海洋钻井液技术研究与应用现状及发展趋势

海洋钻井要求钻井液满足常规性能的同时,还要求钻井液毒性小、生物降解性好、无生物积累以及排放后对环境无害等。因此,海洋钻井液技术的一项重要内容是其环境可接受性评价技术。文章在对钻井液体系及其处理剂在海水中的环境可接受性评价方法进行概括基础上,重点介绍了近年来海洋钻井液体系的研究及应用状况,指出了海洋钻井液技术存在的问题和发展趋势。     

聚合醇PPG钻井液添加剂的环保性能研究

为了考察聚合醇类钻井液添加剂的环保性能，从生物毒性和生物降解性两个环保考核指标出发，对聚合醇PPG钻井液添加剂的环保性能进行评价，证明用这种理想润滑防塌剂配制的钻井液对环境是有益的，是一种“绿色”的钻井液。     

WZ油田环保钻井液应用技术

钻井施工中所产生的钻屑及钻井液等废弃物极易污染环境,特别是钻井液废弃物和污水渗透到地下,造成地下水源的严重污染。在分析研究现有的钻井液与完井液添加剂及体系的化学毒性、生物毒性及生物降解性的基础上,开展了钻井液的环保性能、油层保护及防塌性能的协同研究,研制开发出了无毒高效润滑剂FXJS和油层保护防塌剂SD-301,并优选出以PMHA-Ⅱ、COATER为主聚物和SF-1为高温稀释剂的环境无害化钻井液。经现场应用表明,环境无害化钻井液具有一定的抑制性、降滤失性和润滑性、防塌性,井下无垮塌划眼现象发生,井径扩大率小于7%,万米粘卡率为零,保证了钻井施工的顺利进行;该钻井液油气层渗透率恢复值高,表皮系数均为负值,有效地保护了油气层。     

钻井液组分及体系生物毒性测试方法研究

针对发光杆菌测试钻井液处理剂及其体系急性毒性的试验方法的缺陷,参照国内外相关标准,利用发光杆菌的发光度与有毒物质质量浓度呈良好线性关系的原理.采用套管校正法进行了有效校正,对发光杆菌测试钻井液处理剂及其体系急性毒性的试验方法进行了改进.利用改进后的方法测试了常用钻井液处理剂及聚合醇钻井液体系、烷基糖苷钻井液体系、有机盐钻井液体系和无固相钻井液体系的生物毒性,结果表明,常用的钻井液处理剂大多数是无毒或微毒的,4种钻井液体系也是无(微)毒的,可用于海上钻井.     

新型非磺化环保低摩阻钻井液

深井、超深井钻探普遍采用耐温性较好的聚磺钻井液,其中磺化褐煤等磺化材料具有生物毒性、可降解性差,导致聚磺钻井液处理难度大、成本高。推荐了一套适用性强的钻井液环保性能评价标准,测试了聚磺钻井液及其主要处理剂的环保性能。以抗高温环保降滤失剂、流型调节剂代替传统磺化材料;以树枝状聚合物封堵抑制剂、纳微米封堵剂等代替磺化沥青、乳化沥青;以环保润滑剂替代原油,研发了一种新型非磺化环保低摩阻钻井液,并在塔河TK4120井进行了试验应用。结果表明,现场聚磺钻井液样本呈现中等毒性、较难生物降解、部分重金属含量超标,主要是磺化材料及原油生物降解性差和具有毒性所导致。非磺化环保低摩阻钻井液具有较强的抑制、封堵防塌及润滑性能,无毒,易生物降解。现场应用表明,该体系性能稳定,具有较强的抗温性,防塌能力强,润滑性能好,易塌地层平均井径扩大率仅为4.39%,4209 m长裸眼电测、下套管一次成功,取得了较好的应用效果。      

环保钻井液技术的研究与应用

实验优选出了5种具有较好环保性能指标的处理剂,通过配方优化和性能评价,得到了能满足钻井工程要求的环保钻井液。实验研究表明,得到的环保钻井液具有较好的抗温能力、抗盐钙污染能力、抑制分散能力,同时体系的生物毒性、生物降解性好,环保性能指标优良,能起到很好的减小钻井液对环境的危害。通过在广安地区6口井的现场应用表明,环保钻井液综合性能优良、维护处理方便,能很好地满足广安地区各种井型钻井要求,值得进一步推广应用。     

钻井液添加剂生物降解性研究

采用OECD推荐的需氧性简易生物降解能力实验——带盖小瓶海水实验法,对7种钻井液添加剂的生物降解性进行了较为详细的研究。研究结果表明,7种钻井液添加剂在所研究的浓度(20mg/L)范围内均能发生生物降解,其降解难易程度与分子结构密切相关,生物可降解性顺序为:淀粉类产品>烯类单体聚合物>含芳香烃的添加剂     

钻井液有机添加剂在自然海水中的生物降解性

以累积耗氧量为评价指标,对20几种常用钻井液有机添加剂在自然海水中的生物降解性进行了评价。结果表明,钻井液有机添加剂的生物降生与其结构密切相关,演粉类添加剂及XC易降解,沥青和树脂类添加剂则对微生物有一定的抑制作用;按其在自然海水中的生物降解规律可分为无抑制性、可逆抑制性和不可逆抑制性三类;其在海水中的生物降解符合一级动力学降解模型。     

环境友好钻井液润滑剂综述

概述了环境友好钻井液润滑剂的概念以及环境对钻井液润滑剂可接受性检测方法即生物降解和生态毒性试验方法。对目前出现的可生物降解性钻井液润滑剂进行了介绍。     

利用发光细菌法快速测定钻井液完井液的生物毒性

根据GB／T15541－1995和美国糖虾生物试验法,建立了快速测定钻进液完井液添加剂及体系生物毒性的发光细菌法,并用发光细菌法对钻井液完井液添加剂、体系、废弃钻井液、钻屑及污水等样品进行了生物毒性测定。该方法具有快速、简便、廉价等优点。     

Microtox生物毒性测试技术在钻井液中的应用分析

介绍了Microtox生物毒性测试技术的测试仪器、原理和测试方法。以费希尔狐菌作为受试菌种,测试了部分水基钻井液处理剂和钻井液体系的EC50值,并基于Microtox生物毒性测试技术,提出一种钻井液生物毒性现场快速监测技术。实验结果表明,淀粉、XC、多元醇及天然高分子类钻井液无毒,磺化酚醛树脂、褐煤、沥青、铁铬盐及三磺钻井液生物毒性EC50值远低于国家标准值30 000 mg/L,AMPS类多元共聚物及高温合成聚合物钻井液无毒。Microtox生物毒性测试技术为海洋钻井液排放提供了2种毒性检测手段,分别为定性判别和定量测试,同时为环保型钻井液研发提供了评价方法。     

抗高温环保型有机硅钻井液的研究

利用有机硅降滤失剂研制出了抗220℃高温的环保型有机硅钻井液,并对其流变性能、降滤失性能、抗盐抗钙污染能力、抑制性能、悬浮稳定性、生物毒性和生物降解性进行了评价;利用SEM观察了有机硅钻井液滤饼的形态。实验结果表明,密度为1.16,1.50,1.90 g/cm3的3种有机硅钻井液在150～220℃下老化16 h后均具有良好的流变性能、降滤失性能和抑制页岩水化膨胀的能力,有机硅钻井液经高温老化后形成的滤饼薄而致密;在220℃下老化16 h后的有机硅钻井液具有一定的抗盐抗钙污染能力,悬浮稳定性好,生物毒性达到了排放标准,且具有良好的生物降解性。     

苏里格气田东区储层保护技术研究及应用

苏里格气田东区储层粘土矿物含量高、易发生水相圈闭、水锁伤害严重、存在水敏、速敏伤害、受外来工作液的伤害比较严重。钻井过程中,钻井液易堵塞气层孔喉,破坏油气层原有的平衡,从而诱发油气层潜在伤害因素,造成储层伤害。压裂过程中,压裂液与地层岩石和流体不配伍、破胶不彻底、不良添加剂等对支撑裂缝导流能力的损害,造成储层伤害。本文在目前已有资料的基础上,结合储层地质特征及保护机理研究,采用室内评价和现场验证等手段,分析筛选出适合苏里格气田东区低伤害钻井液和压裂液,提出改进意见和方向,从而降低钻完井液等对储层的伤害,提高气井单井产量。     

钾盐聚合物钻井液在大港滩海地区的应用

在滩海地区和海上钻井,冰源和环境保护是优选钻井液体系时重点考虑的两个关键因素。钾盐聚合物钻井液选用海水为基液解决了滨海地区钻井用水困难的问题,配制该体系所需的处理剂低毒、无污染,有利于环境保护。介绍了钾盐聚合物钻井液体系的配方、性能和维护处理技术。经现场使用表明,钾盐聚合物钻井液体系满足了滩海及海上钻井施工的要求。     

国内外油基钻井液研究与应用进展

在分析油基钻井液优、缺点及技术难点的基础上,对国内外油基钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用情况进行了介绍,提出了油基钻井液发展方向.油墓钻井液具有抗高温、抗盐、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小等优点,在国外已广泛作为钻深井、超深井、大斜度定向井、水平井和水敏性复杂地层的重要手段,并取得了明显的效果.国外油基...     

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。      

桩1-支平1井钻井液工艺技术

桩1－支平1井位于胜利长堤油田桩1块中部构造较高位置，目的层是馆陶组上段9小层，该井是胜利油田第一口分支井，钻探目的是利用分支水平井技术控制更大面积储量，抑制底水锥进，增大泄油面积，提高采收率，针对分支水平井对钻井液的特殊要求，及分支井施工钻井液在裸眼井段静止时间长，要求钻井液具有很好的悬浮携带能力，稳定性能，流变性能和油层保护性能，采用聚合醇防塌钻井液体系，聚合醇钻井液以聚合醇为主要处理剂，正电胶，两性离子聚合物为辅助处理剂，经现场应用表明，聚合醇在钻井液中加量为3％时，具有很强的润滑性，抑制性和防塌性能，携岩能力和保护油气层能力强；生物毒性小，LC50值大于30800g/mL，利于环境保护，满足了该水平井钻井的要求。     

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术.该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1 cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标.快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料.由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳.该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%.