油包水钻井液稳定性影响因素分析

采用破乳电压法,分析了配制钻井液过程中影响体系稳定性的因素。结果表明,高强度的搅拌和合理的加料方式有利于提高乳状液稳定性。白油基钻井液比柴油基钻井液具有更高的稳定性,内相中的CaCl2和NaCl能提高体系稳定性。乳化剂的选择是提高乳状液稳定性的关键,应优先选择复配型乳化剂,并综合考虑其HLB值、分子结构以及分子特性。随油量的减少,乳状液的稳定性下降。有机土等处理剂的加入则能有效提高体系稳定性。     

温度稳定剂提高共聚物降滤失剂的抗温性能

合成了AM/AMPS/SSS/NVP四元共聚物降滤失剂,加入高温稳定剂JPG,提高了降滤失剂的抗温能力。室内钻井液测试与评价结果表明,加入温度稳定剂后,共聚物降滤失剂抗温能力由180℃提高220℃,在220℃仍能保护良好的降滤失性能;温度稳定剂对钻井液体系高温老化前后黏度影响较小,钻井液流变性能良好;温度稳定剂的加入对降滤失剂抗盐、抗钙能力影响不大。     

泥页岩抑制剂ADAN的合成及评价

以丙烯酰胺(AM)为主体,与阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)及2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)反应,合成了一种两性离子泥页岩抑制剂ADAN,并对其进行了性能评价。结果表明,合成实验最佳条件为:4种单体AMPS、DMDAAC、AM、NVP质量比为2∶1∶6∶1,单体浓度为15%,引发剂浓度0.05%,反应温度50℃。在此条件下,合成产品ADAN不仅具有较强的抑制性,还具有良好的抗温、抗盐和降失水性能。     

新型水基防塌钻井液室内研究

提出了一种新型水基钻井液防塌思路,即在水基钻井液中引入疏水成分,在正压差作用下,使其在井壁孔隙和泥饼中形成弱亲水或亲油通道,通过毛细管阻力阻止或减少滤液进入地层,从而解决井壁地层吸水而产生井壁不稳定的问题。采用自制的疏水降失水剂SDG和疏水封堵剂STG,并以此作为钻井液的主处理剂,构建出了新型水基防塌钻井液,并对其性能进行了评价。室内评价结果表明,构建的新型防塌钻井液抗温可达150℃,对钻屑容量可达5%,在150℃下抑制性优越,具有良好的沉降稳定性,且加入疏水处理剂后的钻井液也改善了对储层的损害程度。     

碳酸钙疏水改性及性能表征

采用单一改性剂油酸、硬脂酸、二甲基硅油及复合改性剂对碳酸钙颗粒进行疏水改性。介绍了改性碳酸钙的作用机理。探讨了改性剂种类和加入量对碳酸钙颗粒表面疏水程度的影响,并通过活化度表征疏水程度。采用红外光谱仪表征改性前后碳酸钙的结构,说明改性剂被引入到了碳酸钙颗粒表面上;采用Zeta电位仪测定改性前后碳酸钙随pH变化的Zeta电位,得知改性碳酸钙的Zeta电位受pH影响比较大;采用激光粒度仪测定改性前后碳酸钙的粒径,得知改性碳酸钙比未改性碳酸钙的平均粒径小,且其分散稳定性要优于未改性碳酸钙。该研究也提供了随改性剂种类和加量变化来调整颗粒表面疏水程度的方法,有一定实际意义。     

油包水钻井液用乳化剂的研制

为提高油包水钻井液的稳定性,采用有机酸、烷醇酰胺和聚醚羧酸盐3种表面活性剂制备了一种新型抗高温乳化剂YJR-1。采用破乳电压法和近红外扫描法评价了YJR-1的乳化性能,并考察了YJR-1的抗高温老化性能和油水比对其乳化效果的影响,分析了YJR-1的作用机理。实验结果表明,YJR-1的乳化性能良好,能抗200℃高温陈化;随油水比的减小,其乳化性能未明显降低,所配制的油水体积比为6∶4的钻井液在150℃下老化16 h后,破乳电压仍达302 V。YJR-1主要通过大幅度降低油水界面张力,并在油水界面形成高强度的界面膜来维持钻井液体系的稳定性。