抗高温环保型弱凝胶钻井液

为了满足当前钻井逐渐深层次化、复杂化要求以及保护环境的需要,在分析目前各类环保型钻井液处理剂的基础上,以生物聚合物为主要原料,经过表面活化以及复合等工艺,研制出了抗高温弱凝胶提切剂GEL-ZL,并以此构建了抗高温弱凝胶环保型钻井液.实验结果表明,GEL-ZL的抗温性能可达160℃;能大幅度提高低剪切速率下的黏度,有利于提高钻井液悬浮和动态携砂能力,保持井眼清洁;形成的抗高温环保型钻井液滤失量低,具有良好的抑制性能和储层保护性能,渗透率恢复值达89.8％,是一种无害的钻井液体系.     

新型弱凝胶水基钻井液研制及作用机理分析

目前弱凝胶钻井液存在抗温、抗盐和封堵性能差等问题,限制了其推广使用。研制出一种新的弱凝胶成胶剂,其抗温达150℃,抗钙可达4 000 mg/L。以该成胶剂和优选出的降滤失剂IMPERMEX、封堵剂JA为主剂,以CX-215和KCl作抑制剂,形成了一种新型弱凝胶水基钻井液。评价结果表明:该钻井液在接近静止状态下的黏度可达90 000m Pa·s,剪切后黏度快速下降,且静切力表现出无时间依赖性,属于快的弱凝胶体系;具有好的降滤失和稳定井壁能力。环境扫描电镜和蔡司体显微镜分析结果表明,该钻井液微观结构由三维空间网状结构与包裹、镶嵌在网状结构节点上的溶胶颗粒组成,是一种具有独特空间结构的复杂胶体分散体系;该钻井液在微裂缝内能形成具有良好压缩性的致密封堵层,封闭岩石通道,具有良好的井壁稳定作用。     

无固相弱凝胶钻井液体系的室内试验研究

研制了一种适于水平井的快速弱凝胶钻井液体系．它具有独特的流变性．在低剪切速率下具有极高的粘度,切力与时间无依赖性,抗温,抗盐,呈现出优异的悬浮性、润滑性和抑制性．且滤失量小,形成的滤饼容易解除,储层损害小,岩心渗透率恢复值可达83％以上。     

PRD弱凝胶钻井液性能评价

PRD弱凝胶钻井液是一套具有优异携沙性能,良好的滤失性能,对地层伤害较小的优良无固相钻井液。文中通过PF-VIS配制的一种PRD弱凝胶钻井液与普通的钻井液,在动滤失,岩心污染程度,以及PRD弱凝胶钻井液自身抗温性能三方面做的相关室内实验进行了对比。通过实验对比数据,对该钻井液的性能进行了评价,并证明其具有良好的抗温性能和储层保护性能。     

煤层气弱凝胶和微固相双效钻井液体系

为更好满足煤层气钻井液成膜护壁和尽可能地降低对煤层气储层的伤害,实现安全、高效钻进和保护储层的目的,提出了弱凝胶和微固相双效钻井液体系。室内对其性能进行了评价,结果表明:弱凝胶和微固相双效钻井液具有良好的基础性能;具有很好抑制性、抗温性（50℃）、抗盐（NaCl、CaCl₂、MgCl₂）侵性和抗煤屑侵性;在500 mL双效钻井液中加入纤维素酶、中性α-淀粉酶、复合酶（0.1 g:0.1 g:0.1 g）,最终弱凝胶和微固相钻井液降解率分别可达90.9%和83.0%;具有很好的润滑性,润滑系数分别为0.17和0.12;渗透率恢复率可达到91.3%和82.3%;显微观测可知,增大了钻井液接触角,可很好防止水锁伤害;复合生物酶不仅能降低钻井液表观黏度,在后期通过降解泥皮来降低对煤储层裂隙的伤害,可大大减小对煤层气产出影响。      

无固相弱凝胶钻井液配方优化及在塔里木油田的应用

针对无固相弱凝胶钻井液在使用过程中出现的易起泡、抗气侵能力欠佳、滤失量偏大等问题，以表观黏度、起泡率、泡沫半衰期、表面张力、高温高压滤失量、渗透率恢复值等参数为指标，分别评价了现场井浆用水、无机盐加重剂、降滤失剂、增黏剂、弱凝胶结构剂等对钻井液性能的影响。对无固相弱凝胶钻井液配方进行了改进，加入强抑制剂聚乙二醇，使用甲酸钠等有机盐取代氧化钙进行加重。改进配方的高温稳定性提高到150℃，高温高压滤失量降至12mL，0．3r／min超低剪切速率下的黏庋显著增大，并且用天然岩心测得的渗透率恢复值提高了37％。优选出了1种消泡剂——聚硅氟消泡剂，该剂具有很强的抗盐、抗钙能力，抑泡、消泡效果显著。改进的无固相弱凝胶钻井液在TZ826井的应用中取得了明显效果。     

PRD弱凝胶钻开液性能评价与试用效果

对研制出的一种新型PRD钻开液——PRD弱凝胶钻开液体系进行了性能评价。认为要控制好PRD弱凝胶钻开液的性能,流型调节剂PF-VIS的加量是关键;PRD弱凝胶钻开液的粘度随着剪切速率的降低而急剧上升,显示了其优良的井壁携砂带砂性能;PRD弱凝胶钻开液体系具有较好的高温稳定性;PRD弱凝胶钻开液体系在低剪切速率的高粘度,大大高于传统聚合物钻井液,有利于在大斜度井携带岩屑以及防止岩屑床的形成。PRD弱凝胶钻开液体系在NB35-2油田的成功试用,解决了传统PRD钻开液在应用中存在的振动筛跑浆和破胶难等问题。     

FPSO火灾气体探测器的优化布置研究

PF-PRD无固相钻开液是一种新型弱凝胶钻开液体系,形成的弱凝胶具有低剪切速率黏度高的特点,即使在高温的情况下,也具有优异的悬浮性、润滑性和抑制性;失水小,滤饼薄,易于清除,对储层的损害小;抗温、抗盐、抗剪切,对环境的适应能力较强。结合室内研究结果,介绍了PF-PRD无固相钻开液体系在南海西部文昌13-1油田的三口水平井WC13-1-A6、WC13-1-A8和WC13-1-A3井的应用情况。从应用效果来看,PF-PRD无固相钻开液体系适应于文昌13-1油田的地质构造,具有较强的推广价值和应用前景。     

氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究

为解决CaCl2无黏土相钻井液的悬浮稳定性和降滤失能力,通过反相乳液聚合方式,研制出一种弱凝胶提黏切剂。该提黏切剂呈球状,具有一定的粒径分布,其中粒径较大的约为1.8μm,较小的约为0.1μm。其性能评价结果表明,该提黏切剂抗温达170℃,且高温稳定性好,同时其在钻井液中具有良好的可变形封堵效果。以弱凝胶提黏切剂和高阳离子度聚合物抑制剂为主处理剂,形成了CaCl2弱凝胶无黏土相钻井液,对其性能进行了评价。结果表明,优选出的CaCl2无黏土相钻井液配方抗温可达150℃,抗钻屑和膨润土污染可达10%,抑制防塌性能优越,相对页岩回收率为99.1%,钻井液活度为0.838,具有良好的沉降稳定性和高温稳定能力,且加入弱凝胶提黏切剂后的钻井液承压封堵能力增强,最大承压达22 MPa,说明弱凝胶提黏切剂刚性强,在提黏切的同时,具有较好的封堵降滤失能力。     

木质素-聚糖固相合成物在钻井液中作用效能研究

通过实验考察了不同固相化学合成条件下所得木质素-聚糖复合物SPS-LCC在钻井液中作用效能,并与固相物理混合的木质素-聚糖复配物SM-LCC进行了对照.结果显示:SM-LCC在钻井液中具有弱增黏作用和一定降滤失作用,抗温性差且未改善钻井液剪切稀释性;SPS-LCC在钻井液中作用效能随固相合成条件变化而有所不同,大多数SPS-LCC具有比SM-LCC更显著的增黏、降滤失作用,部分SPS-LCC表现出降黏、降滤失作用和一定抗温性并改善了钻井液剪切稀释性;SPS-LCC在钻井液中比SM-LCC作用效能更好.     

影响弱凝胶无固相钻井液渗透率恢复值的因素

弱凝胶无固相钻井液具有独特的流变性,表观黏度低、动塑比高、低剪切速率黏度高、静切力无时间依赖性等特点.研究了影响该钻井液渗透率恢复值的因素,从而得出,在该钻井液中加入一定量的成膜封堵剂,可显著提高其渗透率恢复值.     

用于海外河油田调驱的有机铬交联聚合物弱凝胶体系及性能评价

为降低海外河油田油井含水率,改善水驱开发效果,针对油藏条件用部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）和有机铬交联剂配制了有机铬交联聚合物弱凝胶,研究了弱凝胶的耐温、耐盐、抗剪切性、注入性、封堵性及吸水剖面改善能力。研究结果表明,在油藏温度70℃下,配方为2000 mg/L HPAM+100 mg/L 有机铬交联剂弱凝胶调驱体系的成胶时间为3 d,成胶强度为C级。弱凝胶具有较好的耐温性、抗盐性及抗剪切性,耐温可达90℃,抗盐可达3621.2 mg/L。岩心流动实验结果表明,弱凝胶体系的注入性和封堵性良好,可提高采收率10.4%～12.7%;吸水剖面改善能力较好,对非均质性岩心的吸水剖面改善率大于90%。图2 表8 参15     

矿物油基钻井液低剪切流变行为调节技术研究

为了提高有机土在低芳香烃含量矿物油中的凝胶性质,研制了不同结构的流型调节剂,并对矿物油基钻井液的常规性能、低剪切速率黏度、线性黏弹性和高温高压流变性进行了实验研究。结果表明,含有聚酯酰胺型(BZ-ORM-Ⅰ)、聚酰胺基胺型(BZ-ORM-Ⅱ)和烷氧基胺型(BZ-ORM-Ⅲ)等流型调节剂的矿物油基钻井液,在密度1.30g/cm3时,低剪切速率黏度较高,剪切速率为1.7s-1和0.17s-1时的黏度符合"动态沉降窗口"理论要求,矿物油基钻井液弹性模量G′大于黏性模量G″,聚酰胺基胺型与烷氧基胺型流型调节剂具有明显的协同作用,高温高压条件下动切力和低剪切速率动切力较高。同时含有酰胺基、胺基和烷氧基的流型调节剂主要调节矿物油基钻井液的凝胶结构,使之具有良好的悬浮性能,并保持合适的弱凝胶性质。     

弱凝胶无固相钻开液及完井工艺

弱凝胶无固相钻开液是一种近几年发展的新型钻开液体系。通过弱凝胶无固相钻井液体系抑制性、润滑性、低剪切速率下的粘度、破胶效果的系统评价,提出了相应的现场施工程序。试验结果表明,该体系具有良好的储集层保护效果,工艺简单,有广泛的应用前景。     

无粘土弱凝胶钻井液的研制开发及应用

常用钻井液中所含的徽细粘土颗粒很容易侵入储层,使储层渗透率大大降低,对保护储层不利,尤其对保护酸敏性储层不利,因为酸敏性储层不能采用酸化的方法来恢复渗透率。因此,研制了一种新型的无粘土弱凝胶钻井液体系,用性能较好的聚合物(PF—Ⅵ)和交联剂(JLJ)作增粘剂,保证无粘土弱凝胶钻井液的粘度;辅以一定量的抑制剂、降滤失剂和润滑剂以防止储层中的粘土分散、膨胀。评价试验结果表明,使用BROOKFIELD DV—Ⅱ粘度计在0.3 r/min下(即剪切速率为0.0636s-1)测定该钻井液的粘度为40000-50000 mPa·s.可满足现场需要;与原油、盐相容性好,不会对储层造成伤害;加入一种氧化剂后,形成的弱凝胶能快速破胶降解;岩心渗透率的恢复值在80％以上。该钻井液在南海涠11-4-Al2b水平井及新疆TK431井的钻井过程中,都取得了很好的效果。     

无固相弱凝胶钻井液技术

塔中油田志留系储层的平均孔隙度为8.25%~10.04%,平均渗透率为7.118×10-3~52.628×10-3μm2,属于特低渗储层,加上储层中存在微裂缝、构造缝和收缩缝,为固相颗粒和液相侵入提供了通道,固体很容易对储层造成伤害。通过室内研究优选出了弱凝胶无固相保护油气层钻井液。该钻井液具有独特的流变性,表观粘度低、动塑比高、低剪切速率粘度高、切力与时间无依赖性、即使在140℃下也具有良好的悬浮携砂能力、润滑性和抑制性,渗透率恢复值最高达97.5%。现场应用表明,无固相弱凝胶钻井液性能稳定,能够快速形成低渗透性泥饼,阻止外来流体的侵入,利于油气层保护,岩屑代表性好,荧光级别低,容易清洗,满足录井需要,并具有除H2S效果,维护简单,高温稳定性好,抗温可达140℃,能够满足井深为6450 m的超深井钻井施工的需要。     

韦兰胶对钻井液流变性能的影响规律

韦兰胶具有比黄原胶更加优良的抗温性能和剪切稀释性能.研究了韦兰胶在不同条件下(温度、pH、膨润土含量和含盐量)对钻井液流变性能的影响规律,并与黄原胶进行了对比.结果表明,在相同加量条件下,韦兰胶钻井液比黄原胶钻井液具有更高的表观黏度和动切力,而塑性黏度基本一致,具有优良的剪切稀释性能;韦兰胶钻井液的抗温能力明显高于黄原胶钻井液.韦兰胶将成为深井钻井液中的一种新型流型调节剂.     

用弱凝胶替代水基钻井液中膨润土的技术

通过研究指出常规水基钻井液面临的矛臂,并对膨润土的性质进行研究,提出利用弱凝胶替代膨润土在钻井液中作用的思路。以弱凝胶为基础配浆材料配制的钻井液,从根本上克服了钻井液既要保持膨润土细分散的胶体状态,又要保持泥页岩地层稳定、抑制钻屑在钻井液中分散所表现出来的矛唇。在使用各种强抑制剂、防塌剂提高井壁稳定的同时,不会破坏钻井液性能。通过研究,得出了弱凝胶和膨润土的流变性和造壁性十分相似,证实了弱凝胶替『弋膨润土的可性行。     

恩平24-2油田水平井钻井液技术研究

为满足恩平24-2油田水平井钻井工程和储层保护需要,通过实验研制出一种无固相快速弱凝胶钻井液体系.室内评价试验表明:该钻井液具有较高的动塑比和较高低剪切速率黏度(LSRV),能有效克服水平井段携岩难、易形成岩屑床的问题.具有优异的抑制性和润滑性,且滤失量较小,具有较强的抗温、抗污染能力、井眼净化能力和储层保护能力.针对恩平24-2油田水平井采用裸眼完井工艺,研究了破胶剂JPC对钻井液及其滤饼的破胶性能,破胶剂JPC能有效解除聚合物对储层造成的污染.研究结果表明,该钻井液具有独特的流变性,维护简单,优异的储层保护性能和较好的可降解性,适用于恩平24-2油田水平井水平段的钻进.     

三塘湖地区弱凝胶钻井液技术研究与应用

吐哈盆地三塘湖油田马朗凹陷长水平段水平井钻井过程中,复杂事故频出,井壁稳定性差、环空悬砂携砂和井眼清洁能力差等问题突出。针对该地层钻井复杂事故,开展弱凝胶钻井液技术研究,通过室内评价试验,该钻井液体系具有良好的流变性能、抗温能力、抗污染能力和润滑性能。现场应用结果表明,弱凝胶钻井液解决了该区块的储层保护和井壁稳定问题,与邻井相比,机械钻速提高了32.56%,平均建井周期缩短了31.79%。