环保型钻井液应用分析与发展方向

论述了废弃钻井液日趋严峻的环境污染问题和近年来环保型钻井液的研究及应用进展情况,其中包括白油钻井液、烷基葡萄糖苷钻井液、硅酸盐钻井液、合成基钻井液和聚合醇钻井液,且对这些钻井液的作用机理、适用性和环保性能进行了分析,并简述了几种近年来开发的环保型钻井液处理剂。最后指出目前环保性钻井液技术存在的问题及未来的发展方向。     

环保型低固相油基钻井完井液

为适应非常规页岩油气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差的问题,选用白油作为基础油,新型增黏剂OV-1提高黏度和切力,用溴化盐盐水加重,研制出一种环保型低固相油基钻井液体系.确定了乳化剂和润湿剂的种类及增黏剂的加量,考察了溴化盐对钻井液性能的影响,确定出的体系配方为:白油/溴化盐盐水(60:40)+3.5％ZR-10+2％FR-10+2.5％OV-1+3％碱度调节剂+3％润湿剂.对该体系的主要性能进行了评价,实验结果满足安全钻井、储层保护、环境保护的要求.     

生物质合成基液LAE-12的合成及性能研究

生物质合成基钻井液被认为是替代油基钻井液且又能安全钻进的一类环保型钻井液。研究出一种生物质合成基钻井液用基液新材料--月桂醚LAE-12,其以月桂醇为原料通过一步法进行合成;对LAE-12的基本理化性质、黏温特性及抗水解性能进行评价,并与柴油、白油和生物柴油进行对比。结果表明,LAE-12的闪点、倾点、沸点、极压润滑系数依次为137℃、-13℃、289℃和0.039,表明LAE-12的安全、润滑性能优于柴油、白油;在0~90℃,LAE-12的黏温曲线变化较柴油、白油平缓,与生物柴油相当;在pH值为12的水溶液中,LAE-12具有强的抗水解性能,而生物柴油的水解率达72%;LAE-12配制的钻井液在油水比为8:2时,破乳电压大于600 V,动塑比在0.30 Pa/mPa·s以上,150℃下连续老化64 h,流变性基本无变化,室内效果与油基钻井液相当。      

聚合盐钻井液体系研究

针对北80井区强水敏储层及使用白油基钻井液成本高的问题，开展了具有强抑制性及良好封堵能力的水基钻井液体系研究。通过对聚合盐JN（胶体，干基的有效浓度为25％）性能评价，确定聚合盐在钻井液中的加量为40％，并优选了与之配伍的处理剂，形成了一套性能优良的聚合盐钻井液体系。室内评价结果表明，聚合盐钻井液的储层渗透率恢复值高于柴油基钻井液，略低于白油基钻井液，可满足北80井区储层保护要求。聚合盐钻井液具有较强的抑制性和滤失造壁性，流变性易调控，润滑性、抗温性及抗污染能力较强，其抑制效果和储层保护效果与油基钻井液基本相当，可满足北80井区强水敏储层钻井施工要求。     

白油基钻井液在新疆油田的应用及配套技术研究现状

简要介绍了白油基钻井液在新疆油田北三台、阜东井区及其他井区欠平衡钻井15口井中的应用效果,重点介绍了白油基钻井液近井壁解堵技术和微裂缝防漏堵漏技术室内研究现状,分析了国内外油基钻井液废弃物回收利用和无害化处理各种技术的特点和不足,对白油基钻井液在新疆油田以后的应用具有指导意义。     

全白油基钻井液体系通过鉴定机械钻速提高30%以上

2012年11月18日,中国石油长城钻探工程公司自主研发的GW-AMO全白油基钻井液体系及配套技术通过中国石油天然气集团公司科技成果鉴定。鉴定委员会经评审认为,这项技术在国内首次实现了关键处理剂研发与配套,建立了完整的全白油基钻井液体系,整体达到国际先进水平。     

低毒环保型油基钻井液体系室内研究

为了提高油基钻井液的环保性能,解决其生物毒性高、难于降解等问题,研制了低毒环保型油基钻井液。通过对普通原料油进行脱硫脱芳处理得到新型低毒油基钻井液用基础油,采用复合改性剂和新工艺处理有机土得到新型改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了低毒环保型油基钻井液体系。室内试验结果表明,该钻井液体系的高温高压滤失量为3.2~9.5 mL,沉降密度差最高0.06 g/cm3,破乳电压高达1 190 V以上,水侵和劣质土侵后乳化体系还可以保持稳定,二次岩屑回收率达到99.17%,线性膨胀率仅为1.92%,岩心渗透率恢复率达88.5%~94.6%。研究结果表明,低毒环保型油基钻井液体系的流变性、稳定性、抗污染性、润滑性、抑制性和储层保护性能良好,可满足复杂地层深井、超深井安全高效钻井的需求及环保要求。      

高温高密度全白油基钻井液体系室内研究

为了满足页岩油、气等非常规油气及复杂深井的钻井要求,研制了高温高密度油基钻井液用有机褐
煤降滤失剂,研发了高温高密度全白油基钻井液体系。研制的有机褐煤降滤失剂降滤失性能优良,抗温可达２００
℃。通过确定各主要处理剂的加量,研制了抗高温高密度的全白油基钻井液体系。实验评价表明,研制的高温高
密度全白油基钻井液抗温最高可达２２０℃,密度最高达２．４ｇ／ｃｍ^３
,具有沉降稳定性较强、滤失量低、储集层保护效
果好,抗污染性能较好等特点。     

NH-SO1合成基钻井液基础油及体系性能研究

文章开发了合成基钻井液基础油NH-SO1,评价了NH-SO1的芳烃含量、闪点、倾点、黏温性能、生物毒性,并和GTL Saraline 185V气制油、0#柴油和5#白油做了性能对比,评价结果显示,NH-SO1的芳烃含量为0.2%,闭口闪点为77℃,倾点为-21℃,低温流动性能良好,生物毒性级别为无毒,整体性能达到了GTL Saraline 185V气制油的性能。分别以NH-SO1和GTL Saraline 185V为基础油配制合成基钻井液体系,评价了基础油在钻井液体系中的性能,评价结果显示,NH-SO1完成可以替代GTL Saraline 185V配制合成基钻井液体系。文章最后以NH-SO1为基础油,配制了NH-SO合成基钻井液体系,体系耐温性能达150℃,破乳电压热滚前1 073 V,热滚后为904 V,高温高压滤失量为1.6 m L,体系生物毒性基本为无,是环保型高性能合成基钻井液体系。     

油基钻井液增黏剂的合成及室内评价

以油酸和胺类化合物为主要原料,利用缩合法制备了一种全油基钻井液增黏剂。测试了增黏剂样品在3种不同体系即5#白油、5#白油+有机土体系以及全油基钻井液体系中的流变性能,探讨了不同因素对全油基钻井液流变性能的影响。研究结果表明,该增黏剂样品对3种体系均有较好的增黏能力,抗温可达180℃;且该增黏剂具有制备过程简单,成本相对较低和安全无毒等优点,可广泛应用于油基钻井液中。