改性天然高分子基钻井液流变性研究

研究改性天然高分子基钻井液处理剂和体系的流变性有益于对其进一步研究和推广应用。试验测定了IND30、NAT20、NFA25加入4%膨润土基浆中配制的悬浮液,在1022、511、340.7、170.3、10.22、5.11s-1等6个剪切速率下的剪切力,以及钻井液体系在相同条件下的剪切力,确定了适合的流变方程及流变曲线。结果表明,0.2%以内加量的IND30悬浮液的流动特性接近于宾汉模型,0.3%以上加量的IND30悬浮液的流动特性接近于幂律模型;3%以内加量的NAT20悬浮液的流动特性接近于幂律模型;6.0%以内加量的NFA25悬浮液的流动特性接近于宾汉模型;依据正交试验设计的12个配方配制而成的悬浮液的流动特性都接近于幂律模型。     

改性天然高分子基钻井液研究

改性天然高分子基钻井液体系既能保护环境又能保护油气层且成本合理，该体系仅用4种主要处理剂即可满足勘探开发工程的需要。为此，室内评价了改性天然高分子基钻井液体系的主要处理剂：天然高分子包被剂IND30、天然高分子降滤失剂NAT20、无荧光白沥青防塌剂NFA25和干粉聚合醇润滑剂PGCS1等4种处理剂的抑制、流变、降滤失、环保、摩阻等主要技术性能。在此基础上，用此4种处理剂通过正交实验方法研制出了改性天然高分子基钻井液的基本配方，并评价了配方的抗温、抗污染、抑制分散、环保等主要性能。通过多个油气田百余口井的钻井应用表明，改性天然高分子基钻井液体系维护简单、处理方便，在稳定井壁、提高机械钻速、保护储层、环境保护等方面优点明显，值得进一步推广应用。     

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。     

"双保"型改性天然高分子基钻井液技术

为解决轮古地区井径扩大率偏高、潜山地层顶部界面难于测准等难题,也为同时实现对油气层及环境的保护,研究开发了"双保"型改性天然高分子基钻井液体系,合成了该体系所需处理剂,包括天然高分子包被剂IND30、天然高分子降滤失剂NAT20、无荧光白沥青NFA-25和聚合醇PGCS-1.评价了该体系的基本性能和抗温、抗污染能力,在3口直井和2口水平井中进行了应用试验.应用结果表明,该钻井液性能稳定,流变性独特,粘度和切力低,起下钻畅通,钻头、钻具无泥包现象;井壁稳定,无垮塌、掉块现象;抑制性强,返出钻屑棱角分明,代表性极好,同时具有良好的润滑性;"双保"型改性天然高分子基钻井液性能,不但优于常规聚磺钻井液,而且优于环保A体系,处理剂消耗数量及使用品种大大减少,使分析问题、找原因及维护、处理简单化.该体系单个处理剂EC5o值均大于30000 mg/L,现场井浆EC50值大于100000 mg/L,达到可排放标准;同时渗透率恢复值大干90%,表明其有良好的保护油气层特性;该钻井液所用材料无荧光;体系无油、无腐蚀,设备卫生清洁.     

改性天然高分子水基钻井液的研究与应用

简介了4种对环境无害的固态的水基钻井液处理剂的合成及性能:改性天然高分子类包被剂IND30和降滤失剂NAT20,无萤光白沥青NFA25(部分溶于水、部分溶于油的改性油类物质)及粉状聚合醇PGCS1(EO/PO共聚物)。报道了用膨润土和这4种处理剂配制的各种实验钻井液的组成和性能:基本配方钻井液(钻井液1)、强抑制性钻井液(钻井液2,另加入一种小阳离子页岩抑制剂)、抗盐钙污染钻井液(加入35%NaCl和1?SO4),抗膨润土污染钻井液(加入4%钙膨润土)。这4种钻井液在原配制状态和在120℃、140℃滚动16小时后,各流变参数均在合理范围,API滤失量≤5 2mL,HTHP滤失量≤20mL。某油藏储层钻屑在钻井液1、2中于140℃滚动16小时后,回收率分别为91 2%和96 7%;该储层岩心被原配制和在140℃滚动16小时后的钻井液1、2污染后,渗透率恢复率为88 2%～91 6%。4种处理剂溶液,钻井液1、2及两口井使用的钻井液均无毒,EC50>3×104mg/L。该体系多功能水基钻井液已在塔里木、克拉玛依等油田10余口井钻井中获得成功应用,最长裸眼长度达5324 45m,井眼扩大率仅5%～10%。详细介绍了在LG区块使用的钻井液分井段组成、维护及性能。表4参3。     

水溶性改性天然产物钻井液处理剂的研究与应用

综述了国内水溶性的改性木质素，腐殖酸，单宁，纤维素和淀粉等类改性天然产物钻井液处理剂近期的研究与应用情况，水溶性的改性天然产物可用全钻进液降粘剂，降滤失剂，增粘剂和防塌剂等。     

钻井液常用处理剂的流变特性研究

利用ＲＶ２０旋转粘度计研究了有代表性的钻井液常用处理剂的流变特性，揭示了不同类型钻井液处理剂的流变规律以及所适用的流变模式，对合理地使用不同类型的钻井液处理剂，准确地调节钻井液流变特性具有指导意义。     

环保型天然高分子水基钻井液的研究与现场应用

基于天然高分子水基钻井液用主要处理剂：天然高分子包被剂IND30、天然高分子降滤失剂NAT20和NAT50、无荧光白沥青防塌剂NFA25和聚合醇防塌剂PGCS-1,优选出了环保型天然高分子水基钻井液的基本配方：5.0%膨润土＋0.1%NaOH＋0.3%IND30＋0.5%NAT20＋0.5%NAT50＋2.0%NFA25＋2.0%PGCS-1,并对其性能进行了评价。结果表明,该天然高分子水基钻井液具有强抑制能力和良好的抗温性、抗污染性、保护油气田及环保性能。广安地区6口井的现场应用表明,该环保型天然高分子水基钻井液体系维护简单,处理方便,在稳定井壁、提高机械钻速、保护储层、环境保护等方面优点显著,值得进一步推广应用。     

钻井液流变性研究的一种新方法

本文提出了一种新型、实用、快速、经济的钻井液试验方法－－回归正交试验法。在进行多因素影响。多参数限制的钻井液优选优配的同时，建立了因素间的定量关系式－回归方程，因此能进行配方或参数的预测与控制。利用该方法，在温度等因素对钻井液流变特性影响的研究中取得了理想的结果。     

四川地区钻井液体系的发展概况

概述了四川油气田四十多年来钻井液体系发展的四个阶段。四川局在总结几十年经验的基础上,吸收国内外先进技术,不断发展,目前已有6种体系17种类型的钻井液适应于四川地区不同区块、不同构造的地质特征。同时,现场实践表明,这些钻井液满足了各种钻井工(?)的要求,并进一步提高了钻井液体系规范化、标准化、系统化的水平,部分类型的钻井液已分别达到同期国际和国内先进水平。     

可循环微泡沫钻井液流变性研究

采用线性回归分析方法对微泡沫钻井液的流变数据进行分析,优选出微泡沫钻井液的最佳流变模式为幂律模式τ=Kγn;研究并讨论了气体含量、压力和温度对其流变性的影响。结果表明,当泡沫体积分数大于24%时,微泡沫钻井液的高剪切应力随泡沫含量的增加而显著增大,而低剪切应力无明显变化。压力对微泡沫钻井液流变性的影响小于温度的影响。微泡沫钻井液具有较好的高温稳定性(100～150℃),随温度的升高未出现明显增稠或减稠现象。对各温度下的流变数据进行线性回归,得到不同温度下微泡沫钻井液的本构方程,线性相关系数均大于0.99。并由此得到微泡沫钻井液的流性指数n和稠度系数K与温度T的相关表达式:n=5.2584×10-9T4-2.0122×10-6T3+2.8151×10-4T2-1.6739×10-2T+0.8298,(R2=0.9982);K=-1.0769×10-8T4+4.7940×10-6T3-8.2658×10-4T2+5.8472×10-2T-0.1180,(R2=0.9998)。     

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。     

新型钻井液用多元醇醚润滑剂的研究

介绍了一种新型多元醇醚的性质及其作为润滑剂在各种泥浆特别是海水泥浆中的应用性能。该醇醚是经化学处理的天然物质的烷氧基化产物。室内性能评价表明 :加量 2 .0 %的该醇醚对淡水、盐水、海水泥浆流变性的影响很小 ,使 3种泥浆 2 5℃润滑系数分别降低 97% ,～ 71% ,～ 71% ;在一种实验海水泥浆中加量为 0 .5 %～ 3.0 %时 ,在 80～ 12 0℃热滚动前后润滑系数降低 5 3.6 %～ 96 .8% ,基本上不起泡 ,加量 2 .0 %时在 14 0℃热滚动后润滑系数降低率仍达 6 8.6 % ;加量 2 .0 %时的润滑系数降低率在 30～ 5 0℃时为 5 2 .9%～ 88.2 % ,在 10℃时 >30 % ;pH值为 7.0～ 11.0时在 12 0℃热滚动前后润滑系数降低率为 74 .3%～ 83.3% ,最大起泡率为 2 .3%。该醇醚无生物毒性。推荐使用温度≤ 12 0℃ ,pH值 <11。表 9参 7。     

钻井液降滤失剂研究述论

介绍了国内油田用钻井液降滤失剂的研究近况,包括改性天然产物降滤失剂、合成聚合物类降滤失剂、合成树脂类降滤失剂、有机-无机复合降滤失剂、成膜降滤失剂和其他新型降滤失剂。总结了近年来钻井液降滤失剂研究的思路和方法,探讨了钻井液降滤失剂的发展趋势。     

多羟基聚合物防塌剂CXC-1应用性能研究

多羟基聚合物防塌剂CXC-1是以环氧化物及多羟基化合物共聚而成的聚合物防塌剂,为淡黄色黏稠液体。性能评价结果表明:CXC-1具有很强的抑制性,胜利东营组岩屑在2%CXC-1溶液中的回收率达91.6%,在2%CXC-1+10%NaCl,7%KCl或3%硅酸钠(模数3.0)混合溶液中为94.8%-95.7%,而在蒸馏水中为27.2%;黏土压片在2%CXC-1溶液和2%CXC-1+5%KCl或10%NaCl混合溶液中浸泡几天后仍保持完整;CXC-1能显著提高泥页岩的膜效率,经CXC-1溶液浸泡的岩心膜效率为0.145,而经硅酸钠、甲酸钠浸泡及未浸泡岩心的膜效率分别为0.108,0.061和0.048;加入CXC-1后钻井液保护油气层能力显著增强,污染后岩心渗透率回复率由74.4%提高到91.6%;CXC-1与其他处理剂配伍性好,对钻井液流变性和滤失造壁性具有一定的改善作用,无毒(EC50=1×105mg/L),累计耗氧量测定表明易生物降解,是一种环境友好型钻井液防塌剂。在易跨塌、卡钻的沙河街组地层钻进中应用的结果表明,CXC-1能有效抑制井壁坍塌,维持井眼稳定,顺利解决复杂地层的井塌问题,满足复杂地质条件下安全钻井的需要。图2表7参7。     

聚合醇在钻井液中的应用

综述了聚合醇作为水基钻井液处理剂的开发背景，国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途(列表)，聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点，聚合醇的抑制机理(渗透说，浊点说，吸附说)及国外3种应用效果良好的聚合醇钻井液体系(聚合醇／氯化钾／聚合物、聚合醇／沥青、聚合醇／羟基铝体系。表1参12。     

油田钻井液闭合式管理研究与实践

针对钻井大包工程钻井液材料管理存在的问题，采取严肃设计、加强信息反馈、健全现场监督管理制约机制、采用厂家提供回执单、现场用量与采购情况进行对照管理等措施，杜绝了以次充好、材料使用混乱等现象的发生，取得了较好的管理效果。在设计、采购、使用、检测、检查、反馈、对照落实等环节，形成闭合回路，即通过加强现场监督管理和质量检测，严格执行设计，形成具有可操作性的相互衔接的闭合回路的管理网络．从而提高了项目整体的运行质量。闭合式管理建立了以设计为中心、以质量为导向、高效运作的流程，形成了一套自我纠错、追求完善的质量保证机制。     

钻井液用聚醚多元醇润滑剂SYT-2

报道了由EO和PO共聚得到的钻井液用聚醚多元醇润滑剂SYT 2的性能和应用。加入 0 .5～ 1.0 %SYT 2使 6 %膨润土浆的润滑系数 (0 .35 7)降低 83.3%～ 86 .5 % ,极压膜强度由 30 .2MPa升至 15 3～ 2 0 3MPa。在 4 %盐水浆中 ,1%～ 3%SYT 2使润滑系数 (0 .314 )降低 72 .9%～ 86 .5 % ,在 35 %盐水浆中 ,1%～ 5 %SYT 2使润滑系数(0 .187)降低 18.2 %～ 6 8.4 %。 12 0℃热滚老化对SYT 2的润滑性能影响很小。SYT 2对聚合物钻井液常规性能无不良影响 ,不引起发泡 ,SYT 2无荧光 ,EC50 值大于 1.0× 10 5mg/L ,完全无毒 ,根据海水中生物需氧量测定 ,易生物降解。介绍了在胜坨一口斜井 (1790～ 2 2 2 1m)和轮南一口水平井 (井深 4 95 0m ,水平段长 30 0m)钻井中成功使用SYT 2的情况。图 1表 4参 2。     

钻井液用水基润滑剂NSR-1的研究与评价

考虑大位移复杂工艺井钻井和环保要求，制备了由非离子表面活性剂、石油磺酸盐、聚醚硅油及10％助表面活性剂、0．3％氟表面活性剂、1％渗透剂、1％消泡助润滑剂、5％冰点改善剂组成的水基润滑剂NSR-1。其中主组分（前三种）用量通过正交设计实验法确定。介绍了制备方法。在低密度淡水基浆中加入0．5％、1．0％NSR-1，使黏附系数fA分别下降50．0％、63．6％，使润滑系数FL分别下降80．3％、87．1％，对流变性也有一定调节作用。NSR-1降低淡水基浆厂fA和fL的效果好于常用聚合醇、聚醚、白油及酯基润滑剂。在胜利油田2口大位移延伸井和1口热采水平井使用该润滑剂，钻井液润滑性良好，钻井作业顺利完成。表3参2。     

深水聚胺高性能钻井液试验研究

聚胺高性能钻井液是性能最接近油基钻井液的水基钻井液,在深水钻井领域具有广阔的应用前景。为降低钻井液成本,在研制聚胺强抑制剂的基础上,考虑水合物抑制及低温流变性等因素,通过优选处理剂,构建了适用于深水钻井的聚胺高性能钻井液体系,并对其进行了综合性能评价。结果表明,该钻井液可抗150 ℃高温,且低温流变性优良,2 ℃和25 ℃的表观黏度比和动切力比分别为1.36和1.14;其抑制页岩水化分散效果与油基钻井液相当,体现了其强抑制特性;在模拟1 500 m水深的海底低温高压(1.7 ℃,17.41 MPa)条件下,具备120 h抑制水合物生成的能力;抗钙、抗劣土污染能力较强;无生物毒性,能满足深水钻井环保要求。其主要性能指标基本达到了用于深水钻井的同类钻井液水平,可满足深水钻井要求。