钻井液用有机/无机纳米复合乳液成膜剂研究

本文采用细乳化法合成了无机/有机纳米复合乳液SiO2/P（St-AM-AA-SAS）,即成膜剂NFR-1,在聚磺钻井液（3%膨润土＋3%SMC＋3%SMP-2＋3%SPNH＋0.1%FA367）中加入10%NFR-1得到水基成膜钻井液体系。应用自制的压力传递膜效率测试装置对成膜剂以及聚磺钻井液和成膜钻井液体系进行了成膜效率评价。实验表明,在80℃下,NFR-1的最佳加量为10%,成膜效率为59.6%,仅单加10%NFR-1的水基成膜钻井液的膜效率就达68.2%,显著高于未添加成膜剂的聚磺体系的膜效率（10.6%）。讨论了聚合物类成膜剂,普通纳米型成膜剂和纳米复合乳液成膜剂NFR-1的成膜差异。图4表4参11     

成膜封堵低侵入保护油层钻井液技术的研讨

为使钻井过程所采用的钻井液对所钻遇的不同渗透率油层均能有效地阻止其固相与液相进入油气层,不诱发储层的潜在损害因素,防止对储层发生损害,提出了成膜封堵低侵入保护油气层钻井液技术的新构思.其核心是在钻开油气层钻井液中加入成膜剂、特种封堵剂和降滤失剂.在钻开油气层的极短时间内,此钻井液中的膨润土、加重剂、岩屑等固相在不同渗透率的油层表面架桥、填充形成内外泥饼,特种封堵剂和高温高压降滤失剂封堵近井壁油层内外泥饼的孔喉,成膜剂在井壁上成膜,封堵孔喉未被架桥粒子、填充粒子、降滤失剂封堵的空间,从而形成钻井液动滤失速率为零、厚度小于1 cm的成膜封堵环带,有效阻止钻井液固相和液相进入油气层.此项技术对钻遇的不同渗透率油层均能有效减少损害,通过室内实验证实了其可行性.     

成膜剂HN-1研制及其在钻井液中的应用

在复杂地区石油勘探开发过程中,井壁失稳和储层伤害已成为国际性技术难题。钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层是造成井壁失稳和储层损害的主要原因,为了阻止钻井液中的水相进入井壁地层和油气储层,近年来国内外学者提出了超低渗透钻井液技术,其中成膜剂是超低渗透钻井液的关键处理剂。着重介绍为恩平24-2油田所研制的一种不影响钻井液其他性能并能降低钻井液滤失量的成膜剂HN-1以及由此而构建的恩平24-2油田超低渗透钻井液体系。同时,根据超低渗透钻井液性能测试方法,评价了其侵入砂床深度、高温高压砂床滤失量、岩心承压能力和储层保护能力。评价结果表明,HN-1成膜剂阻止了钻井液中固相和液相进入储层,降低了钻井液侵入砂床深度和钻井液高温高压砂床滤失量,提高了岩心承压能力和储层保护能力,为开发恩平24-2油田提供了有效保障。     

镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层钻井液室内研究

在钻井过程中,为了减少钻井液对油气储层的损害,通常采用储层暂堵技术,而该技术的关键是要求暂堵粒子尺寸与地层孔喉合理匹配,这种匹配关系很难把握,从而影响保护油气层效果。针对传统暂堵技术在应用中的不足,提出了镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层技术。采用钻井液传统评价与砂心试片评价相结合的方法,筛选出了保护油气层的镶嵌剂XQ-3和成膜剂DL-7,室内试验结果表明,将两者复配后加入钻井液中,岩心渗透率暂堵率达到99.6%,岩心切片渗透率恢复率达到99.4%,与传统的暂堵剂相比分别提高了20.6%和15.3%,表现出良好的协同增效暂堵效果及对不同孔喉更好的适应性能。因此,XQ-3和DL-7是保护油气储层的理想钻井液添加剂。      

新型钻井液成膜剂的研制及其在埕海油田的应用

为了降低埕海油田钻井过程中外来流体对储层的损害,基于成膜钻井液技术的基本理论,以苯乙烯、丙烯酸丁酯单体为原料,采用乳液聚合的方法,以过硫酸铵为引发剂,合成了新型钻井液成膜剂LCM-8。室内试验表明:埕海油田上部钻井液中加入成膜剂LCM-8后,流变性能能够满足携岩要求;能在岩心污染端形成一个渗透率极低的封堵带,封堵率可达90%以上;返排渗透率恢复率大于90%。新型钻井液成膜剂LCM-8在埕海油田2口井的储层钻进过程中进行了应用,结果表明,上部钻井液加入该成膜剂后,其性能能满足钻井要求,2口井的表皮系数为-2.31和-3.11,而未用该成膜剂2口邻井的表皮系数为-0.27和0.23。这说明,成膜剂LCM-8能满足埕海油田钻井要求,实现钻井过程中的储层保护。      

水基钻井液成膜技术研究进展

水基钻井液成膜技术是当今研究的热点，其核心技术是利用页岩或钻井液的物理、化学特性，使页岩或钻井液具有半透膜的性能或在井壁上形成一层较高质量的隔离膜，阻止钻井液向地层的进一步滤失，从而有效地稳定井壁和保护油气层。文章根据国内外研究的实际情况，对水基钻井液的几种成膜机理进行了探讨，分析了半透膜和隔离膜的实质，总结了成膜水基钻井液、成膜处理剂以及成膜新工艺的应用现状及发展趋势。建议加强对成膜机理以及对所形成膜的性质等方面的研究。同时应在提高膜的功能和环保型成膜剂方面做出不懈努力。     

裂缝性气藏成膜堵气钻井液体系室内评价研究

顺南区块气藏微裂缝发育，钻井时存在气侵严重、溢漏频发等问题，为此，进行了物理+化学成膜封堵技术研究。制备了0.01、0.05、0.1 mm裂缝开度的人造裂缝岩心，通过砂床实验、静态承压实验优选出了成膜剂CY-1、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅等关键封堵材料并确定了其最优加量，形成了密度1.68 g/cm3的成膜封堵钻井液体系:膨润土浆+0.4%KAPM+3%SPNH +3%SMP+2%FT-1+1%PAC-LV+2%CY-1+1 %纳米二氧化硅+2%纳米碳酸钙+重晶石，并对其性能进行了评价。结果表明:该钻井液体系抗温200 ℃，中压失水6.8 mL、高温高压失水8.8 mL，滤饼酸溶率24.9 %。该物理+化学成膜封堵钻井液体系可有效解决顺南区块钻井过程中气侵问题。     

大孔道高渗层开采后期封堵技术

大庆油田喇嘛甸区块储层大多为高渗透油层,随着注采的深入,陆续变化为大孔道高渗层,这类油层在钻井中易造成钻井井漏、钻井液滤液伤害储层,采油过程中易出现低效循环或无效循环等问题。为解决井漏和钻井液伤害储层问题,研制了以成膜聚合物、可降解颗粒和天然纤维为主要成分的锁孔成膜封堵剂,通过锁孔成膜封堵剂的室内加量优选实验、性能配伍实验,得到了锁孔成膜封堵剂在钻井液中的加量为2%~3%,确定了钻井液配方为:2%膨润土+0.5% HX-D阳离子聚合物抑制剂+1%阳离子黏土稳定剂NW-1+1.5%井壁稳定剂FRJ-Ⅱ+0.5%HPAN+1%改性沥青+0.2%氢氧化钾+2%~3%锁孔成膜封堵剂,形成了钻井过程中的锁孔成膜防漏封堵技术,现场应用过程中防漏成功率提高了9.3%,钻井液侵入带平均厚度由原来的29 mm降至5 mm,有效保护了储层。为解决采油过程中低效循环或无效循环问题,研制开发了以油泥砂为主剂的一种堵水调剖剂,通过堵水调剖封堵物强化时间与最终强度实验,确定了堵水调剖悬浮液中油泥砂与胶结剂的比例为20∶1、胶结剂的质量分数为5%,设计了现场堵水调剖技术方案以及应用要点和注意事项,在现场试验4口井,含水最大降幅为7.0%,累计增油837 t。该封堵技术有效解决了大孔道高渗层开采后期钻采过程中出现的上述各种问题,为大孔道高渗层后期的顺利钻采提供了技术保障。     

新型钻井液用成膜封堵剂CMF的研制及应用

针对渤海辽东湾某油田地层硬脆性泥页岩裂缝发育特点,笔者通过控制反应条件,制备了平均长径比在20～30之间的三水碳酸镁晶须和水合碱式碳酸镁晶片,并在此基础上与常用成膜剂LPF-H复配,研制了一种新型成膜封堵剂CMF,其中LPF-H∶晶须∶晶片的配比为7.0∶1.6∶0.4。室内实验结果表明,成膜封堵剂CMF与钻井液体系具有良好的配伍性,流变性能能够满足携岩屑要求,对不同渗透率砂盘的封堵能力优于常用成膜剂LPF-H。晶须、晶片与LPF-H这三种材料相互协同作用,在井壁形成一层致密、具有一定强度韧性的隔离膜,能有效封堵地层裂隙,稳定井壁,降低钻井液处理剂的损耗。该成膜封堵剂CMF在渤海辽东湾某油田X-1井进行了现场试验,结果表明,加入成膜封堵剂CMF后,钻井液性能满足要求,滤失量和表皮系数均低于采用成膜剂LPF-H的邻井X-2。这说明,成膜封堵剂CMF能够满足该油田钻井过程中储层保护的需要,具有推广应用前景。      

低渗透储层多级架桥暂堵储层保护技术

水锁、水敏及碱敏等造成了低渗透砂岩储层渗透率难以恢复的伤害,成为了储层保护的技术瓶颈。为此,依据屏蔽暂堵技术原理,以岩心实验确定的对渗透率贡献最大的孔喉半径区间为依据,研制出了与储层孔喉渗透率贡献率分布相匹配的多级架桥暂堵油气层保护剂,它由多级架桥粒子FDPD和可变形粒子FEP组成,在钻井液中最佳加量分别为4%和2%～3%。室内对加入多级架桥暂堵油气层保护剂前后钻井液性能变化和岩心渗透率恢复值进行了实验评价。结果表明：①岩心渗透率恢复率达85%,能很好地保护低渗透储层;②多级桥架暂堵剂加入钻井液后,虽钻井液的黏度和切力有所上升,但波动不大,能够满足工程的要求;③中压滤失量和高温高压滤失量降低,更有利于储层保护。2口应用井与同区块其他井相比油气产量明显提高,起到了良好的储层保护作用。该技术具有低成本、施工方便等特点,是一种切实可行的低成本且安全可行的油气层保护方法。