抗高温高密钻井液的研究及效果评价

在高温深井钻井过程中,要求钻井液在高温高密度下能有效满足钻井工程及地质录井的要求。因此,就要求使用各种性能优良的抗高温高密度钻井液。本文着重研究抗高温高密度的水基钻井液配方及其性能。该配方的建立采用单因素法确定降粘剂、降失水剂、高温防塌抑制剂、高温稳定剂等几种主要处理剂的加量,进行钻井液的优组优配,形成一套老化前后流变性能及失水造壁性能较好的抗高温高密度水基钻井液。     

强抑制性水基钻井液的室内实验研究

由于页岩地层水化作用较强,地层极易水化膨胀导致井壁不稳定,大量岩屑分散在钻井液中,引起钻井液流变性能的剧烈变化,井段容易发生井漏、垮塌、缩径等问题。针对这种情况,研发出一种抗高温抗污染的强抑制性水基钻井液体系。通过评价胺类页岩抑制剂UHIB-B和硅酸盐抑制剂Y1,两者的协同作用提高钻井液的抑制性能,并保持着较好的流变性能。该体系抗温达到了120℃,API滤失量小于3 mL,HTHP滤失量小于9 mL,测试其封堵性能时测得钻井液体系侵入沙床深度为1.8 cm,在膨润土以及无机盐的污染下,仍然保持着较好的流变性能,钻井液体系的岩屑回收率达98%,钻井液的防膨率达85%。试验表明,该套体系具有良好的流变性、抑制性及封堵性,抗温性能和抗侵能力优良,适宜在高水敏和易污染等复杂地层中使用。     

抗220℃深水高密度钻井液体系构建及性能评价

针对常规深水钻井液体系无法适应南海西部深水高温高压的地层环境等问题,室内研制及优选了抗高温增黏提切剂HTV-8、抗高温降滤失剂4%SMP-2+4%SPNH+3%DYFT-2以及水合物抑制剂5%NaCl+10%KCOOH,以此为基础构建了一套抗220℃深水高密度钻井液体系,并对其性能进行系统评价。结果表明,该钻井液体系在深水"低温-高温-低温"的温度变化条件下仍能保持稳定的流变性能,具有良好的抗低温和抗高温性能;钻井液体系对储层钻屑的滚动回收率达90%以上,而泥饼黏滞系数低至0.136 3,沉降因子为0.5左右,说明钻井液体系具有良好的抑制性、润滑性和沉降稳定性;钻井液体系中分别加入1.2%CaCl_2、1.2%MgCl_2、15%钻屑后,黏度、动切力和滤失量的变化幅度均不大,说明钻井液体系具有良好的抗污染能力;钻井液体系在4℃、20 MPa条件下无水合物生成,具有良好的水合物抑制能力;经过钻井液体系污染后的天然岩心渗透率恢复值在85%以上,说明钻井液体系具有良好的储层保护效果。     

抗高温高密度油基钻井液体系研究及性能评价

为满足高温高压深层油气资源勘探开发的需求,通过处理剂的优选,研制了一套抗高温高密度油基钻井液体系,并在室内对其综合性能进行了评价.结果表明:该油基钻井液体系具有良好的抗高温性能,经过200℃老化后,钻井液体系的流变性能稳定,高温高压滤失量小于5 mL,破乳电压值可以达到1000 V以上;体系具有良好的沉降稳定性能,经过高温老化后上下密度差较小,未发生明显沉降;体系具有良好的抑制性能,能使目标区块储层段岩屑的滚动回收率达到98％以上;在油基钻井液体系中加入淡水、NaCl和岩屑后,体系的流变性能、破乳电压和高温高压滤失量变化均不大,说明该钻井液体系具有良好的抗污染性能;该油基钻井液体系具有较好的储层保护效果,天然岩心使用钻井液污染后,渗透率恢复值仍能大于90％.     

适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系研究

为满足海上油田高温储层段钻井施工对钻井液性能的要求,室内通过对抗温型增黏剂、抑制剂和封堵剂的优选及评价,研究出了一套适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系,并对钻井液体系的综合性能进行了评价。实验结果表明,该钻井液体系在密度范围为1.3～1.7 g/cm3内时均具有良好的流变性能和降滤失性能;当老化温度为180℃时,体系仍能保持良好的黏度和切力值,滤失量小于10 mL,具有良好的抗温性能;在钻井液体系中加入5%的NaCl后,体系的黏度和切力稍有下降,滤失量稍有增大,具有良好的抗盐性能;体系中加入10%的钻屑后,体系的各项参数变化幅度整体较小,具有良好的抗钻屑污染能力。储层岩心使用钻井液体系污染后渗透率恢复值在60%以上,切除污染端面后渗透率恢复值可以达到90%以上,具有良好的储层保护效果。     

辽河油田海外河区块钻井液技术研究及应用

在国家环保法律法规日趋严格的情况下,研发出了一套适合于辽河油田海外河区块的去磺化复合盐钻井液体系。通过优选抗盐降滤失剂、润滑剂、抑制剂等无磺类核心处理剂,得到去磺化复合盐钻井液配方。室内实验表明：该体系具有类似弱凝胶钻井液的流变特性,可抗130℃高温,抑制性较强,具有较好的储层保护性能。现场应用中体系流变性能稳定,抑制性强,润滑性好,目前已在海外河区块应用20余井次,完全能够满足目标区块施工要求。     

干热岩抗高温钻井液体系研究

为了满足干热岩的开发需要,研制了一种抗温性能达到260℃的高温水基钻井液;主要通过研制的高温护胶剂HDC保持钻井液体系中的各种胶粒的稳定,配合相应的高温降滤失剂和高温封堵剂等其它配伍性处理剂的协同增效作用,来提高钻井液的抗温性能。结果表明,该钻井液抗温性能好,稳定性高,经过260℃高温老化后,仍能保持稳定的流变性能和滤失性能,适合各种类型的高温井的钻井作业。     

低固相微泡沫钻井液的室内研究

微泡沫钻井液具有密度低、防漏、堵漏能力强等特点,特别适合于低压、易漏地层的钻探。但是常规微泡沫钻井液中含有的过高膨润土含量,会对储层造成伤害,难以最大限度地发现和保护油气层。通过优选发泡剂、稳泡剂以及降失水剂等关键处理剂研制出低固相含量的微泡沫钻井液,该体系的膨润土含量控制在1%,能够起到保护储层的目的。研究表明:该体系密度较低,流变性能优异,抗污染能力强,能抗150℃高温,并且具有很强的抑制性,能够满足现场施工的需要,值得大规模推广应用。     

新型高温抗盐油井水泥降失水剂KER的研制

为了解决高温高盐层段固井的降失水问题,本文介绍了一种新型抗盐耐温油井水泥降失水剂KER,并对降失水机理做了一些探讨。在该共聚物分子结构中引入了多种官能团,合理采用了高低分子级配,所以该降失水剂在高温高盐的情况下能够性能稳定,具有一定的分散性能,在很宽的温度范围内具有优良的降失水性能。以KER为主剂的抗盐耐温水泥浆体系具有失水量低、抗盐能力强、水泥浆体系稳定、有较好的综合性能。     

抗高温水基钻井液技术研究

在钻井过程中,高温使钻井液中原本不反应的各组分可能发生剧烈反应,降低了钻井液体系性能和热稳定性。通过室内评价,以三磺淡水基浆为基础,研究了200℃下黏土含量对高温增稠、高温减稠的合适土量范围,然后研究了降黏剂SMC、降滤失剂SMP-3及固化剂HF-1的影响。建立了抗200℃,具有良好的流变性和失水造壁性的水基钻井液,完全能满足悬浮的要求。     

无土相氯化钾聚合物钻井液体系室内研究

在国家环保法律法规日趋严格的情况下,研发出了一套适合于辽河油田环境敏感区块的非磺化钻井液体系。通过优选抗盐降滤失剂、润滑剂、抑制剂等非磺化核心处理剂,形成了新型非磺化无土相氯化钾聚合物钻井液配方。室内实验表明:该体系具有类似弱凝胶钻井液的流变特性;可抗130℃高温;抑制性较强,岩屑相对回收率大于90%;体系无土,具有较好的储层保护性能,储层伤害评价岩心渗透率恢复率大于90%;能够满足环境敏感区块钻井施工要求。     

温度稳定剂提高共聚物降滤失剂的抗温性能

合成了AM/AMPS/SSS/NVP四元共聚物降滤失剂,加入高温稳定剂JPG,提高了降滤失剂的抗温能力。室内钻井液测试与评价结果表明,加入温度稳定剂后,共聚物降滤失剂抗温能力由180℃提高220℃,在220℃仍能保护良好的降滤失性能;温度稳定剂对钻井液体系高温老化前后黏度影响较小,钻井液流变性能良好;温度稳定剂的加入对降滤失剂抗盐、抗钙能力影响不大。     

抗高温高密度水基钻井液研究

本文针对高温深井钻井对钻井液抗高温高密度性能的要求,在分析研究目前抗高温高密度水基钻井液处理剂性能的基础上,优选、研制出高温降滤失剂LOSR、高温降粘剂THIN、高温稳定剂XP和储层保护剂XB。在大量实验的基础上,优化各处理剂加量,组配可抗220℃,密度为1.9g/mL～2.4g/mL抗高温高密度水基钻井液体系,并对体系进行室内评价。结果表明:该体系具有较强的抗电解质能力,抗钙达3000mg/L,抗盐达1.5%;通过储层保护剂的引入,储层渗透率恢复值可达93%;该体系具有极好的抗钻屑和红土污染性能,体系中钻屑和红土含量达5%时,体系性能无明显变化;体系具有良好的沉降性,静置72小时后,上下密度差为0.02g/cm3。     

JHG 复合离子型共聚物的研究

在室内合成了一种阴、阳、非复合离子型多元共聚物--JHG,对其性能进行了全面的评价.结果表明,JHG在淡水钻井液和正电胶钻井液中均具有很好的降失水性能,与正电胶钻井液配伍性能好,并具有很好的抗盐和抗温性能,可作为正电胶钻井液降失水剂,还可作为淡水钻井液、盐水或饱和盐水钻井液及深井钻井液的降失水剂,具有很好的应用前景.     

JHG复合离子型共聚物的研究

在室内合成了一种阴、阳复合离子型多元共聚物－ＪＨＧ，对其性能进行了全面的评价。结果表明，ＪＨＧ在淡水钻井液和正电胶钻井液中均具有很好的降失水性能，与正电胶钻井液配伍性能好，并具有很好的抗盐和抗温性能，可作为正电胶钻井液降失水剂，还可作为淡水钻井液、盐水或饱和盐水钻井液及深井钻井液的降失水剂，具有很好的应用前景。     

抗高温水基钻井液性能评价研究

本文对抗高温水基钻井液性能进行了评价与研究,发现抗高温水基钻井液在高温下具有良好的高热稳定性、经过高温老化之后,流变性能良好还具有优良的抑制性能与抗污性能。     

一种超低密度水泥浆抗高温降失水稳定剂QX-2的制备与性能评价

为克服高温条件下超低密度水泥浆减轻剂游离上浮、聚集等问题,通过水溶液聚合法利用单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、二乙烯苯(DVB)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)制备了抗高温降失水稳定剂QX-2,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其分子结构进行了表征,并考察了其对超低密度水泥浆体系的沉降稳定性能、降滤失性能、流变性能、稠化性能、水泥石抗压强度、抗盐性能的影响。结果表明,抗高温降失水稳定剂QX-2在温度高达150℃的超低密度水泥浆体系中仍具有较好的沉降稳定性能和降滤失性能,其上、下层密度差在0.03 g·cm^-3以内;QX-2能保证超低密度水泥浆的稠度系数稳定,具有良好的流变性能;QX-2能使水泥石抗压强度增强,有利于提高超低密度水泥浆体系的固井质量;QX-2具有优良的抗盐性能,可拓宽超低密度水泥浆体系的应用环境。     

耐盐耐高温隔离液的研制与评价

随着深水盐下油气藏勘探开发加速，钻遇复杂盐膏层和高压盐水层日益增多，常规隔离液体系存在抗盐、抗高温、悬浮稳定性差等问题。为此，研制出一套由抗盐黏土、抗盐降失水剂、悬浮稳定剂、流型调节剂组成的耐盐耐高温隔离液体系。该抗盐隔离液体系抗温可达160℃，流变性能调节自由，失水量可控，与钻井液、水泥浆相容性好，对水泥石强度和水泥浆稠化时间影响小，沉降稳定性优良，满足复杂盐膏层固井作业技术需求。     

腐殖酸钙抗高温钻井液体系研究

钻井作业对钻井液处理剂的抗温性要求越来越高,原有钻井液体系已无法完全满足深井及超深井的钻探需要。根据腐殖酸钙抗高温作用机理,采用钻井液高温滚动、流变性、失水造壁性等实验与评价方法,分析了不同CaO和膨润土加量对钻井液体系性能的影响.     

页岩气开发钻井液技术研究

由于页岩气井特殊的储层特征,对钻井液的抑制性以及润滑性等提出了很高的要求,油基钻井液虽然能够满足页岩气水平井钻井的需要,但其环保问题以及成本问题等成为制约其大规模应用的瓶颈.为此,针对页岩气储层的特点,室内开展了适用于页岩气水基钻井液的抑制剂、增粘剂、降滤失剂以及润滑剂的优选,形成了一种高性能的页岩气水基钻井液体系.并对该体系进行了综合性能的评价,结果表明,体系具有良好的流变性能,在90 ℃下老化16 h后的高温高压滤失量仅为5.6 mL,摩阻系数为0.11;体系的钻屑热滚回收率达到了98.88%,具有良好的抑制性能;体系在150 ℃高温下老化后仍可保持较好的流变性能和降滤失性能,表明体系具有较强的抗温能力;体系在加入5%的粘土和氯化钠后流变性变化不大,说明体系具有较强的抗污染能力.说明优选的高性能页岩气水基钻井液体系具有优良的综合性能,能够满足页岩气水平井钻井的需要.