基于多重光散射的聚磺钻井液体系稳定性研究

为了方便处理废弃聚磺钻井液,以配方3%膨润土+3%SMP-1(降滤失剂)+3%SMC(降滤失剂)+3%SMT(降黏剂)+0.3%JT888(降滤失剂)+0.2%XY-27(降黏剂)+3%磺化沥青(抑制剂)为基础,采用多重光散射技术,根据稳定指数TSI定量地研究了不同温度条件下以及不同主体处理剂添加比例条件下聚磺钻井液的体系稳定性。结果表明:在30,80,100,120,140℃时,聚磺钻井液的稳定指数TSI分别为2.6,3.6,4.1,3.1,2.8。在完整聚磺钻井液体系,稳定指数TSI为2.6;在去掉SMP-1和SMC的体系中,稳定指数变为11.7;在去掉SMT的体系中,稳定指数变为13.1;在去掉两性离子类聚合物JT888和XY-27的体系中,稳定指数变为2.4;在去掉磺化沥青的5#试样中,稳定系数变为14.9。温度对聚磺钻井液体系稳定性影响不大,主体处理剂的添加情况会大大改变聚磺钻井液的稳定性。     

废弃聚磺钻井液固液分离技术

废弃聚磺钻井液由于形成的聚合物。黏土颗粒网状结构力强,直接用絮凝的方法不能进行有效地固液分离处理。优选出了破坏聚合物形成交联结构的破胶氧化剂GLK-1和能使黏土颗粒趋于稳定的黏土颗粒穗定剂GXPJ-3,它们的适宜加量均为1％,GLK-1的最佳破胶时间为4．5h。通过加入破胶氧化剂和黏土颗粒稳定剂,再进行絮凝、离心固液分离处理,最终的固液分离效率约为85％。     

废弃聚磺钻井液破胶-絮凝-膜处理实验研究

针对废弃聚磺钻井液中污染物的特点,进行了破胶絮凝、膜处理工艺处理废弃钻井液的研究。筛选出最佳破胶剂为BZ-PJ,其最佳加量为8 g/L,助凝剂BZ-PAM的最佳加量为7 mg/L,通过破胶使废弃聚磺钻井液脱稳,由于絮凝作用,降低了废水中各项污染物指标,在用膜过滤处理废水的3 h过程中,COD的最大去除率为72.24%,石油类的最大去除率为88.28%。废弃聚磺钻井液经过破胶絮凝、废水膜深度过滤处理后,各项指标均满足GB 8978—1996一级排放标准。     

MMH聚合物-MMH聚磺钻井液技术

通过对正电胶、聚合物、聚磺钻井液特点进行分析，在室内实验的基础上，设计研究了MMH聚合物－MMH聚磺钻井液体系。20口井的现场应用表明，与同时期未用该体系的9口井相比，平均钻井周期缩短2．92d，平均井径扩大率从14．09％下降到9．97％，效果良好。     

钾聚磺压滤液对再配制钻井液的性能影响

对某油田现场钾聚磺压滤液进行了离子分析,考察了其对基浆水化分散以及对钻井液增黏包被剂ZNJ、钻井液降滤失剂JLSJ-1和JLSJ-2三种添加剂的影响。结果表明：钾聚磺压滤液矿化度高达88 344 mg/L;清水基浆的ζ电位为4.5 mV,而压滤液基浆的ζ电位为1 mV;压滤液的加入对3种钻井液添加剂都存在影响。钾聚磺压滤液回用再配制钻井液的新工艺为稀释胶液法和螯合屏蔽法,螯合屏蔽剂PBJ-1的加量为0.5%～0.6%。     

聚合物(聚磺)钻井液在塔河油田的应用

塔河油田是中国近年发展最快的油田，油气显示主要在三叠系、石炭系和奥陶系，埋深在4200－6500m，其中主力油层奥陶系一般埋深在5550m左右。存在的主要问题是：表层易垮塌；二开井段泥岩易吸水膨胀、地层微裂缝发育、渗漏严重，易在井壁形成较厚的滤饼，地层可钻性好，进尺快，维护处理频繁，在钻进中加足降失水剂、包被抑制剂和单向压力封闭剂，坚持短程起下钻间隔时间不超过24h；三开井段主要是石炭系防塌和防盐水侵，在钻进中除加足降失水剂、防塌剂外，还应控制泵排量等综合措施。四开钻遇主力油层，地层稳定，岩性为碳酸盐岩，压力低，油层易漏易喷。     

文301井钾基聚磺饱和盐水钻井液技术

文301井为评价井．位于东渍凹陷文西断层下降盘文301断块．完钻井深为4000m．穿过S1段盐层、S2段上部盐层、S3^2段盐层、S3^3段盐层等多套盐膏层．累计厚度达998m．且盐间物性差别很大．泥膏盐较多，断层多．易盐溶、坍塌、缩径．地层条件相当复杂。针对纯度低、盐层薄的Sl段盐层．采用淡水复合胶液钻井液．针对埋藏深、厚度大的S3^2段、S3^3段破碎泥膏盐混杂结合体．配制钾基聚磺饱和盐水钻井液．从而抑制了盐膏泥层水化膨胀，防止了因层间膨胀性不一致而引起的地层掉块、坍塌．保证了井壁稳定，井径规则．满足了合长盐层段深井优质、安全、快速施工的要求。     

一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂

用丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）作单体合成了适用于聚磺钻井液废液的脱色剂PAD。利用配制的聚磺钻井液废液,对脱色剂PAD 的脱色性能进行了评价,并通过红外扫描和聚磺钻井液废液色度来源的分析,对脱色剂的脱色机理进行了研究。评价结果表明,当脱色剂的加量为0.35 g/L、废水pH 值为4、搅拌速度为30 r/min、搅拌时间为2 min 时,具有最佳的脱色效果,出水色度控制在10 倍以内,且能将COD 去除率保持在93.8%。通过与其它脱色剂进行实验对比发现,PAD 不但脱色率高,且剩余絮体体积不到其它脱色剂的1/2,同时具有很高的COD 去除率,是一种针对聚磺钻井液废液的高效脱色剂。      

用表面活性剂提高聚磺钻井液的抗高温和抗污染能力

聚磺钻井液表面处理技术是通过表面活性剂的双憎作用,使钻井液中的黏土颗粒端面惰性化,利用其憎油作用提高钻井液的抗高温能力和抗污染能力.通过对处理剂的筛选,形成了一套聚磺表面处理钻井液配方.室内评价、现场应用结果表明,该聚磺表面处理钻井液具有优良的抑制性能、抗钻屑污染性能和润滑性能;配方简单,适用范围宽,容易配制和维护,满足温度为180～210℃、密度为1.8～2.05 g/cm3的钻井工艺要求.     

聚磺钻井液在伊拉克艾哈代布油田水平井中的应用

伊拉克AHDEB油田井深1 100～2 500 m存在大段硬质石膏及水敏性泥岩地层,为了解决石膏层、盐层侵入钻井液造成污染与泥岩分散造浆与缩径问题,AHDEB油田先后使用两性离子聚合物钻井液和聚磺钻井液.通过现场应用表明,聚磺钻井液更有利于防止钙侵和石膏侵、抑制泥岩水化膨胀并确保井壁稳定,防塌性能优良,水平井钻井周期较以前缩短,由第一口井的102 d降低至31.7 d,下降幅度达到68.9%;并且流变性能稳定,体系之间转换顺利.钻井液材料用量降低,取得了明显的经济效益,值得进一步推广应用.     

抗高温高密度饱和盐水聚磺钻井液的高温稳定性

针对高密度饱和盐水磺化钻井液抗高温稳定性差这一问题,通过对其机理进行分析,优选出了抗盐抗高温稳定剂A,并在此基础上进行改进,得到了抗盐抗高温稳定剂B。研究结果表明,在三高磺化钻井液中加入改进后的抗盐抗高温稳定剂B后,钻井液的终切力降低幅度超过50%;经170℃老化5 d后,钻井液的流变性、高温高压滤失量变化较小,克服了高密度磺化钻井液高温稳定性差、高温高压滤失量难以控制、维护处理等问题。     

阳离子聚磺钻井液体系研究与应用

从理论研究及现场实践看,进一步提高钻井液化学抑制能力受到传统技术手段的制约.受阳离子表面活性剂能够高效率稳定黏土矿物的启发,研究人员开始将研究的重点转至如何提高钻井液连续相电位这一技术问题上来.目前,将钻井液阳离子化在技术上是可行的,并收到了良好的效果,但如何进一步提高钻井液的阳离子化程度,使其在功能上逐渐接近正电钻井液体系,则有待于进一步的研究.从聚磺钻井液体系阳离子化入手,探讨了形成阳离子聚磺钻井液体系的方法,并以部分井的施工实践为依据,分析了阳离子聚磺钻井液体系的适用性,对现场钻井液技术操作具有一定的指导作用和借鉴价值.     

加料顺序对钾胺基聚磺钻井液工艺性能的影响

研究了降失水剂、抑制剂及包被剂的加入顺序对钾胺基聚磺钻井液流变性、滤失造壁性及抑制性能的影响,得到钻井液处理剂加料的最佳顺序为:降失水剂、30%包被剂、抑制剂、70%包被剂。该配方的表观黏度(AV)为41 m Pa·s,API滤失量(FL(API))为3.7 m L,动塑比为0.31,页岩滚动回收率为93.48%,线性膨胀率为14.3%。利用激光散射粒度分析仪,分析了不同加料顺序影响钻井液性能的作用机理。结果表明:先加抑制剂钻井液体系的AV约为25 m Pa·s,FL(API)为6.4数7.0 m L,大颗粒含量较高,体系粒径过大,不利于形成致密滤饼,滤失造壁性能较差;先加包被剂钻井液体系的AV为36.0数39.5 m Pa·s,FL(API)为5.1数5.5 m L,较大与较小粒径颗粒均较少,滤失造壁性能较差;先加降失水剂钻井液体系的AV为32.5数42.5 m Pa·s,FL(API)为3.6数4.2 m L,粒径分布较宽,在几微米至一千余微米之间,且呈多峰分布,有利于黏土颗粒的有效堆积从而形成致密滤饼,滤失造壁性能与流变性能均较好。     

两性离子聚磺-硅氟钻井液在BKN-1超深探井的应用

BKN-1是1口五段制预探定向井,完钻井深为4 300m,该井地温梯度高,裸眼井段长,地层易水化分散,在以往的钻井施工过程中,缩径卡钻、压差卡钻、井塌等事故频繁发生.使用两性离子聚磺-硅氟钻井液,成功克服了以上技术难题.该钻井液适用于180～200℃的深井施工;保持pH值在9左右,是该体系在深井阶段稳定的基础,过高的pH值对井壁稳定及钻井液性能稳定都有害;该钻井液的膨润土容量限宽,在膨润土含量高的情况下,仍能保持良好的流变性.     

DSW-S纳米颗粒对油基钻井液的稳定作用

为获得高性能油基钻井液,采用疏水改性二氧化硅类纳米颗粒材料DSW-S提高油基钻井液的稳定性,研究了DSW-S的微观形态与疏水性,考察了DSW-S加量对油基钻井液流变性和电稳定性的影响,分析了纳米材料稳定钻井液的作用机理。结果表明:疏水的DSW-S纳米颗粒有助于稳定W/O乳液,可使油基钻井液黏度和切力增加。3%DSW-S即可使油基钻井液的破乳电压从318 V增至535 V,使钻井液的乳化稳定性大幅提高,有助于油基钻井液在页岩地层的安全快速钻进。     

硬胶泡沫钻井液当量密度的确定

地硬胶泡沫钻井液当量密度的实验研究和理论计算结果表明,在基浆密度１．０８ｋｇ／ｌ,泡沫密度０．６５１０．９５ｋｇ／ｌ条件下,当考虑压力、温度、岩屑、循环压耗等因素影响时,流体实际当归密度大于基浆。若不改进配方或增另地面辅助设备、很难用硬胶泡沫来实现压力系数低于１．０的油气藏欠平衡压力或近平衡压力钻井。     

钻井液对井壁稳定性的影响研究

在实际的钻井过程中,如果出现井壁失稳现象,单纯提高钻井液的密度使井眼重新达到稳定状态,会造成其它方面的一些钻井工程问题,如压差卡钻、降低钻进速度等,更严重的是如果已经揭开了油气层,会对油气层造成更严重的伤害。是否可以通过调节钻井液的其它性能来达到井壁稳定的目的,为此收集了大港油田北大港断裂带、唐家河断鼻、南大港断块、板北断块、舍女寺断鼻等五个区块的现场钻井液性能参数及相应井段的井径 数据,通过统计回归的方法研究了钻井液密度、粘度、API滤失量、滤饼厚度、排量与井眼扩大率之间的关系,分析了这些钻井液性能对井壁稳定的敏感性,得出钻井液的密度、API滤失量是影响井壁稳定性的敏感性因素 ,钻井液的粘度是次敏感性因素,滤饼厚度和排量是非敏感性因素的结论。
     

费尔甘纳盆地高温超高密度聚磺复合盐水钻井液技术

乌兹别克斯坦费尔甘纳盆地卡拉吉达构造带主要目的层为N1下部和E上部,深度为5 700～6 500 m,具有高压(地层压力系数在2.2左右)、高产(产量超过500 t/d)、高含硫(5％～6％)、高盐(5％～27％)、超深的“四高一超”的特点,事故多发生在盐层和盐下油气层段.研制出2套抗温分别为150～180℃、180～200 ℃的超高密度聚磺复合盐水钻井液体系,密度可在2.0～2.4 g/cm3范围内调节,具有好的悬浮稳定性和流动性,在抗温达180～200℃的体系中使用了单剂抗温可达200℃的磺酸盐抗盐降滤失剂DSP-2和抗温可达240℃的超小分子高温高盐聚合物降滤失剂PFL-H;同时提出了2套体系的现场配制、维护处理的技术措施和工艺流程,现场操作性强.室内评价和现场应用结果表明,2套体系都能满足该油田深层高温高压盐膏层、高压盐水层井段的钻井施工.