,考虑地应力各向异性、架桥位置、漏失速率及裂缝后端压力等因素的影响,对井壁强化机理及相关影响因素进行了分析。模拟结果表明,刚性封堵材料通过减缓裂缝后端由于压力下降所产生的形变,并将该形变向井壁周围传递,使架桥后裂缝附近的井壁周向应力增加,从而导致裂缝趋于闭合;地应力各向异性越小,裂缝闭合趋势越明显;漏失速率越大,越有利于封堵颗粒的快速架桥,井壁强化效果越好;封堵材料架桥时,架桥位置距离裂缝端口越近,架桥位置后端压力越接近地层孔隙压力,越有利于裂缝的闭合及抑制裂缝尖端的扩展。      

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硅酸盐泥浆在二次大战期间的美国得到了大量应用，近年来国内外也有关于采用硅酸盐高效地稳定地层粘土的报道。应用流变性、颗粒分布、电动电位等温吸附量及化学反应等实验，探讨了硅酸盐稳定粘土的作用机理，所得结论为：在通常的应用条件下，主要机理是分布尺寸较宽的硅酸粒子通过吸附、沉降、扩散等途径结合到粘土表面，堵塞粘土层片之间的缝隙，抑制粘土的水化，从而稳定了粘土；在某些极端的应用条件下，硅酸盐能与粘土进行化学反应产生无定形的、胶结力很大的物质，使粘土等矿物颗粒凝结成坚固的块体     

自适应防漏堵漏钻井液技术研究

针对钻井液漏失地层非均质性强及漏失通道尺寸难以准确预知等问题,提出了自适应防漏堵漏钻井液技术。该技术无须明确预知漏失地层孔喉直径,能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,对较宽孔径分布的漏层具有很好的封堵作用,封堵速度快,封堵层浅,适合于油层防漏、堵漏。室内评价表明,自适应防漏堵漏钻井液能在一定范围内对不同孔径分布的漏层产生良好的封堵作用。封堵率达到90%以上,封堵带压力强度大于9MPa,封堵厚度小于1cm,切片后渗透率恢复率达90%以上。现场应用证明,自适应防漏堵漏钻井液能有效提高地层的承压能力,并且有良好的防漏及堵漏效果。     

泥页岩水化应力实验方法与实验装置

分析了泥页岩水化应力产生机理及其影响因素，建立了泥页岩水化应力测试方法，并通过对原有实验仪器的改进，建立了泥页岩水化应力定量测定模拟实验装置，实现了泥页岩水化应力的定量测定。实验结果表明，提出的实验方法得当，使用的实验仪器平行性好，完全可以满足泥页岩水化应力的定量测定，为泥页岩水化应力定量测定和深入研究泥页岩井壁稳定机理提供了一种室内实验研究手段和方法。实验结果证明了水化应力的存在，其最大值出现在泥页岩与水作用一定时间后，为井壁周期性坍塌提供了解释依据。     

温敏形状记忆堵漏材料实验研究

为改善桥接堵漏材料自适应性及封堵效率,提高复杂裂缝性地层堵漏作业的成功率,基于温敏型形状记忆材料,研制了一种具有热激活特性的形状记忆堵漏剂,经过粉碎、造粒得到不同粒径的形状记忆堵漏剂颗粒。室内评价实验表明,新研制的温敏形状记忆堵漏剂具有良好的力学性能及形状记忆特性,堵漏剂颗粒高温激活后粒径增长率超过55%。裂缝封堵模拟实验表明,温度对温敏形状记忆堵漏剂的封堵效果具有显著影响,高温激活后封堵效果优于传统桥接堵漏材料。构建出一套具有较强自适应性的温敏形状记忆堵漏工作液配方,可成功封堵3～5 mm不同开度裂缝,具有高效自适应堵漏效果。