抗高温泡沫钻井液体系的实验研究

针对欠平衡泡沫钻井时可能遇到高温、高浓度盐水和油类物质污染，研究出抗高温泡沫钻井液体系，并评价了该体系的泡沫性能以及耐盐油水类物质污染性能和泥页岩膨胀抑制性。该体系是以自制TSB发泡剂体系为基础，加入膨润土、包被剂、增粘剂和稳泡剂等配成。实验结果表明具有良好的抗温性能，150℃高温热滚老化后，起泡体积为650mL，半衰期为302min，并表现出良好的耐盐、耐水污染能力，可满足高温深井欠平衡泡沫钻井的需要。     

抗高温水包油钻井液的研究与应用

根据深井欠平衡钻井技术要求,通过水包油钻井液用主乳化剂、辅助乳化剂和乳化稳定剂的研究,有效地解决了水包油钻井液体系高温乳化能力差、易起泡和乳化剂加量偏高的问题.在此基础上形成了水包柴油和水包白油钻井液体系,该体系具有良好的流变性及抗高温能力,抑制泡沫效果好,防塌能力强,密度在0.89～0.99g/cm3之间可调,抗温能力达到180℃,水包白油钻井液荧光级别<6级.现场应用3口井,应用结果表明,研究的水包油钻井液体系具有较好的抗高温、抗地层水侵、抗CO2污染能力,钻井液性能稳定易于调节,不起泡,对录井、测井无影响,井径规则,有利于安全快速钻井和发现、保护油气层,能够满足深井近平衡、欠平衡钻井和地质要求.     

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及现场应用

硬胶泡沫钻井液在具备普通泡沫钻井液提高机械钻速、及时发现油气层特点的同时,还具有较强的携岩能力和抗污染能力。本文针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题,通过对原材料的优选,运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出高性能硬胶泡沫体系,在室内评价了其抗温、抗盐、抗油污染性能,并分别在BJ7168井、白22井应用实施。现场应用表明,硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强,能很好地满足携岩的要求。     

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及应用

硬胶泡沫钻井液不仅具备普通泡沫钻井液能提高机械钻速、及时发现油气层的特点，还具有较强的携岩能力和抗污染能力。针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题，优选出了性能较好的2种增黏剂和稳泡剂，运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出了高性能硬胶泡沫钻井液。室内实验评价了其抗温、抗盐和抗油污染性能。该钻井液在BJ7168和白22井进行了应用。现场应用结果表明，硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强，很好地满足了携岩及井壁稳定的要求。     

抗高温海水微泡沫钻井液实验研究

针对渤海油田深部古潜山高温低压地层钻井需要,通过考察起泡剂、稳泡剂和加重剂等主要处理剂以及聚合物加序、pH值对钻井液性能的影响,优选出了抗高温海水微泡沫钻井液配方.该体系使用起泡剂SDP-1和稳泡剂SDP-2,它们的发泡能力强,泡沫小,分布均匀,稳定性好,抗污染能力强;加入了特制的加重剂TJ,同时通过适当降低发泡搅拌速度,可使体系密度达到0.6～0.95 g/cm3;引入了高温稳定剂LNW,它使海水微泡沫钻井液的抗温性达150℃,长期稳定性达7 d.评价结果表明,该体系的抗温、抗盐、岩屑、海水和油污染能力强,油气层保护效果好.     

可循环泡沫钻井液在宝302井欠平衡井段的应用

介绍了可循环泡沫钻井液的配方，性能及在宝302井欠平衡井段中的应用情况，结果表明该体系悬浮和携岩能力强，抗高温，抗污染效果好，能够满足宝南区块深井欠平衡压力钻井的需要，且保护油气层效果好，同时，这也是国内首次将可循环泡沫钻井液成功应用于井泥岩及煤层井，拓宽了泡沫钻井液的应用范围。     

一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫钻井液

欠平衡钻井技术的关键是控制钻井液密度．使井内液柱压力小于储层孔隙压力。介绍了一种适用于欠平衡钻井的充气泡沫低密度钻井液。该充气泡沫钻井液在固体矿产勘探和热气田开采等方面取得了较好的应用效果。这种钻井液为气、液、固三相体系．泡沫剂选用DF-l,稳泡剂为一般的有机高分子聚合物。根据欠平衡钻井要求。通过对粘土、聚合物和泡沫剂的加量进行正交试验,优选出了若干组充气泡沫钻井液配方。应用表明,该充气泡沫钻井液泡沫稳定、密度低、液柱压力小、流变性好、携带岩屑能力强,有一定的抑制地层粘土矿物膨胀分散的能力和抗高温抗污染能力,可以作为欠平衡钻井介质进行试验应用。     

东海抗高温低自由水钻井液体系构建与应用

东海天然气藏埋藏深、压力高,井底最高温度达180℃以上,易使钻井液重晶石和岩屑沉降造成起下钻遇阻、卡钻事故,严重影响钻井作业效率。由长链磺酸、疏水单体和交联剂等共聚反应,通过室内实验研发了一种抗高温流型调节剂HTV-8,并以该调节剂构建了东海抗高温低自由水钻井液体系。实验结果表明:HTV-8在无黏土或低固相钻井液中的提切能力强,抗温能力达200℃,可使钻井液具有优良的高温流变性;所构建的抗高温低自由水钻井液体系具有较好的抗岩屑污染能力、抗盐污染能力、抑制性和储层保护等性能。目前该抗高温低自由水钻井液体系已在东海气田取得成功应用,钻井液携砂性能好、钻进过程中返砂顺利,长时间避台后重晶石无沉降,为东海深层天然气藏安全高效开发奠定了良好基础。     

吐哈神泉地区钻井液技术

吐哈神泉地区钻井过程中,由于盐膏层的污染,引起长井段划眼、卡钻、甚至井眼报废等复杂事故。介绍了该地区井不同井段的钻井液配方、维护处理措施及钻井液性能控制范围。现场应用结果表明,该钻井液体系抑制能力、抗盐膏污染能力、携砂能力强,满足了该地区不同井段钻井施工的要求。     

耐温抗油泡沫钻井液技术及其在非常规水平井的应用

目前胜利油田的非常规低压、低渗油气藏较多,对欠平衡钻井技术要求越来越高,普通泡沫钻井液抗温性较差,且在含油井段不能使用.为扩展该项技术的适用性,研制出性能优良的AC-2发泡剂,并优选出泡沫钻井液的配方,该体系的抗温达180 ℃,抗油30％以上.该钻井液技术在盐227-1HF非常规水平井进行了首次应用,结果表明,该体系能够满足地层温度137℃和含油20％条件下的水平井施工要求,钻井过程顺利,泡沫性能稳定、地面消泡方法简单,全井无任何事故,平均钻速提高50％以上.     

抗高温强封堵硬胶微泡沫钻井液构建技术

在分析微泡沫高温失稳因素基础上,构建了一种抗高温强封堵微泡沫钻井液。该钻井液采用低分子量高温稳泡剂以形成高温微泡沫的刚性结构膜,采用润湿剂来提高微泡沫表面膜润湿渗透性,减缓微泡沫高温下的蒸发作用;同时优选配套抗温降滤失剂和低密度封堵剂强化微泡沫抗温承压封堵能力。形成的抗高温强封堵硬胶微泡沫钻井液的密度在0.6～1.0 g/cm3之间可调,流变性良好;稳泡效果优异,常温半衰期至少45 h,150 ℃、16 h高温半衰期至少35 h,优化配方高温后半衰期不低于120 h;形成的封堵带性能稳定,高温高压砂床实验中滤液侵入深度相对降低82.1%,钻井液侵入深度相对降低73.8%;微泡沫钻井液抗原油污染浓度不小于15%。该微泡沫钻井液不需要现场辅助特殊设备,适宜应用于高温深井低压易漏地层防漏穿漏,可在地面和井筒之间长效循环,节约材料消耗成本和设备成本,维护井壁稳定。      

可循环强抑制性稳定泡沫钻井液研究

针对泡沫钻井过程中一次性泡沫使用量大、耗材多以及井壁易失稳的问题,从泡沫循环以及泥页岩抑制机理出发,通过评价不同处理剂的性能,研制了可循环强抑制性稳定泡沫钻井液。采用常规泡沫性能评价方法、泡沫循环性能测试以及泥页岩抑制性能测试对其综合性能进行了评价。结果表明:NaCl质量分数、岩屑含量以及煤油加量分别达15%时,该泡沫钻井液在130 ℃下滚动16 h后,发泡体积维持在400 mL以上,说明其具有较好的抗温、抗污染能力;调节pH值进行8次循环以后其发泡体积仍维持在500 mL以上;泥页岩在该泡沫钻井液中的一次、二次滚动回收率达96%以上,泥页岩经其处理后的硬度与经白油处理后的硬度相近。研究结果表明,应用可循环强抑制性稳定泡沫钻井液进行钻井,可以避免地面泡沫大量堆积,降低钻井成本,同时能有效抑制黏土水化膨胀,且抑制性能持久,有利于维持泥页岩地层的稳定。      

深井抗高温泡沫钻井液技术研究与现场试验

常规泡沫钻井液在深部地层高温条件下存在稳定性差、抗压能力弱以及携岩能力差等问题,同时在钻遇油层时容易消泡,为解决该问题,研究了深井抗高温泡沫钻井液。通过研制关键处理剂FPTO-1（发泡剂）、WPTO-1（稳泡剂）和YZTO-1（页岩抑制剂）,并对其加量进行优选,形成了6组深井抗高温泡沫钻井液配方;通过室内性能试验,从抗高温、抗原油污染、抑制性和抗高压性能方面综合评价,优选了钻井液配方。室内试验表明,深井抗高温泡沫钻井液可抗温150℃、抗油30%、抗压28 MPa。该钻井液在哈深2井三开3 837.00~5 173.50 m井段进行了现场试验,结果显示,在温度达到137℃时该钻井液性能依然稳定,并具有良好的携岩能力。研究结果表明,深井抗高温泡沫钻井液突破了常规泡沫钻井液应用井深的极限,且综合性能优良,具有现场应用价值。      

超高温钻井液在杨税务潜山深井中的应用

华北油田杨税务区块奥陶系储层埋深普遍较深,一般在6000 m以上,地层岩性主要为灰岩、泥岩,井底最高温度预计在210～230℃。继低固相超高温钻井液技术在安探4X井成功应用后,由于该技术所用材料多为国外进口,室内再次研选抗高温处理剂、高温保护剂等关键处理剂,以国产材料替代进口材料,构建了抗230℃的低固相钻井液配方,同时高温滚动实验和高温流变性测试表明:体系具有良好的抗超高温性能,高温条件下的流变性能仍能有效满足携岩要求。目前该套钻井液体系在杨税务区块已经成功开展了7口井现场应用,保障了钻井施工的顺利进行,形成一套满足华北油田冀中区块深潜山地层的超高温钻井液技术。      

蓄能液气泡钻井液的制备

针对普通泡沫流体抗压能力弱的缺点,研究了蓄能液气泡的制备原理,并设计研制出了蓄能液气泡钻井液发生装置,其可提供在0.1~20 MPa不同压力下产生的蓄能液气泡钻井液。蓄能液气泡内部是黏膜包裹的独立内气核,外部是由表面活性包裹水分子构成的双层膜结构,平均粒径约为0.29 mm,累计体积分布最多的气泡直径在0.25~0.33mm之间。研究表明:与常规泡沫相比,蓄能液气泡表现出很强的抗压能力,例如成泡气核压力为0.5 MPa的蓄能液气泡,其直径随压力的增加而下降,当压力增加到5 MPa时气泡直径分布在0.29 mm左右,压力大于7 MPa后气泡体积不再发生较大变化,趋于稳定,而且仍然能够有效降低钻井液密度。蓄能液气泡钻井液是对泡沫流体认识的一次飞跃。     

干热岩抗高温环保水基钻井液体系

传统能源储量日益减少，干热岩类新型能源的开发变得尤为重要。然而干热岩井底温度较高、井深较深且存在造斜井段、其周边有自然保护区，对钻井液的高温稳定性、环保性有着严格的要求。如果能设计高效的抗高温钻井液体系，将会对干热岩的开发起到事半功倍的效果。因此对30余种处理剂进行常规性能测试与热滚老化实验，通过控制变量、正交实验等方法，根据干热岩特征对钻井液的组分、含量进行设计筛选，得到一套干热岩抗高温钻井液体系，并对该体系在不同温度、密度、老化时长的条件下进行抗温性能测试。实验结果表明，该钻井液体系在240 ℃高温下依然有较好的高温稳定性；该体系采用聚合物类处理剂，其内部形成的网架结构稳定，不易被高温破坏，同时针对地层特点而设计的泥饼薄且有韧性、对井壁侵蚀性较小；除此之外还采用了白色无污染原材料，不含磺化、油基成分，性能环保，对周边环境污染性小。      

可循环微泡钻井液研究及其在乍得潜山地层的应用

乍得潜山地层微裂缝发育丰富,地层压力系数在1以下,采用常规钻井液体系往往导致地层发生恶性漏失,针对该技术难题,提出采用可循环微泡钻井液钻潜山储层。合成出一种可用于可循环微泡钻井液的发泡能力强同时具有稳泡能力的发泡剂GWFOM-LS,在120、150℃时0.5% GWFOM-LS的发泡体积分别为720 mL和400 mL以上,其抗温能力达到130℃,抗盐能力达10%,抗钙能力达0.5%。基于该发泡剂优选出密度范围在0.70～0.96 g/cm3的可循环微泡钻井液体系。该体系在乍得Baobab C1-13井裂缝发育的潜山油层进行了应用。现场应用表明,该发泡剂配制的可循环微泡钻井液性能稳定,而且具有较好的携岩性能和储层保护性能,利于井下工具信号传导,解决了钻井过程中潜山地层恶性漏失问题,为今后潜山储层开发奠定了技术基础。      

孟加拉定向钻海水泥浆杀菌剂的研究与应用

针对孟加拉亚热带雨林气候常年高温情况，提出了孟加拉定向钻海水泥浆体系面临的问题和性能要求。针对孟加拉定向钻海水泥浆体系（海水+6%抗盐膨润土A1/B1/E1），优选研制了复合杀菌剂HCA101。该杀菌剂与体系配伍性好，添加0.1%杀菌剂的定向钻海水泥浆体系高速搅拌不起泡，在35℃下发酵时间大于10 d，满足现场泥浆体系发酵控制要求。该杀菌剂首次在孟加拉单点系泊项目中应用，取得了良好的施工效果，连续施工20 d后泥浆性能仍很稳定，未出现高温发酵现象，值得在国内外海上和类似孟加拉气候的定向钻海水泥浆体系中推广应用。     

孟加拉定向钻海水泥浆杀菌剂的研究与应用

针对孟加拉亚热带雨林气候常年高温情况，提出了孟加拉定向钻海水泥浆体系面临的问题和性能要求。针对孟加拉定向钻海水泥浆体系（海水+6%抗盐膨润土A1/B1/E1），优选研制了复合杀菌剂HCA101。该杀菌剂与体系配伍性好，添加0.1%杀菌剂的定向钻海水泥浆体系高速搅拌不起泡，在35℃下发酵时间大于10 d，满足现场泥浆体系发酵控制要求。该杀菌剂首次在孟加拉单点系泊项目中应用，取得了良好的施工效果，连续施工20 d后泥浆性能仍很稳定，未出现高温发酵现象，值得在国内外海上和类似孟加拉气候的定向钻海水泥浆体系中推广应用。