钻井液用固相化学清洁剂ZSC-201在中原油田的应用

钻井液用固相化学清洁剂ZSC—201已应用于中原油田不同区块的10多口油井。应用结果表明，ZSC—201能有效抑制泥页岩的水化膨胀分散，清除钻井液中的有害固相，减少钻井液中亚微粒子含量，保证钻井液清洁。所应用井段膨润土含量上升缓慢，钻井液塑性粘度和动切力容易控制，维护简单，大大减少了处理剂的种类和用星，避免替换泥浆，从而节约了泥浆成本；有效控制了固相含量，有利于提高机械钻速。     

固相化学清洁剂ZSC-201的研究应用

在使用水基钻井液钻泥页岩地层时常常发生井眼膨胀、缩径、坍塌等问题。介绍了一种固相化学清洁剂ZSC-201。室内性能评价结果表明，ZSC-201具有良好的抑制地层和钻屑水化分散的能力，可以配合高分子量聚合物清除钻井液中的有害固相，减小钻井液中亚微粒子含量，保证钻井液清洁；对阴离子型防塌剂和聚合物类处理剂有增效作用；具有用量小，与其他处理剂配伍性好等特点。5口井的应用表明，使用ZSC-201固相化学清洁剂，平均井径扩大率为10．18％，解决了上部地层水化膨胀、缩径问题，保证了起下钻的畅通；在钻井中膨润土含量上升缓慢，钻井液粘度、切力容易控制，维护简单，减少了处理剂的使用种类和用量，避免了替换钻井液．节约了钻井液成本；有效控制了固相含量，有利于提高机械钻速。     

无粘土低固相甲酸盐钻井液

甲酸盐钻井液是一种性能优良的新型钻井液，它具有许多独特的优点。文中用尾气一步法成功合成了优质低成本的甲酸盐，用国产的甲酸盐和降滤失剂建立起了无粘土低固相甲酸盐优化配方，并对其性能进行了评价。结果表明，该优化配方流变性好、抑制性强、性能稳定、固相污染容限高，性能与国外相当，值得推广应用。     

一种无固相钻井液的室内实验研究

长庆苏里格气田气藏储量巨大,但长期以来一直存在难以有效动用的问题,因为该三低气田的储层保护问题难以解决。针对长庆苏里格气田气藏储层特点,通过科学的实验设计,在室内实验的基础上,研究出了一套保护储层的无固相钻井液技术,重点解决无固相钻井液滤失量大、抑制性难提高的问题,优选出了一套性能优良的无固相钻井液配方。该钻井液对储层的伤害小,有效地减小了固相损害、水敏、水锁和贾敏效应,滤失量小于6 mL,流变性好,密度调节范围宽,抗污染能力强,符合钻井完井液技术要求,在苏里格东部气田具有较好的应用前景。     

无固相钻井液体系的室内研究(Ⅱ)

考察了正交实验优化得到的无固相钻井液配方的抗温性、配伍性、腐蚀性、岩心伤害性和对粘土水化分散的抑制能力.结果显示抗温90℃以上,与油田水配伍,腐蚀速率低于0．025mm／a,岩心伤害率小于30％,对粘土的水化膨胀抑制能力强。     

钻井液固相控制技术探讨与建议

钻井液固相控制是实现优化钻井的重要手段之一。正确、有效地进行固控可降低钻井扭矩和摩阻,减小环空抽吸的压力波动,为科学钻井提供必要的条件。钻井液固控是现场钻井液维护和管理工作中最重要的环节之一。本文就钻井液固相控制技术进行了深入的探讨,提出了自己的建议和看法。     

新型低固相油基钻井液研制及性能评价

为解决常规油基钻井液低温流变性差、低剪切速率下易形成凝胶结构及重晶石沉降等难题,开展了低固相油基钻井液的研究。选用3~#白油为基础油,甲酸铯溶液为密度调节剂,在确定油水比的前提下,对各主处理剂进行优选及加量确定,研制出一种低固相油基钻井液体系,并对其抗温、抗污染、抑制性及储层保护效果等性能进行了评价。评价结果表明,低固相油基钻井液体系具有良好的流变性和触变性,抗温达220℃,抗水污染20%,抗钻屑污染25%,滚动回收率98.7%,渗透率恢复值90%以上。分析认为,低固相油基钻井液体系不仅能够代替常规油基钻井液应用到强水敏地层及复杂结构井,在裂缝性碳酸盐及低孔低渗储层也具有良好的应用前景。     

MAC无固相充气钻井液的研究及应用

根据低压低渗透性地层的钻井特点，研究并应用了ＭＡＣ无固相充气钻井液。辽河油田高升地区１２口井应用该钻井液后，机械钻速提高１．４～１．５倍，原油日产量提高１．５～２．０倍，油气层得到有效保护，经济效益显著。     

无黏土低固相新型有机盐钻井液的室内研究

无黏土有机盐盐水钻井液能较好地解决常规无固相钻井液的3大难题（提黏、抗温和密度调节）。研制出一种新型有机盐，并根据复合成膜封堵技术优选出一套无黏土低固相有机盐钻井液配方。新型有机盐OS-100性能优良：溶解度高，其饱和溶液密度在1．505g／cm^3以上；无毒，腐蚀性低；能提高体系中处理剂的抗温能力。优选出的无黏土低固相有机盐钻井液具有良好的流变性、封堵造壁性和抑制性，抗钙可达3．0％～5．0％，钻屑容量限高，可达20％，润滑性能好，可降低钻头研磨效应，提高机械钻速，保护油气层。     

纳米成膜剂NM-1的合成及其在钻井液中的应用研究

纳米钻井液处理剂具有超强吸附、降低摩阻以及细微堵孔的能力，能更好地稳定井壁和保护储层。利用微乳液聚合法合成了有机纳米成膜剂NM-1。Mastersizer2000型激光粒度仪的测定结果表明，NM-1的平均粒径为65nm。对比研究了NM-1与成膜剂CH1203B、CMJ-2、PVA、纳米SiO2对钻井液流变性和API滤失性能的影响，得出NM-1具有较好的控制滤失和降黏作用；成膜实验证明了NM-1在岩心端面形成了不透水隔离膜；抗盐实验表明NM-1在低浓度下的抗盐能力较强，浓度一旦大干5％时其抗盐能力较差，可以通过改变乳化剂的类型（如用非离子型表面活性剂）来提高其抗盐能力。     

钻井液防黏附剂的合成与性能评价

在钻井液中加入防黏附剂,防止钻头泥包或局部被钻屑黏附是提高钻速有效手段之一。通过腐植酸磺化－酰氯化－酰胺化一系列反应合成了钻井液防黏附剂,筛选出最佳合成条件为：腐植酸与浓硫酸在质量体积比3:5、温度160℃的条件下反应8 h,生成磺化腐植酸;然后与过量二氯亚砜在70℃下反应6 h,生成腐植酰氯;最后按腐植酰氯与脂肪胺质量比25:4加入脂肪胺,在0～10℃下反应 4 h。对防黏附剂性能的评价结果表明,防黏附剂可将钻头和岩屑表面由强亲水性转变为弱亲水性,并能大幅降低钻井液表面张力。防黏附剂质量分数由0增至1.5%时,水溶液润湿接触角由33°增至68.3°,表面张力由74.4 mN/m降为42.0 mN/m。4%膨润土浆中加入2%防黏附剂,润滑系数由0.43降至0.27;膨润土岩心在1.5%防黏附剂水溶液中的膨胀率为1.6%（2 h）和3.5%（16 h）,润滑性和抑制性较好。     

水基钻井液用低增黏提切剂的合成与性能评价

为了实现在调控钻井液黏度的情况下获得良好的携岩能力,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸（DMAPS）和十六烷基疏水单体（C16-D）为原料,采用自由基聚合法,制备了一种新型的两性疏水缔合聚合物（PAADDC）。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振（1H NMR）表征了PAADDC的分子结构,采用静态光散射（SLS）测定了聚合物的分子量,并对其流变性能进行了评价。结果表明,100℃老化16 h,加量为0.2% PAADDC的钻井液的表观黏度、塑性黏度、动切力和动塑比分别为18.5 mPa·s,11.5 mPa·s,7.0 Pa和0.61 Pa/mPa·s,抗温可达160℃。与常规增黏剂相比,PAADDC具有良好的热稳定性和更佳的抑黏增切效果。在60～180℃热老化实验中,动塑比值随PAADDC用量的增加而降低。环境扫描电镜（ESEM）和原子力显微镜（AFM）的观察表明,PAADDC在溶液中形成了连续的三维网状结构,这是其剪切强度显著提高的主要原因。     

新型防塌剂FFR的合成及评价

防塌剂HFR为由烯类单体合成、主要基团为羟基的共聚物，产品浓度15％～20％，已投入现场应用。本文报道FFR的室内性能评价结果。在2％和3％FFR水溶液中，某储层岩心的40目回收率高于而粘土膨胀率则低于10％KCl和3％某聚合醇溶液中的相应值，2％FFR可有效抑制粘土造浆。在4％膨润土浆中，FFR(2％～4％)使滤失量和极压润滑系数大幅下降；在一种密度1．38g／cm^3的聚磺钾盐井浆中，FFR(2％，3％)使流变性和滤失性改善；在一种密度1．84g／cm^3的饱和盐水井浆中，FFR(2％，3％)使初终切力明显降低，但120℃老化后HTHP滤失量升高。在按中原油田钻井液配方用淡水配制的聚合物泥浆和磺化泥浆中考察了FFR的配伍性，FFR使动切力升高，终切力升高(聚合物浆)或下降(磺化浆)，120℃老化后HTHP滤失量升高，且表现出较强的抗劣质土污染能力，但在加入15％NaCl的磺化泥浆中FFR使老化后API滤失量大幅度升高。FFR在泥浆中的加量一般为1％～3％，在盐水泥浆中加量不大于2％。表8参3。     

用于废钻井液处理的化学剂合成与评价

介绍了废钻井液用化学剂的室内民及性能评价，结果表明，合成的阳离子聚合物与无机破胶剂酸伍使用可以保证滤液具有较好的透明性和较低的化学需氧量，且具有良好的协同增效作用，可利用滤液进行反复处理，效果同清水处理相当，有利于节约处理费用。     

钻井液固体润滑剂的试验研究

普通的钻井液润滑剂一般为液体．现场运输和使用不便．同时抗温性能较差。根据钻井液润滑剂的润滑机理，利用膨润土的膨胀性、吸附性、阳离子可交换性、分散性和悬浮性等特殊性能，以河北膨润土作为载体，采用物理和化学方法使膨润土与表面活性剂作用．合成了一种新型的钻井液固体润滑剂。室内试验结果表明．合成的钻井液固体润滑剂与市售类似产品相比具有润滑性能好、抗高温和使用方便等优点。采用X射线衍射、激光粒径、热重和差热试验对合成的润滑剂进行了结构和性能特征分析。激光粒径结果表明，该固体润滑剂粒径较小，活性剂含量较高．有很强的表面活性；X射线衍射证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)表现出不同的特征，X-射线衍射谱首峰宽而平．表现出弥散峰的特点．说明形成了非晶态物质．这种非晶物质具有很高的表面活性；热重和差热曲线证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)相比，有不同的吸附机理．因而吸附能力得到提高。     

两性离子型酚醛树脂钻井液降滤失剂的合成与性能

基于酚醛树脂合成及苯环上取代反应原理，使低分子量的线性酚醛树脂先与二甲胺盐酸盐 甲醛反应。再与碘甲烷反应，制得含碘化亚甲基三甲基铵盐基团的阳离子中间体；使该树脂与羟甲基磺酸钠反应，制得含磺甲基的阴离子中间体；两种中间体在甲醛存在下缩聚，合成了水溶性的两性酚醛树脂。采用正交设计实验方法。根据合成物的阳离子含量、阴离子含量、粘土胶体化率、粘土膨胀率及MMH泥浆和10％盐水浆API滤失量数据，确定了两种中间体和两性树脂的最佳合成条件，得到的两性酚醛树脂(25％～28％水溶液)即为正电胶钻井液降滤失剂DSP-1。在加量为2．0％和2．5％时，DSP-1使0．8％MMH／6．0％膨润土浆的API滤失量由96．2mL分别降至24．6和22．4mL，120℃和150℃滚动16h后的AV和PV变化不大，API滤失量分别为28．8和31．6mL。页岩在2．0％和3．0％DSP-1水溶液中的回收率数据表明，DSP-1具有一定的抑制性。表6。     

关于钻井液固相粒度分布的一些探索

利用光学沉降扫描仪测定了常用的几种钻井液处理剂对固相粒度分布的影响,实验结果表明,处理剂８０Ａ５１,ＰＡＣ１４１,ＨＰＡＮ对Ｂａｎ土及明化镇地层土均有不同程度的絮凝作用,而Ｎａ２ＣＯ３,ＦＣＬＳ,ＮａＫ等处理剂Ｂａｎ土及明化镇地层土具有不中烈的分散作用,同时还研究了不同体系钻井液的固相粒度分布,为提高钻井速度,保护油民支提供了一些基础资料。