新型自降解堵漏剂封堵裂缝与保护储层特性评价

在裂缝性储层钻进过程中，既要封堵储层裂缝，还要兼顾完井后可解堵。针对常用暂堵类材料无法自降解，且封堵储层承压不足等问题，分析了一种新型环保自降解堵漏剂SDPF，并借助承压强度实验、傅里叶红外光谱仪、热重分析和扫描电镜（SEM）观测等方法，探讨了新型自降解堵漏剂SDPF的降解作用机理、承压堵漏和自解堵保护储层效果。实验结果表明，新型自降解堵漏剂SDPF在25 MPa下的承压破碎率小于5%；随温度升高其自降解率增大，酸性和碱性环境可促进其自降解作用，无机盐不影响其自降解作用。以SDPF为架桥颗粒，协同其它可酸溶堵漏材料，实验优化出适用于微米级和毫米级裂缝的自降解堵漏体系，该体系的封堵承压能力可达7.5 MPa ；泥饼清除和岩心返排恢复实验表明，自解堵后的岩心渗透率恢复值为85%以上，具有较好的承压堵漏与自解堵保护储层效果，可望解决裂缝堵漏与储层保护难以兼顾的技术难题。      

钻井液用淀粉微球降滤失剂的制备及性能评价

针对常规的淀粉类处理剂抗温能力不足的缺点，以可溶性淀粉为原料，N-羟基琥珀亚酰胺（NHC）为交联剂，采用乳液聚合方法，合成了一种环保型淀粉微球。采用傅立叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪、Nanobrook粒度-Zeta电位测试仪等对其进行表征。实验分别评价了，其在淡水基浆、盐水基浆和氯化钙基浆中的降滤失性能，并考察其抗温能力。实验表明，新研制的淀粉微球颗粒大小较均匀，呈圆球状，粒径约为50 nm，热稳定性好；150℃热滚后，加入1%淀粉微球，可分别使4%膨润土基浆、10%盐水基浆、1% CaCl₂基浆的API滤失量分别下降70%、55%和60%。且对钻井液流变性影响较小，在降滤失能力、抗温和抗盐方面均优于常规的淀粉类降滤失剂。      

一种钻井液用高效抗磨润滑剂

长水平井段高摩阻扭矩及深井高温高压环境，对钻井液润滑剂的润滑抗磨能力提出了更高的要求。传统钻井液用润滑剂难以满足上述技术要求。基于“固-液”协同高效润滑技术思路，优选改性植物油MVO-3、改性可膨胀石墨GIC，结合分散剂、乳化剂的优选及制备条件的优化，研制出了一种高效抗磨润滑剂SDL-1。评价结果表明，5%淡水基浆、4%盐水浆中加入0.5% SDL-1时，其润滑系数降低率分别为不小于85%、大于70%。SDL-1与现场钻井液的配伍性良好，抗温达150℃，起泡率低，且荧光级别小于5级。销-盘式摩擦磨损实验结果表明，SDL-1的抗磨耐磨效果优良，润滑持效性较好，可有效缓解或解决复杂井高摩阻扭矩技术难题，具有良好的推广应用价值。      

温压成膜封堵技术研究及应用

KL3-2油田开发井钻遇的明下段、馆陶组和东营组岩性为泥岩互层、分散性强、胶结性差、存在断层,易导致钻头泥包、起下钻遇阻、憋扭矩、倒划困难、井漏等井下复杂情况。针对井下复杂情况,按照强化砂岩封堵、强化砂泥岩互层胶结和强化泥岩抑制的钻井液技术对策,采用复合封堵剂PFS、温压成膜剂HCM和页岩抑制剂胺基硅醇HAS研制了温压成膜封堵钻井液体系,探讨了其作用机理。室内评价表明,温压成膜封堵钻井液有着较强的封堵性和抑制性,储层保护效果好。现场应用表明,温压成膜封堵钻井液配置简单,性能稳定,便于维护,能有效解决砂泥岩互层井下复杂情况,提高钻井效率。     

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。      

纳米聚合物微球封堵剂的制备及特性

页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,传统封堵剂难以在页岩表面形成有效的泥饼,只有纳米级颗粒才能封堵页岩的孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定,保护储层。以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用乳液聚合法制备了纳米聚合物微球封堵剂SD-seal。通过红外光谱、透射电镜、热重分析和激光粒度分析对产物进行了表征,通过龙马溪组岩样的压力传递实验研究了其封堵性能。结果表明,SD-seal纳米粒子分散性好,形状规则(基本为球形),粒度较均匀(20 nm左右),分解温度高达402.5℃,热稳定性好,阻缓压力传递效果显著,使龙马溪组页岩岩心渗透率降低95%。      

钻井液用新型极压抗磨润滑剂SDR的研制及评价

针对目前钻井液用常规润滑剂极压膜强度低、润滑持效性差、荧光级别高、抗温性能差等问题,首先在植物油提取物中引入硫、磷、硼等活性元素,合成出一种钻井液用极压抗磨添加剂,然后将其与表面活性剂按一定比例添加到基础油中,制备出了润滑剂SDR.性能评价结果表明,SDR加量为1.5％时,极压润滑系数降低率大于75％、极压润滑持效性强,抗温达180℃;对钻井液流变性和滤失性无明显影响,与不同钻井液体系配伍性良好;有较高的负荷磨损指数和烧结负荷,较低的磨斑直径以及较高的极压膜强度;荧光级别在1～2级,无毒、易生物降解.作用机理分析结果表明,SDR能在金属表面形成无机-有机-聚合物多层复合膜,将钻杆与井壁之间的摩擦转化为钻杆与多层复合膜之间的摩擦.     

胺类页岩抑制剂特点及研究进展

综述了胺类页岩抑制剂的发展历程,概括了不同胺类页岩抑制剂的特点,分析了其作用机理,介绍了新型高性能水基钻井液抑制性的评价方法和应用现状。对比分析表明,新型伯二胺能够有效抑制黏土水化膨胀,且具有低毒、低氨气味、热稳定性高以及与其他处理剂配伍性好的特点,是目前最具发展潜力的胺类页岩抑制剂;进一步提高抑制性和降低毒性,实现"绿色"钻井液体系将是胺类抑制剂及其钻井液体系的发展方向。     

钻井液用超高温抗盐聚合物降滤失剂的研制与评价

针对当前国内外超高温水基钻井液高温稳定性及滤失性调控技术难题,基于分子结构优化设计、聚合单体优选,通过优化合成条件研制了抗高温(240℃)抗盐聚合物降滤失剂HTP-1。HTP-1的最优合成条件为:pH=7.0、单体配比DEAM∶AMPS∶NVP∶DMDACC=6∶3∶3∶1、引发剂0.1%、反应温度60℃、反应时间4 h。热重分析表明,HTP-1的热稳定性很强,发生热分解的初始温度达320℃以上。HTP-1的抗盐能力大于267 g/L,抗钙能力大于5 g/L,与国外抗温聚合物Driscal相当,优于国内钻井液用金属离子增黏降滤失剂PMHA-Ⅱ。HTP-1在淡水基浆、淡水加重基浆、饱和盐水基浆和复合盐水基浆中均具有优异的抗高温(240℃)降滤失作用,优于国外Driscal(抗240℃)和国内PMHA-Ⅱ(抗220℃)。分析了HTP-1的抗温、抗盐抗钙和降滤失作用机理。图6表5参5     

深度处理钻井废水的混凝-催化氧化技术

采用混凝-催化氧化技术对钻井废水的深度处理进行了实验研究。通过对钻井废水的混凝处理,去除了废水中的绝大多数污染物。在催化氧化处理过程中,采用Fenton试剂（H2O2/Fe2＋）,并通过Fe2＋催化技术降低了钻井废水中的COD值。结果表明,钻井废水经过深度处理后,色度和浊度（或悬浮物）去除效果较好,COD值有了明显降低,达到综合污水排放二级标准（GB 8978—1996）。该技术工艺简单,处理效率高,能较好地适应钻井作业的流动性和分散性。