中低相对分子质量多元醇类钻井液添加剂PA的研究与应用

通过中低相对分子质量多元醇对钻井液性能影响的试验,找出一种多元醇做主剂,选择其他几种多元醇与其进行复配,弥补单剂多元醇的缺点。采用正交试验,筛选出多元醇类钻井液添加剂PA的最佳配方。结果表明,添加剂PA与聚合物钻井液配伍性好,不影响聚合物钻井液的流变性,提高钻井液的润滑性和膨胀抑制性。多元醇类钻井液添加剂PA已在塔里木油田柯深101井成功应用,取得较好效果。     

多元醇钻井液在塔河油田的应用

分析了多元醇钻井液的防塌机理,介绍了该钻井液抗温抗盐性能配伍性的室内试验情况。在塔河油田多口井的现场应用表明,该钻井液有效地解决了塔河油田三叠系、石炭系地层井眼严重扩径问题,缩短了钻井周期,经济效益显著。     

提高聚醚多元醇钻井液性能的添加剂研究

根据不同井温需求,开发了2 种浊点温度的钻井液用聚醚多元醇页岩抑制剂BDSC-300L-A、BDSC-300L-B,其浊点（3%）分别为55、70 ℃,页岩线性膨胀率降低率大于50%,且不起泡。通过配套关键添加剂的研究,形成了钻井液用聚醚多元醇的3 项使用新技术:井下浊点调控技术,通过添加无机盐、阴离子表面活性剂,实现了同一产品浊点温度可调节;抑制防塌协同增效技术,通过添加钾盐抑制剂有效减缓甚至完全抑制黏土水化膨胀;高效抑泡消泡技术,通过添加一种有机硅聚醚型高效消泡剂（加量为10 mg/L）就能有效消除各种表面活性剂在钻井液中产生的泡沫。多元醇产品及相应的外加剂应用技术对提高强抑制醇类水基钻井液综合性能起到了重要的技术支持作用。      

钻井液处理剂及体系对聚合醇JLXI浊点的影响

聚合醇类水基防塌钻井液体系(简称 PEM)作为适应环境保护要求的一种新型钻井液体系应用越来越广泛。PEM 的核心处理剂为聚合醇类水基防塌润滑剂 JLX,JLX是一种非离子型低分子量聚合物,其作用机理是具有浊点特性。研究了钻井液体系及常用处理剂对两种聚合醇 JLX1 和JLX2 浊点的影响。实验结果表明,无机处理剂如 KCl 对 JLX浊点有显著的影响;而有机高分子处理剂的影响则较复杂,低浓度时能使 JLX 浊点上升,高浓度时则使 JLX 浊点下降;体系也能降低 JLX 浊点,并且对低浓度的无机处理剂如 KCl有一定的缓冲作用。     

钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展

环氧乙烷、环氧丙烷共聚聚醚多元醇是一种性能优异的钻井液用页岩抑制剂、润滑剂、防泥包剂和低温流变调节剂,其无毒、易生物降解.介绍了聚醚多元醇的分子结构、国内外研究现状和中国产品现存质量问题、以及近年来在环境保护、油气层保护、深水钻井、替代油基钻井液、页岩气井钻井等钻井液体系中的应用.建议中国尽快加强钻井液用聚醚多元醇的分子结构设计和产品性能持续改进等方面的研究,以改善现有产品存在的不足,提高产品质量和技术使用标准.     

国外多元醇类水基钻井液技术

多元醇类水基钻井液具有抑制能力强、润滑性好、提高钻速、防止和消除钻头泥包、减轻地层损害及对环境影响小等优点，能大大节省钻井时间和费用，同时也弥补了因使用其它水基钻井液达不到性能要求的不足。     

聚合醇在钻井液中浊点变化规律研究及应用

研究了各因素对聚合醇浊点的影响规律,考察了在浊点温度前后,聚合醇对钻井液性能的影响。试验结果表明,使用聚合醇能改善钻井液性能,尤其在浊点温度以上使用时,更显著提高了钻井液的抑制性、润滑性和高温降滤失性能。通过在川东地区天东017-X2井钻井液中优化使用聚合醇,同比邻井应用更合理和节省费用。     

聚合醇的浊点对钻井液润滑和防塌性能的影响

采用测定粘附系数和页岩抑制率的方法研究了聚合醇在浊点前后对钻井液润滑性和抑制性的影响,探讨了其作用机理.研究结果表明,温度高于浊点时聚合醇钻井液的润滑性明显好于温度低于浊点时的润滑性,抑制性与浊点关系不大,在高温时抑制效果更好.     

水基钻井液强吸附多元醇酯键合润滑剂及作用机理

常用水基钻井液润滑剂在金属摩擦界面上的吸附力弱,难以形成致密、且耐剪切的润滑膜,导致钻井摩阻、扭矩高,引发阻卡、卡钻等井下事故。为提高润滑剂在金属钻具表面的吸附能力,以多元醇和长链脂肪酸为原料,通过脱水缩合制备了一种多元醇酯键合润滑剂,其极压摩擦、滤饼黏附及“点对点”摩擦的润滑性能均优于国内外同类产品,抗温达150 ℃;通过四球摩擦实验、扫描电镜观察、X射线光电子能谱等研究了键合润滑剂的作用机理,表明其多羟基结构可与Fe元素形成强于普通物理吸附的键合吸附,从而可在金属钻具表面形成厚度约45 nm的致密、抗剪切润滑膜;同时也可吸附在重晶石表面,利于降低钻井液内摩擦。      

硅钼酸光度法定量测定钻井液中的聚醚多元醇含量

基于硅钼酸、氯化钡、聚醚多元醇形成三元络合物的原理,用紫外分光光度法测定钻井液中剩余硅钼酸的吸光度（A）,通过A与聚醚多元醇的含量成线性关系来定量聚醚多元醇。具体步骤为：取3.5 mL经过稀释的待测样品,加入稀盐酸调节pH值为2。加入1 mL 300 g/L氯化钡溶液,静置5 min,在9000 r/min转速下离心5 min。加入100.00 μL硅钼酸水溶液,静置30 min,在9000 r/min转速下离心5 min,上清液在210 nm处出现峰值。A与聚醚多元醇质量分数W的线性关系为A=?0.1196W+0.6732,线性相关系数0.996。用该法测得江苏油田梁X15井1450 m钻井液中的聚醚多元醇质量分数为1.01%,相对标准偏差2.0%。     

铝盐聚合醇钻井液体系在辽河油田的应用

辽河油田沈北区块上部地层含大段软泥岩,易水化膨胀缩径,下部地层水化分散强,易发生周期性垮塌,常规的钻井液体系不能有效稳定井壁,常引发井下复杂情况.研制出了强抑制性铝盐聚合醇钻井液体系,该钻井液由于铝盐和聚合醇的协同作用,具有优良的润滑和抑制性能.该体系在沈625-10-22井、沈625-14-34井及沈625-18-30井钻进过程中表现出良好的抑制性,减少了钻井复杂情况,井下安全,井眼规则,与同区块使用聚合物分散体系的井相比,平均井径扩大率降低7.95%～11.77%,并且降低了钻井液的使用密度.其成功应用证明,铝盐聚合醇钻井液抑制性和井壁稳定能力强,具有明显的防塌效果,可满足沈北区块沙河街地层钻进的需要.     

聚合醇饱和盐水钻井液体系室内研究

聚合醇饱和盐水钻井液体系是一种适用于易垮塌、缩径,易漏易喷的大段盐膏层钻井和压力系数高的地层钻井的体系.该体系的主处理剂为聚合醇CFH-2、强封堵剂和抗高温抗盐降滤失剂OCl-PT等,采用密度为5.0 g/cm3的高密度铁矿粉或铁矿粉与重晶石的复配物(复配比例为3∶1)加重.聚合醇CFH-2具有可生物降解性,既能提高体系的抑制性、润滑性及储层保护性能,又可满足环保要求;抗高温降滤失剂OCl-PT能有效地降低饱和盐水体系在高密度(2.32 g/cm3)下的高温高压(130 ℃)滤失量(小于8 mL).聚合醇饱和盐水钻井液具有良好的抑制性、润滑性和储层保护效果,可有效抑制粘土矿物的水化分散,防止盐岩层的溶解,解决大段盐膏层、盐岩层易缩径、垮塌的问题;具有较好的失水造壁性、热稳定性以及悬浮稳定性,抗粘土侵和Ca2 污染的能力强.     

小阳离子-聚合醇钻井液技术研究及应用

在探讨聚合醇和小阳离子的作用机理的基础上,室内将小阳离子与聚合醇钻井液结合,优选出了抑制防塌能力更强的小阳离子-聚合醇钻井液配方.室内试验表明,该钻井液比聚磺钻井液在抑制性、润滑性、流变性以及抗温、抗盐能力方面都有不同程度的增强.在吐哈地区地质情况相对复杂的玉西、红台构造进行试验表明,该钻井液可大幅度降低井下复杂情况发生几率,较好地满足了钻进等各项施工以及油层保护的要求,收到了良好效果.     

应用高性能多元醇钻井液保护深层低渗透油气藏

准噶尔盆地中部3区块的深层油气藏具有低渗透储层的典型特征,表现为含水饱和度高、孔喉细小、渗透性差、结构复杂、非均质性严重、油气流动阻力大及常伴有天然裂缝等特点。经岩心流动实验证实,水锁是损害该低渗透储层的主要因素之一,渗透率损害率为49.3%~89.2%。应用防液锁技术、理想充填理论及 d₉₀ 规则,研发了具有防水锁、低侵入特点的高性能多元醇钻井液。通过配伍性实验、表面 界面张力评价实验、动态污染实验及水锁实验,对该钻井液的储层保护特性进行了评价。室内实验及现场应用结果表明,该钻井液不仅能够满足超深井安全快速钻井的需要,而且多元醇SYP-1与表面活性剂HAR之间的协同作用能显著降低滤液表面张力和滤液-油界面张力,提高钻井液返排效率,减轻深层低渗透储层水锁损害。     

聚合醇抑制性能评价研究

聚合醇在实际的钻井应用中,由于其固有的特性,无论是井眼温度高于还是低于浊点温度,对页岩都有一定的抑制作用,但机理不同.本文选择浊点温度在80 ℃左右的聚合醇,采用YPM-03页岩膨胀模拟试验装置进行试验,旨在验证浊点上下聚合醇抑制作用受到温度、压力及其浓度等因素的影响.室内对聚合醇在不同浓度下的抑制性以及温度、压力对其抑制性的影响规律进行了试验研究.结果发现,1)采用页岩膨胀模拟试验装置能够检测出聚合醇样品对膨润土样品抑制性在不同温度、压力条件下的变化,仪器的测试精度和重复性均能满足试验要求,这种检验方法是可行的.2)随着温度的变化,聚合醇对膨润土的抑制性能呈现出很大的差异,在浊点温度以下,抑制性能很好,而在浊点温度以上,其抑制性能迅速降低.3)在浊点温度以上,随着浓度的增加,聚合醇对膨润土的抑制性增强,但在较低浓度时,抑制效果不明显;只有达到较高浓度时,才呈现出较好的抑制性;随着压力的增大,聚合醇浓度较低时,抑制性不理想;当聚合醇浓度较高时,随压力的增大,即抑制性增强.     

对中国钻井液处理剂及钻井液体系发展的认识

回顾了中国钻井液处理剂和钻井液体系的发展，分析了近年来中国钻井液处理剂及钻井液技术发展缓慢的原因，对今后钻井液处理剂和钻井液体系的开发方向提出了几点看法，认为钻井液工艺技术应向钻井液工程技术转化，最终形成钻井液工程技术，从而提高钻井综合效益，有效地保护油气层，提高油井产量。     

钻井液用固体润滑剂OCL-RH的研制

针对钻井液用润滑剂在实际应用中存在的问题,研制开发了固体润滑剂OCL-RH.该润滑剂是以石墨为主,辅以少量无毒矿物油及多种表面活性剂,经物理化学作用精制加工而成,为黑色固体粉末.经室内试验初步证明,固体润滑剂OCL-RH具有良好的润滑性、抗温性及一定的抑制性,与钻井液配伍性较好,对钻井液流变性无影响,并且具有一定的降滤失作用;可在淡水、海水和盐水钻井液中使用,最佳加量为1%,使用方便,维护处理简单;无毒、无污染,无荧光,不影响地质录井,有利于发现油气层.     

欠平衡钻井NW无固相充气钻井液的研究

为了有效配合欠平衡钻井开发低压低渗透气藏，最大限度地保护气层．研制了NW无固相充气钻井液。该钻井液的特点是可避免钻井液中的固相颗粒堵塞储层孔隙，抑制性强，减少滤液进入储层，即削弱水锁损害，保护储层岩石孔隙的连通性；小阳离子具有优先吸附形成一层阳离子保护膜的特点，其分子结构中的憎水基团．起到阻止水分子侵入的作用，进而削弱由低压低渗储层天然渗吸效应产生的水锁损害；司时钻井液滤失量小，仅约为10mL，而且钻井液具有强抑制性，可以减小钻井液对油层岩石渗透率的影响，达到保护储层、增加采收率的目的。该钻井液可满足充气工艺要求。此外，该钻井液密度连续可调，能有效降低液柱压力．形成泡沫群体结构，具有群体封堵、疏水屏蔽及特有的流变特性等良好特性，防止低压地层漏失，保护气层；配方简单，维护使用方便，能够很好地满足欠平衡钻井工程的需要。     

超高密度钻井液技术研究

新疆准噶尔盆地南缘地区安集海河组存在超高压、强造浆、强坍塌应力、溢、漏、塌、卡、复合离子污染等钻井问题,使用的钻井液密度最高在2.5 g/cm3以上,钻井液在超高密度条件下性能极难调控.分析了该地区易塌层段地质特点和地层中的粘土矿物组分以及存在的钻井液技术难题,有针对性地研制出了JAB高密度钻井液体系.评价了JAB体系在超高密度条件下的流变性、抗污染能力、抗温性、抑制性及润滑性等.结果表明,该钻井液体系在超高密度(2.5 g/cm3)下,具有良好的抑制造浆、稳定井壁、润滑防卡能力和抗可溶性盐污染、流变性好等特点,能满足准噶尔盆地南缘地区复杂地层钻探的需要.提出了该体系现场维护处理的几点建议.