AP-P4/SDBS二元体系在石英砂上的吸附特性

针对AP-P4/SDBS聚表二元体系,选用不同浓度配方的聚表体系,在石英砂上展开静态吸附和动态滞留实验,研究聚表体系中各组分的吸附规律,考察了浓度、温度、矿化度对组分的吸附影响。结果表明,聚表二元体系中各组分在石英砂上的吸附符合Langmuir吸附模式,其中,SDBS表现为双分子层吸附、AP-P4表现为单分子层吸附特质。AP-P4与SDBS存在竞争吸附关系,SDBS的吸附量是AP-P4的20多倍。温度和矿化度升高,SDBS的吸附量增大。聚表二元体系中SDBS的动态滞留量小于其静态吸附量,而AP-P4的动态滞留量大于其静态吸附量。     

PAMAN/SDBS二元体系在石英砂上的吸附

将PAMAM与SDBS配制成聚表二元体系,采用岩心流动实验装置测量体系动态滞留量、阻力系数和残余阻力系数,研究PAMAM吸附滞留对阻力系数和残余阻力系数的影响。结果表明PAMAM具有较高的动态滞留量,能在多孔介质中建立较高的阻力系数和残余阻力系数。     

龙马溪页岩微米防漏堵漏剂研究与应用

针对川渝地区长宁—威远区块龙马溪组地层微裂缝发育、承压能力低、漏点多、漏失量大、堵漏难度高的问题,采用表面特殊改性处理的可变形胶粒及强刚性、强拉伸强度合成石墨,形成专项防漏堵漏技术。室内研究结果表明,可变形胶粒D50为0.455μm,合成石墨D50为1.121μm,满足龙马溪地层裂缝0.05～2μm填充要求,其最佳配方为：油基钻井液+0.5%～4%可变形胶粒+0.5%～8%合成石墨,该堵漏配方对钻井液流变性影响小,高温,高压滤失量降低率高达92.86%,高温高压渗透封堵性升高25%,体系承压封堵能力最高可达9.57 MPa。该技术在N216H2-1井龙马溪组地层成功应用,结果表明,其可有效降低钻井液漏失速度67%～75%,堵漏成功后安全密度窗口由0.19 MPa扩大至0.56 MPa｡     

两性离子聚合物/多元醇复合井壁强化剂的研制与作用机理

针对水基钻井液钻探页岩油气频繁遭遇的井壁失稳难题,同时考虑阳离子基团与多重醇羟基在井壁上的吸附作用,通过酯化反应将两性离子聚合物丙烯酰胺（AM）-丙烯酸（AA）-二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）与聚乙烯醇接枝,研制了一种复合井壁强化剂（WSC-1）。性能评价结果表明,WSC-1对人造岩心点载荷强度的提高率达26.90%,页岩岩心浸泡后可保持71.3%的内聚力;3%加量下可控制页岩线性膨胀量为63.22%,页岩屑150 ℃的滚动回收率达87.2%,优于聚醚胺、聚合醇等常用井壁稳定剂,且兼具一定的降滤失性能。通过红外光谱分析、扫描电镜观察,并结合聚DMDAAC和聚乙烯醇的稳定井壁机理讨论了WSC-1的作用机理:WSC-1通过离子键与氢键强吸附在井壁岩石表面,抑制了黏土矿物水化、分散,且在聚乙烯醇的“多点吸附”作用下形成吸附膜,封堵裂缝并减少自由水向地层中的渗滤,有效强化了井壁。      

树枝状聚合物与芘分子在水溶液中的相互作用

为揭示疏水改性树枝状聚合物在水溶液中的聚集行为,使用芘荧光探针研究了疏水缔合聚合物(AP-P4)和树枝状聚合物在水溶液中与芘分子的相互作用,通过环境扫描电镜对比分析了两种聚合物在水溶液中的微观形貌。结果表明,随着聚合物浓度的增加,聚合物在水溶液中形成的疏水微区总量增加,芘分子在疏水微区的平均包容量达到最大值时对应的AP-P4和树枝状聚合物的质量浓度分别为1300 mg/L和600 mg/L。树枝状聚合物溶液包容芘分子的总量大于AP-P4,其所形成的疏水微区数量大于AP-P4。聚合物质量浓度大于870 mg/L时,树枝状聚合物对芘分子的平均包容量小于AP-P4。树枝状聚合物在水溶液中形成的三维网络结构中存在层铺状、致密排列的小网络结构,这种紧密的结构降低了树枝状聚合物的空间容积,使其对芘分子的平均包容量大幅降低。     

威202H3平台废弃油基钻井液处理技术

目前处理废弃油基钻井液一般采用集中填埋或回注地层,依然存在潜在的环境污染问题,同时也浪费了大量矿物油资源。笔者对威202H3平台废弃油基钻井液进行回收利用研究,首先测定了废弃钻井液本身的性质,测得其表观黏度为100~120 mPa·s、塑性黏度为80~100 mPa·s、动切力为20 Pa、初终切为20/35 Pa/Pa,粒度主要集中在5.59~13.74μm。在现场及实验室进行复配再利用研究,发现在威202H3-3井龙马溪地层加入2 m3废弃油基钻井液后,油基钻井液终切不断升高、动塑比难以控制;利用废弃油基钻井液中劣质固相,在长宁H12-3井用于配制堵漏浆,施工顺利,效果较好。因此得出,废弃油基钻井液回收再利用的困难在于其中含有大量粒径小于20 μm的固体颗粒,现有固控设备难以除去,并且现有处理技术均存在安全、占地面积、能耗、交通运输、环保及成本问题,建议这种废弃油基钻井液体系用于配制页岩地层发生漏失时的堵漏浆,在一定程度上减小经济损失。而在今后废弃油基钻井液处理技术的研究过程中,如果超临界CO₂流体萃取技术能够降低成本,将成为废弃油基钻井液重要的处理技术。      

四川长宁区块页岩气水平井水基钻井液技术的研究与应用

长宁龙马溪页岩矿物组分分析表明,页岩矿物主要以石英、方解石和黏土矿物为主,属于硬脆性水敏地层。为了保证水基钻井液能够在长水平段页岩中钻进,且不发生井壁失稳、井壁垮塌等井下复杂情况,经过大量室内研究,研制出以疏水抑制剂CQ-SIA和高效液体润滑剂CQ-LSA为主要处理剂的页岩气水基钻井液体系。室内评价表明,该水基钻井液抑制能力优越,滚动回收率达到97.6%;在100℃温度下恒温静置48h后,未出现重晶石沉降现象,流变性能稳定;能够抵抗30%(w)的岩屑污染。现场应用情况表明,该钻井液性能稳定,润滑性好,抑制能力强,保证了顺利钻进、电测、通井、下套管施工作业,能够满足长宁页岩气井钻井的需要。     

抗220℃高密度油基钻井液的研究与应用

针对超高温深井、超深井钻井液体系抗温能力不足、使用密度低、动态沉降稳定性差等问题,研制出抗温220℃的乳化剂、增黏剂、降黏剂及最高使用密度为2.30 g/cm3的油基钻井液配方。室内评价结果表明,超高温乳化剂SD-HTPE和SD-HTSE对钻井液的流变性影响小,220℃热滚后破乳电压达到1201~1856 V;超高温增黏剂SD-OIV可使体系的LSRYP由3 Pa增大至13 Pa,动态沉降稳定系数由0.2096增大至0.6466,高温高压滤失量降低率最高达76.74%;超高温降黏剂SD-ORV可使体系LSRYP降低85.71%;体系在220℃、40 MPa、低剪切速率下具有良好的动态循环流变性及热稳定性。该套体系在川南塔探1井得到成功应用,应用结果表明,超高温高密度油基钻井液体系在214℃下热稳定性、流变性、沉降稳定性和高温高压滤失量等性能较好,施工过程无阻卡,起下钻顺利,具有良好的现场应用效果,满足超高温深井、超深井的钻井需求。      

川西地区油基钻井液井壁强化技术

钻进川西地区深部地层时,井漏、井眼垮塌和卡钻问题频发,如采用油基钻井液钻进,则不易形成厚滤饼且滤饼致密性差,井筒压力穿透能力强。针对该问题,根据钻井液成膜机理,采用核壳结构设计,以苯乙烯、丙烯酸酯类等为原料,合成了一种适用于该地区深井钻井中地层温度≤150 ℃中部层位的致密膜护壁剂CQ-NFF;根据风险地层的地质特性、工程特性分析结果和d₉₀规则,选用超细碳酸钙、弹性石墨、高强度树脂和高分散纤维复配形成了内充填封堵剂。采用扫描电镜分析了钻井液的成膜机理及形貌,通过高温高压滤失、高温渗透失水、高温渗透失油试验评价了钻井液的成膜效应,通过高温高压砂床滤失试验评价了充填材料的承压封堵能力。结果表明,CQ-NFF可在油包水乳状液和油基钻井液中形成致密薄膜,并有效吸附在滤饼表面,薄膜承压封堵能力达到2.0 MPa;将内填充封堵剂加入油基钻井液后,内滤饼的承压能力可提高至3.5 MPa以上。以上述处理剂为核心的川西地区油基钻井液井壁强化技术,在双探6井和中江2井进行了现场试验,深层井漏、井眼垮塌、卡钻等井下故障时间大幅缩短,试验效果显著。      

近井地带剪切对树枝聚合物微观形貌的影响

采用Quanta 450型环境扫描电镜对500~2000mg/L树枝状聚合物在某油田盐水溶液中的微观形貌进行观察分析,采用近井地带剪切模拟装置对HDP树枝状聚合物溶液进行剪切破坏,研究剪切作用对HDP聚合物溶液微观形貌的破坏方式、破坏强度及聚合物溶液自身的变化特性等,为现场应用提供依据。通过研究发现1500~2000mg/L树枝状聚合物在盐水溶液中具有阶梯状层铺结构,网状结构更加致密、整齐,结构刚性及柔韧性较强,抗剪切破坏较好。