准噶尔盆地新型环保型钻井液研究与应用

准噶尔盆地深井及大位移深水平井存在着储层埋藏深、地层压力变化大、所钻岩性复杂等难点致使钻井复杂事故频发,为加强对深井钻井液流变性、抑制性、封堵性、润滑性等性能研究,在准噶尔盆地成功研究并应用新型XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液。XZ高性能水基钻井液中研发出5种新型处理剂,用以提高井壁稳定性、钻井液抑制性、微纳米级封堵性和润滑性,成功创建了一套适合准噶尔盆地深井及大位移深水平井的XZ高性能水基钻井液工艺;胺基聚合物钻井液体系具有非常强的抑制性和剪切稀释性,抗污染能力强、性能稳定,封堵、防塌能力和携岩、清洁能力强等特点。通过现场试验研究表明,XZ高性能水基钻井液、胺基聚合物钻井液均能达到降低井底复杂事故发生、缩小井径扩大率、缩短钻井周期、降低钻井成本的目的,能同时满足安全、高效、环保要求,值得在适宜地层区块加以推广应用。     

塔里木油田富源井区深井超深井抗240℃高温钻井液体系研究

深井超深井的勘探开发已逐渐成为油气开发的主要对象,钻井液是深层超深层钻完井工程的核心技术,是钻井成功的关键之一。本文通过分析塔科1井的技术难点,对水基钻井液的降滤失剂、沥青封堵剂、抗高温抑制剂以及抗高温颗粒封堵剂进行了优选,形成了一套抗240℃高温的水基钻井液体系;并对钻井液体系进行评价。实验结果表明,钻井液体系在240℃高温下具有良好的流变性和降滤失剂性能,满足塔里木油田深井超深的钻井需求。     

腐植酸铝-胺基钻井液的研究与应用

随着河南油田勘探开发的的深入,大斜度井、水平井及非常规井等特殊工艺井的增加,钻井难度急剧增大,在张店油田、泌阳凹陷的大斜度井、水平井在钻井过程中,采用聚合物防塌钻井液体系,由于粘土矿物含量高(I/S相对含量达33-50%),多次出现了缩径、坍塌、卡钻及钻头泥包等井下复杂情况,如张20井出现两次卡钻,泌页HF1井频繁发生钻头泥包,由于井壁多次严重坍塌、阻卡等井下复杂情况,最后导致回填侧钻,说明水基聚合物钻井液体系的抑制性已不能很好地解决钻井过程中出现的复杂情况。腐植酸铝-胺基水基钻井液是一种强封堵、强抑制的水基钻井液,该钻井液含有一种胺类抑制剂、腐植酸铝,并与其它处理剂等,该体系具有良好抗盐膏、抗温性、良好的封堵能力,有利于水敏性地层、大段泥页岩地层的优快钻井。针对泌阳凹陷、张店油田泥页岩、伊蒙混层含量高,泥岩易水化分散,页岩层理发育,水敏性强,钻井过程中易出现井壁坍塌、钻头泥包等问题,为此形成腐植酸铝-聚胺钻井液体系,现场应用表明该体系能较好封堵泥页岩的微裂缝,解决泥页岩的坍塌。     

膨润土－丙烯酰胺－丙烯酸三元接枝聚合物的研究

通过丙烯酸和含酰胺基团的共聚单体在膨润土悬浮液中的氧化还原体系引发共聚合,制备了膨润土接枝共聚物,用作水基钻井液的降滤失剂。通过试验测得聚合物的表观粘度、塑性粘度、动切力及滤失量,由这些条件可以初步确定聚合物的生成条件：引发剂用量（占单体%）为20,有机单体与粘土质量比1：4,反应物浓度（%）10,单体摩尔配比（丙烯酸∶丙烯酰胺）4.0∶6.0,反应温度60℃。     

国内聚胺类页岩抑制剂研究进展

含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液,该钻井液体系的实质是添加了一种新的阳离子胺基聚合物作为页岩抑制剂。综述了国内聚胺类抑制剂的研究进展,介绍了目前国内市场上5种主要品牌的聚胺类抑制剂的开发和应用现状,分析了国内聚胺类抑制剂在研究和应用中存在的问题,并对今后的开发和应用提出了建议。     

浅谈新型水基防塌钻井液室内研究

新型水基钻井液防塌就是在水基钻井液中加入能够疏水的成分,在正压差的作用下,能够在钻井的井壁空隙和泥饼中产生弱亲水或者是亲油的通道,利用毛细管阻力阻止或者降低渗入地层的滤液,从根本上解决由于井壁地层吸水产生的井壁不稳定的问题。目前可以通过利用疏水降失水剂和疏水封堵剂作为钻井液的处理剂,研究新型的水基防塌钻井液。本文主要根据新型水机防塌钻井液的形成和性能评价,分析了新型水基防塌钻井液的作用机理。     

钻井中泥球形成的影响因素与控制措施

为解决气田钻井过程中出现的大量泥球问题,室内进行了大量实验研发出抑制钻屑相互粘结的粘土防粘剂FNJ,通过泥球生成模拟实验以及对粘土防粘剂FNJ的性能评价。实验结果表明:钻井液体系中加入2%粘土防粘剂FNJ有效地抑制泥球的形成,热滚回收率高达89.7%,对水基钻井液体系的塑性粘度(PV)、动切力(YP)和高温高压滤失量(FL_(HTHP))影响均较小,并能改善钻井液体系的润滑性能,降低钻具与井壁的摩阻力。     

延长区块炭质泥岩高性能水基钻井液研究

延长地区陆相页岩气岩性多为沥青质或富含有机质的暗色的高炭泥页岩,且其成藏具有隐蔽性特点,而页岩气开发又以浅层大位移井、丛式水平井为主,给现场钻井施工带来了挑战。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,在长水平段钻井中容易发生井漏、垮塌、携岩困难等问题,增大了井下产生复杂情况可能性。高性能水基钻井液PYW-2是在原体系PYW-1基础上提出的改进型,对抑制剂和封堵剂进行了优化,经现场应用证明,改进型高性能水基钻井液PYW-2能够有效稳定长炭质泥岩、煤岩井段,且具有携砂能力强、润滑性好、强封堵和强抑制、低成本等特性。     

新型高效无膨润土水基钻井液体系的研究与应用

以抑制剂YH-SUP、增效剂YH-LUB以及耐温耐盐聚合物等为主剂,可溶性羧酸盐为加重剂,研制出一种新型高效的不含膨润土的水基钻井液体系,并在现场得到成功验证和应用.该钻井液体系对环境友好,具有高抑制性、高润滑性和良好的油气层保护性能,对解决上部井段造浆严重、下部井段易垮塌区域的大位移井、水平井等钻井难题,提供了新的钻井液体系.     

一种高性能纳米水基钻井液的室内研究与评价

主要针对页岩气水基钻井液难点设计了一种纳米材料钻井液体系。我们主要通过添加混合好的纳米材料复合剂和少量高效润滑剂来达到钻井液封堵性和润滑性优良的目的。同时评价了该体系流变性能和热稳定性等基本性能,对比了该钻井液体系封堵抑制性能、润滑性能和抗侵污性能,其综合性能接近油基钻井液,具备了页岩气开发水基钻井液所需的各种重要性能,同时也达到了降本增效的目的。     

苏里格气田苏53区块防塌钻井液技术研究

苏里格气田苏53区块在水平井开发过程中容易发生井壁掉块,经常需要通过划眼来解决,严重时甚至需要填井,严重制约了开发效益。为了提高钻井液的井壁稳定性能,通过优选了压差成膜封堵剂GCM、抑制剂胺基硅醇、润滑剂LUBE,优化了复合盐钻井液体系的封堵性能、抑制性能、润滑性能,减少钻井过程中的压力传递作用、泥岩水化膨胀、定向钻进...     

适用于高性能水基钻井液的纳米纤维素和生物聚合物研究

传统的高性能水基钻井液通常利用生物聚合物来达到提黏、悬浮固体以及控制井眼中的流体损失。为在日益苛刻的环境下扩大水基钻井液的应用范围，需采用有助于提高钻井效率、渗透率及提升水基钻井液体系在高温高压条件下的性能的新材料。其中纳米纤维素具备突出的机械、结构和热性能，在较低质量分数下增黏效果明显。以工业级牛皮纸浆为原料，以黄原胶、瓜尔胶等生物聚合物为增黏剂，在水性分散液中制备纳米纤维素CNF。通过观察流变性、分散稳定性及CNF与生物聚合物之间的协同作用可知，体系的黏度变化取决于与纳米纤维素共混的生物聚合物的类型，但与成分的质量平衡无关。在一些共混体系中，较低的生物聚合物质量分数便可增加共混体系的黏度，而其他共混体黏度却随质量分数增加而降低。基于此可将CNF与已经广泛用于水基钻井液的生物聚合物混合来达到提高体系性能目的，从而体系中可使用更少材料便可达到所需性能需求。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。     

油基钻井液用纳米材料CQ-NZC的封堵性能评价

封堵性是油基钻井液的一个重要评价指标,提高油基钻井液的封堵性有助于井壁稳定,促进快速安全钻井.本文通过使用砂芯漏斗来模拟页岩的微裂缝,建立了一种新的评价油基钻井液封堵性能的方法,利用该方法对自制的纳米材料CQ-NZC在钻井液封堵性及其与氧化沥青封堵剂的复合作用开展了实验研究.结果表明,CQ-NZC在与沥青类封堵剂复配使用时,能够更好地降低滤失量、提高封堵性能.通过微观形态分析发现,CQ-NZC与沥青类封堵剂可以在一定程度上聚结,形成堵孔粒子,提升了钻井液体系的封堵性能.     

HPT高温强抑制水基钻井液体系的室内研究

室内研制出HPT高温强抑制水基钻井液体系,对高效抑制剂、降滤失剂、防塌封堵剂的配比进行了分析,并对该钻井液体系的性能进行了评价。结果表明,该水基钻井液具有优良的加重能力、流变性、抑制性、润滑性和抗温性能,且具有环保和成本低的特点。     

封堵防塌成膜剂PF-HCM在钻井液中的应用

为解决哈得油田钻井过程中滤液侵入储层造成井壁失稳等问题,通过优选,引入了一种能够用于渗透性地层和泥岩地层的温压成膜剂PF-HCM,该处理剂的主要作用机理是通过控制水基钻井液特殊组分的途径在井筒流体与井壁界面形成一种完全隔离、封闭水相运移的膜,以达到稳定井壁的目的,实验结果表明,成膜剂PF-HCM在30~180℃较宽的温度范围内均具有较高的成膜效率,对低、中、高不同渗透率级别的岩心均表现出良好的封堵特性;在哈得油田钻井液体系中加入2%的温压成膜剂PF-HCM就能显著降低体系的滤失量和滤饼渗透率,同时不影响体系的流变性能,表明成膜剂PF-HCM在哈得油田钻井液中具有很好的封堵防塌性能。     

高性能超微-纳米水基钻井液在东胜气田J30-7-P2井的应用

在分析东胜气田致密气藏储层特点及现有钻井液缺点的基础上,通过优选抑制剂、封堵剂及降滤失剂研制了抑制性好、致密封堵、润滑防卡能力强的高性能超微-纳米水基钻井液,并对其性能进行了综合评价。室内研究结果表明,高性能超微-纳米水基钻井液能有效减少压力传递、降低钻井液对岩心的侵入,渗透率恢复率达92.7%。现场应用结果表明,机械钻速为8.38 m·h^-1,API滤失量低于3.6 mL,最大扭矩为6.5 kN·m,效果显著。高性能超微-纳米水基钻井液能满足东胜气田致密气藏水平井钻井的需求。     

水基钻井液废弃物处理及循环利用技术研究进展

废弃水基钻井液是钻井过程中的一种废弃物,直接排出不但造成钻井液成本高昂,还对环境造成不良影响。对废弃水基钻井液进行一系列操作,以达到回收再利用的目的,既满足绿色经济需要又符合现代发展趋势。本文对比总结了蒸馏、固液分离、固化、生物复原、热处理等废弃水基钻井液典型处理方法,列举了热处理在促进废弃水基钻井液循环利用、优化絮凝动力学条件以提高固液分离效果、复合固化剂在固化技术中的绝对优势等方面的新进展,以期为钻井液废弃物处理的应用提供参考。     

抗高温降滤失剂的优选评价

聚合物水基钻井液体系在150℃以上的高温高压条件下,常因体系中聚合物抗温能力低发生热降解、体系粘度骤减或粘土粒子胶凝而失去稳定性和必需的流变性,导致钻井液失效,本文通过大量的室内试验,用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸胺、乙烯基吡咯烷酮和树脂类进行接支共聚,引进了一种新型的抗高温降滤失剂OCL-JB,不仅耐温效果好,而且抗盐能力强,如失水量增大。