钻井液性能在线监测系统的研制与现场应用

钻井自动化是石油行业发展的必然趋势,钻井液性能自动化测量技术也已开始从室内走向现场。研发出一套钻井液性能在线测量仪器,该仪器具有实时测量、连续记录、自动测量、数据远传4个特点,采用变径管式流变性测量方法、双管串联型振动管、离子选择电极法进行钻井液性能测量,通过采集系统将测量结果进行整合;所采用的软件分为9个界面,将测量结果以图形形式直观地展示出来。该仪器在胜利油田多口井和中海油3口高温高压深井进行了现场应用,应用的最高密度达2.30 g/cm3,仪器测量数据与人工手动测量结果基本一致,误差在设计范围内。该仪器的应用能够有效提升钻井效率,保障井下安全,该技术是国家油气安全战略的需要,对加速钻井自动化、信息化、智能化升级改造有着非常重要的意义。      

川东北空气泡沫钻井液技术及现场调控措施

根据川东北地层特点,室内研究了适合该地层的泡沫钻井液配方,该配方具有半衰期长、抑制性强、性能稳定等优点,但在现场使用过程中,发现泡沫有段塞、泥岩水化严重等问题,对处理剂加量和加料频率对泡沫钻井液的影响进行了研究,优化了泡沫体系整体性能,页岩的水化膨胀和分散抑制能力明显提高,泡沫质量明显改善,半衰期明显提高,携岩能力显著增强,在泥岩段钻进时的机械钻速提高了31.8%,整个井段钻进过程中无任何复杂事故。同时还给出了快速判断泡沫性能优劣的依据,为川东北地区后续空气泡沫钻井提供了一定的指导。     

梳型聚合物降滤失剂的合成及其在深井盐水钻井液中的应用

针对当前抗温抗盐聚合物降滤失剂在高浓度盐、二价盐存在下降滤失性能不够好的问题,以烯丙基聚氧乙烯醚400、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法合成得到无色透明黏稠的液体梳型聚合物降滤失剂DMP-1,其有效含量为30%。对其进行结构表征表明,大分子单体APEG400与单体AMPS、AM参与了反应,形成了梳型聚合物,且聚合反应进行完全。热重分析表明,该聚合物热分解温度为310℃。与常见抗温抗盐聚合物降滤失剂DSP-2、Driscal D、PAMS601进行的对比评价结果表明,该降滤失剂水溶液180℃高温老化后黏度降低率小于42.0%,抗温达200℃,抗盐达饱和,抗氯化钙达3%,与DSP-2等常见抗温抗盐聚合物降滤失剂相比,其抗饱和盐、抗钙离子的效果更加显著。在涪陵地区泰来201井和永兴1井三开盐膏层段及四开高温井段钻进中的应用表明,在高温、含盐、含Ca2+情况下降滤失效果显著,降低了盐水/钙处理钻井液的API滤失量和高温高压滤失量,保证了安全施工,在深井、饱和盐水/钙盐钻井液中具有良好的应用效果。      

胺基抑制剂的起泡问题及其解决措施

胺基抑制剂具有非常独特和优异的黏土分散抑制能力,但在使用中存在一定的发泡作用,对钻井液性能产生较大影响,因此考察了胺基抑制剂的加入对现场井浆黏度和密度的影响,发现其对钻井液性能影响较大.实验优选出了与胺基抑制剂配合使用的消泡剂Span80,并发现同时加入2种处理剂时消泡效果最好.在临盘区块多口井进行了现场应用,胺基钻井液没有出现起泡问题,表明确定的消泡方法高效、实用.     

埕岛油田埕北326A井组钻井液油层保护技术

针对埕岛油田埕北326A井组施工中面临的油层保护技术难题,采用充填暂堵与防水锁剂并用的油层保护方案,通过处理剂优选实验,研制了优质无污染海水钻井液体系.性能评价实验结果表明,该钻井液体系抗粘土、抗盐、抗钙污染能力强,具有良好的流变性能.动态污染实验结果表明,岩心渗透率恢复率超过90%,油层保护效果较好.埕北326A井组现场应用结果证实,优质无污染海水钻井液体系性能稳定,能有效抑制泥页岩水化,全井组在钻井、完井过程中,井壁稳定,施工安全顺利.截至2010年8月26日,埕北326A-2和埕北326A-4井的产油量分别为92和68.6 t/d,且油层保护效果好.     

暂堵用疏水改性纳米碳酸钙的研制

探讨了纳米碳酸钙的合成机理及其室内制备方法,评价了纳米碳酸钙产品制备的主要影响因素和表面活性剂A对纳米碳酸钙表面改性程度的影响,确定了合成纳米碳酸钙的最佳工艺和最佳的改性条件。改性过程中改性剂的用量越多,改性效果越好,直至全部改性。在相同晶型和粒度分布条件下,纳米碳酸钙的活化度越高,其亲油值越大。     

天然气水合物抑制剂YHHI-1的合成及评价

深水钻井液在低温、高压条件下受到天然气侵容易生成天然气水合物,导致钻井液性能恶化、水合物堵塞管线等问题,常用的方法是添加水合物抑制剂,传统热力学抑制剂盐醇加量达20%以上,存在成本高、污染重的缺点,有必要开展新型动力学抑制剂研制。通过在二元共聚物中引入一种长链单体,合成了一种三元长侧链共聚物抑制剂YHHI-1。室内采用红外光谱、元素分析等对聚合物进行表征,用高压釜对聚合物抑制性能进行评价,考察了不同加量对基浆、实验浆低温老化性能及水合物生成时间的影响。结果表明,合成反应6 h黏均分子量可达约12万,红外光谱证实其结构包含预期官能团,元素分析证实单体反应程度约100%。2%YHHI-1水溶液抑制结晶时间达120.52 min。在5%的膨润土浆中加入1.0%YHHI-1可以将钻井液API滤失量降低至5 mL以内,并显著改善钻井液低温老化性能;当YHHI-1加量增至1.5%,模拟海水钻井液API滤失量降低至3 mL,低温老化后动塑比为0.5 Pa/(mPa · s),无性能突变现象。不同YHHI-1加量下,5%膨润土浆、模拟海水钻井液的水合物生成实验表明,在基浆中加入1.0%YHHI-1,无水合物生成时间大于5 h;在实验浆加入1.5% YHHI-1,无水合物生成时间可达3 h以上。     

桩西滩海中生界地层水平井钻井液技术

桩西滩海地区实施全井小循环泥浆不落地工艺,上部地层快速钻进固相控制难度大,东营组泥岩和沙河街油泥岩掉块坍塌严重,中生界水平段钻进润滑防塌要求高,分别采取了针对性的措施。现场试验表明,中上部地层采用氯化钙强抑制钻井液体系,抑制了粘土造浆和钻屑分散,满足了快速钻进阶段小循环泥浆不落地的工程要求;中下部地层采用了低活度强抑制钻井液体系,钻井液活度控制在0.96以下,高温高压滤失量12mL,保证了泥岩地层的井壁稳定;三开水平段应用了油基钻井液回收循环利用工艺,性能优化后的钻井液乳化稳定性好,破乳电压460V,解决了水平井钻进中生界地层摩阻扭矩大、易坍塌等问题。