抗高温抗盐钻井液降滤失剂研究现状

随着油田钻井的发展和深井海洋钻井项目的增加，对钻井降滤失剂的要求也不断提高，以满足耐盐性和抗高温性的新要求。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）的分子结构中具有强阴离子性、亲水性的磺酸基和不饱和的乙烯基双键，以其为基料的多元聚合物具有良好的热稳定性和抗盐能力，是一种新型的耐盐抗盐钻井降滤失剂，有着广泛的应用前景。     

压裂液降滤失性能的实验研究

本文对常规聚合物压裂液滤失机理进行了实验分析,重点研究了具有造壁性压裂液的受滤饼控制的滤失系数C3。实验发现:在滤失的初始阶段,滤失速度较快,短时间后滤饼形成并不断增厚,滤失速度减慢并趋于稳定。通过降滤失实验对比分析,降滤失剂浓度为4%比浓度为1%的滤失系数降低了41.04%,说明了降滤失效果好。     

砂床法评价钻井液滤失性可行性研究

滤失量是评价钻井液性能最基本也是最重要的指标之一.因此,钻井液滤失量测量的准确与否直接影响到钻井质量的好坏.但是,几十年来,滤纸一直是测量钻井液滤失量的隔离介质.而滤纸的孔隙是均质的,地层孔隙是非均质的,所以,这种钻井液滤失量的测量方法不能准确反映地层的实际情况.如何更真实地模拟地层,尽最大可能提高室内钻井液实验的准确度,减小误差,达到提高钻井效率,保护油气层的目的是钻井液研究人员当前所面临的急需解决的问题.通过多种钻井液滤失量测量方法的比较可以得出用非均质孔隙砂床法来测定钻井液的滤失量,能更加真实地反映钻井液在井下的滤失情况.     

低荧光防塌沥青及低荧光特效封堵防塌降滤失剂的研制与应用

研发了一种具有优良防塌效果的低荧光钻井液用井壁稳定剂，提高石油沥青磺化度，解决降低产品荧光级别的新工艺，突破因荧光干扰测录井导致油储层被误判、漏判的关键技术，磺化反应后期，引入提高产品综合性能的特种材料进行交联反应。介绍了低荧光防塌沥青LF—TEX-1及低荧光特效封堵防塌降滤失剂FSL-1的关键技术原理和生产工艺流程，并对这两种处理剂的性能测试结果进行了分析。实际生产应用表明，他们具有明显的封堵、降失水功能。     

高效磺化酚醛树脂的研制及性能评价

以降低高温深井钻井液的滤失量和成本为目的,从提高磺化酚醛树脂的抗温抗盐性出发,改进磺化酚醛树脂的分子结构,通过阳离子化剂对线性树脂进行阳离子化,合成了新型的阳离子,利用新型的阳离子与合成好的阴离子树脂在一定条件下接枝就可以得到新型的高效离子型磺化酚醛树脂。室內实验及现场泥浆实验表明,新合成的高效酚醛树脂具有良好的抗温抗盐性能,在降低了处理剂用量的同时降低了钻井液的高温高压滤失量,有很好的应用推广前景。     

高温水泥浆降失水剂的研制与性能评价

针对目前国内丙烯酰胺类降失水剂普遍存在抗高温、抗盐能力差的问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,采用水溶液自由基共聚法合成了油井水泥抗高温、抗盐降失水剂AMPS/AM/NVP三元共聚物.该共聚物降失水剂能将水泥浆的API失水量控制在100mL以内.以该降失水剂为主剂的水泥浆体系在150℃以内都具有较低的失水量,水泥浆及水泥石的综合性能良好.     

耐高温(230℃)饱和盐水钻井液技术研究

我国未来深部大陆科学钻探计划深度为13000 m,温度梯度按3.0℃/100 m计算,井底温度将达到390℃以上,钻井液将面临超高温高压环境,钻井液技术将面临严峻考验。为此,开展了超高温钻井液的预研究,利用抗盐粘土、抗高温降滤失剂、抗高温解絮凝剂、抗高温保护剂等,研制了可用于230℃高温环境的饱和盐水钻井液配方。室内评价试验表明,用该配方配制的耐高温钻井液经230℃、16 h高温滚动老化后,具有良好的流动性能,高温高压失水量(210℃、3.45 MPa)35 mL/30 min。     

钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响

煤岩具有割理、孔隙等多孔特性,钻井液易侵入,导致井壁围岩失稳。考虑钻井液滤失对煤岩的物理作用,以Mohr-Coulomb塑性模型为煤岩破坏准则,建立了煤岩井壁稳定评价的流固耦合模型,通过数值模拟,对比分析了钻井液滤失对煤岩应力场和渗流场的影响。结果表明:不均匀地应力的挤压作用使钻井液容易沿着最大水平地应力方向滤失;而钻井液滤失会导致孔隙压力增大,继而使井壁煤岩的应力发生改变,应力场最大值由最大水平地应力方向转移到了最小水平地应力方向,且应力极值由15 MPa增至17 MPa,不利于煤岩稳定;在正向压差条件下,钻井液会侵入煤岩孔隙,使孔隙压力增大,导致煤岩应力增大,引起煤岩失稳;因此,钻井液密度设计时应综合考虑井筒液柱支撑井壁和孔隙增压破坏井壁的影响。     

石英砂粒径和含量对成膜钻井液滤失性能和抑制性能影响规律的研究

为解决非开挖技术在高渗地层中常见的孔壁失稳问题,以硅酸盐成膜钻井液为研究对象,通过全面试验方法开展石英砂粒径和含量对成膜钻井液滤失性能和抑制性能影响规律研究。结果表明:成膜钻井液中加入石英砂后,一定范围内的粒径减小和石英砂含量增加会引起钻井液体系滤失量减小,当超过这个范围后滤失量开始增加;膨润土岩芯在加入石英砂的硅酸盐成膜钻井液中浸泡12h后的膨胀量远小于在清水中浸泡12h的膨胀量;当加入的石英砂质量分数在0.1%～0.3%时,膨润土岩芯在硅酸盐或膜转井液中的膨胀量呈现随粒径的减小先增后减的规律,当加入的石英砂质量分数大于0.3%时,膨胀量呈现随粒径的减小而增加的规律。     

抗高温钻井液体系国内外研究进展与发展建议

深部钻探是获取深部油气资源以及精准探测地球深部的必要手段,随着深井、特深井井深的不断增加,面临的高温环境对钻井液体系提出了更严格的要求。近年来,经过研究人员持续不断的研究,抗高温钻井液体系取得了新的进展。本文分析总结了国内外各种抗高温钻井液体系的研究与应用情况,并指出了不同体系的优势和应用场景,主要包括抗高温聚磺钻井液、高密度钻井液、低密度钻井液等抗高温水基钻井液体系,抗高温纯油基钻井液、水包油、油包水钻井液以及可逆油基钻井液体系,海上深水无固相、甲酸盐钻井液、泡沫钻井液以及弱凝胶钻井液等抗高温无固相钻井液体系;有机硅钻井液体系和生物质钻井液体系。未来的发展方向包括环境友好型、提高抗高温性能、降低成本和增强多功能性。这将需要不断的技术创新和合作,推动钻井行业向更可持续和高效的方向发展,促进抗高温钻井液体系的开发与应用。     

钻井液水泥钙侵问题分析与处理技术研究

在钻探施工的下套管固井、水泥封孔等作业中,不可避免地会发生水泥对钻井液的污染,使钻井液性能发生改变,不能满足正常钻进工作需要。针对这一问题,从水泥水化机理出发,结合粘土颗粒扩散双电层理论分析了水泥对钻井液污染的原因,并针对其钙侵特点提出一套行之有效的解决方案,对以后的水泥固井、水泥封孔施工的钻井液处理和维护有借鉴意义。     

干热岩耐高温钻井液的研究进展与发展趋势

在如今传统能源储量日益减少的趋势下,干热岩这类新型地热资源的开发显得尤为重要,而干热岩钻井由于其井下的超高温环境,对传统钻井液系统提出了非常严格的要求.传统钻井液在高温作用下滤失量大大增加,钻井液开始增稠,普通的辅助添加剂往往不能发挥出功效.常用的以"三磺材料"为核心的钻井液虽然具有令人满意的耐温效果,但因其含有大量有毒物质,污染程度十分严重,需要开发新的环保型耐高温钻井液体系.国外干热岩项目早于国内30余年,拥有很多重要的耐高温钻井液经验与技术;作为刚起步的国内干热岩研究,也有着青海"共和盆地恰不恰干热岩"这样十分重要的项目工程.本文首先介绍了当前干热岩钻井概况以及对钻井液的性能要求,并结合国内外学者对耐高温钻井液与环保钻井液的研究进展,了解其配方组分与设计思路,结合干热岩特点探讨干热岩耐高温钻井液发展趋势,旨在为干热岩钻井液技术研究提供支持.     

高温高压钻井液流变仪应用现状介绍

在深部钻探过程中,井下的高温高压环境对钻井液性能提出了更高的要求。流变性是钻井液的重要性能,保证高温高压状态下钻井液流变性能的稳定是深井安全钻进的必要前提,高温高压钻井液流变仪是测定钻井液高温高压流变性的重要仪器。本文简要地介绍了当前在深部钻探中需要用到的3款高温高压钻井液流变仪,包括其功能特点、主要技术参数和应用情况,旨在为钻探工作者正确选用相关测试仪器、提高钻探安全性和效率提供参考依据。     

HTD-3型高温堵漏材料研制及性能评价

深海钻探往往伴随着高温、高压,对钻井用堵漏材料提出了新的要求。首先通过对颗粒状、纤维状和片状堵漏材料的耐高温筛选,制作了HTD-3型高温堵漏材料。然后使用DL-3A型高温堵漏评价仪器对该堵漏材料的抗温、承压和封堵性能进行了测试,利用SEM电镜扫描对堵漏材料架桥情况进行了观察和分析,最后以5%梯度浓度进行了配伍性实验。测试结果表明,HTD-3型高温堵漏材料除对钻井液密度影响稍大外,对钻井液其他基本性能影响较小,在该材料中,不同级配的颗粒状材料完成了架桥,纤维状和片状材料完成了充填,形成了强度较高的封堵墙。通过实验证明:HTD-3型高温堵漏材料不仅有着较好的抗温、承压能力,还有较好的封堵效果。HTD-3型高温堵漏材料的研制为未来深海钻探堵漏提供了一种可行的选择。     

高温钻井液高效冷却系统设计与模拟研究

随着油气钻井越来越深,地热钻井越来越多,钻井液面临的高温问题越来越突出,在钻井过程中,对钻井液进行及时冷却并使之达到适宜的温度对于钻井安全是非常必要的。本文总结了目前常用的高温钻井液的冷却方式和特点,综合空气冷却节能的特点和采用载冷剂强制冷却高效的优势,提出了一种高温钻井液高效冷却系统,对冷却系统中空气冷却器、管壳式换热器进行设计、校核、模拟,验证了设计的可靠性,表明使用该冷却方案,能够将80 ℃、1800 L/min的高温钻井液冷却至40 ℃以下,同时还讨论了该冷却系统在不同钻井液温度、不同钻井液流量以及不同气温条件下的冷却效果。     

海域天然气水合物钻井液用多功能处理剂制备与性能评价

针对海域天然气水合物钻井过程中由于储层水合物分解引起的井壁失稳难题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵和二甲氧基甲基乙烯基硅烷改性纤维素为原料,制备了一种具有天然气水合物分解抑制性和降滤失性的双效处理剂。通过红外光谱表征了产物的分子结构,热重分析显示产物开始分解的温度约290℃,具有良好的热稳定性。水合物分解评价实验表明,1%双效处理剂作用下水合物的完全分解时间延长约1倍,水合物分解量降低了19.8%,具有良好的水合物分解抑制性能。在淡水基浆和5 wt%NaCl盐水基浆中的滤失量分别为6.8和8 mL,对于水合物储层具有良好的降滤失性。低温时淡水基浆滤失量为6.5 ml,表明双效处理剂具有良好低温流变性。本文为天然气水合物高性能钻井液的构建提供了重要支撑。     

地浸钻孔施工中低伤害钻井液的设计及应用

在低渗透砂岩铀矿层钻孔施工所用泥浆中添加和筛选了降滤失剂及碳酸钙暂堵颗粒,并分别进行了泥浆改进前后的静态和动态滤失试验,对岩芯进行了伤害评价及解堵措施研究。室内试验结果表明,暂堵剂能有效阻止泥浆中的固相侵入矿层,减轻泥浆对矿层渗透率的伤害。盐酸酸化解堵后,其渗透率恢复率提高了50%～150%。在泥浆中加入1%CMC后,滤液对矿层污染深度可控制在6cm以内,可采用扩孔方法将伤害清除。现场试验也表明,该泥浆大大降低了泥浆对矿层的滤失量和污染深度,酸化后对矿层可以解堵,对保护矿层起到了较好的效果。     

微生物-CMC无固相钻井液固壁作用与机理初探

松散破碎性地层孔壁失稳一直是困扰钻探工程界的难题之一,增强该类地层的胶结性,提高其力学性能是有效解决孔壁失稳的技术关键。本文将微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术与CMC无固相钻井液相结合,构建微生物-CMC无固相钻井液体系。通过岩心浸泡实验、X射线衍射实验（XRD）以及扫描电镜分析两种微观分析手段对微生物-CMC无固相钻井液的固壁作用与机理进行了初探。结果表明：微生物-CMC无固相钻井液对松散破碎性地层具有较明显的加固作用,且作用时间越长,初始菌种浓度越高,钙源浓度越大,固壁效果越好。在固壁过程中,微生物随钻井液渗透进入试样内部,在松散颗粒之间诱导生成碳酸钙晶体,填充孔隙空间,将松散颗粒胶结成整体,并具有一定的力学强度,从而达到加固孔壁的目的。本研究结果为解决松散破碎性地层孔壁失稳提供了新的钻井液技术方案。     

岩石耐温抗冻性能室内试验分析

选取灰岩、砂岩、煤岩3种常见岩性作为试验对象,展开“常温（20 ℃）～-30 ℃”、“常温（20 ℃）～1 000 ℃”的低温、高温状态渐变温度室内试验,深入了解温变条件下不同岩石试件物理参数、热物理参数、单轴抗压强度参数的整体变化规律。结果表明：① 低温变化过程中,孔隙率越大,水分析出现象越明显,岩石热导率随着温度降低呈现先增大后减小现象,在-10 ℃达到峰值;而试样单轴抗压强度随着温度降低而逐渐增加;② 高温变化过程中,在达到某一阈值温度时,质量损失率明显提升;随着温度升高,热导率稳步降低,且与温度呈近似线性关系;试样单轴抗压强度随着温度升高而逐渐降低,且在达到特征温度后,其强度值明显降低;③ 岩石结构越致密,孔隙率越低,天然强度越大,其温度影响敏感性越低,耐温抗冻性能越佳。