抗高温成膜降滤失剂CMJ-1的研制及其性能

以乙烯、乙酸、甲醇和磺化剂为主要原料，通过高温氧化、酯化、聚合、醇解及磺化合成了一种新型抗高温能形成致密隔离膜的降滤失剂CMJ-1。优选出了产品的最佳磺化度，经红外光谱确认了该聚合物的基本结构，通过冷冻扫描电镜(SEM)分析，证实了CMJ-1在钻井液中能够形成致密的隔离膜，并对其成膜降滤失机理做了初步探讨。评价了它在淡水钻井液、1％和4％盐水钻井液、MMH正电胶钻井液和无机硅酸盐钻井液中的降滤失效果。实验结果表明：CMJ-1可以用作水基钻井液降滤失剂，抗温达180℃，在淡水钻井液中的最佳加量为1．O％；CMJ-1在1％和4％的盐水钻井液中也具有良好的降滤失效果，其最佳加量为2．0％；CMJ-1可用于正电胶、硅酸盐等各种水基钻井液，并与其它各种处理剂配伍性较好。     

超高温水基钻井液技术在超深井泌深1井的应用

针对超深井钻井中存在的高温稳定性以及流变性、滤失性控制等钻井液技术难题,通过进行分子结构设计、单体优选和制备条件优化,研制出了抗高温抗盐聚合物降滤失剂和降黏剂,对比评价结果表明,研制出的降滤失剂的抗高温、抗盐抗钙和降滤失性能均优于国内外同类产品;研制出的降黏剂在各种钻井液基浆中的高温降黏效果明显优于国外的降黏剂.结合河南油田泌深1井深层钻井,对钻井液高温稳定性和防塌技术的需求,研制出了抗温达245℃的超高温水基钻井液,其具有高温稳定性强、润滑性好以及页岩抑制能力、封堵能力及抗污染能力强等优点.应用结果表明,应用井段起钻无挂卡,下钻能顺利到底,没有发生长段划眼情况;在井底241℃超高温条件下钻井液性能稳定;钻井周期短,钻井液成本较低.     

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普通的聚合物钻井液在现场应用过程中暴露出一些问题，如在强造浆泥页岩地层时，常表现出抑制性不够强，钻井液的粘度与切力上升快，造浆严重，需要大量排放钻井液，增强聚合物钻井液抑制性时会显著影响流变性与造壁性，钻井液的静结构力强与形成的滤饼质量差等一系列问题。由此导致了新型两性离子聚合物钻井液的产生，由于两性离子聚合物分子结构中含有在粘土表面产生强吸附力的阳离子、非离子基团，在钻井液中表现出较强的抑制性、较好的流变性，使降滤失性调节与抑制性削弱的矛盾得以解决。通过对钻井液体系中的增粘剂、降粘剂及抗盐性降滤失剂的优化，筛选出了增粘与降粘效果好、抗盐性能好的两性离子聚合物，研制了两性离子钻井液体系PL的最佳配方：4%土浆+0.2%FA-367+ 0.2%XY-27+ 1.5%JT888-2+1.5%FT-1，实验结果表明：研制的两性离子钻井液体系PL具有较好的流变性与抑制性，能够满足钻井作业的顺利进行。     

硅酸盐钻井液流变性与滤失造壁性探讨

为了解决硅酸盐钻井液的流变性、滤失造壁性问题,通过分析硅酸盐、黏土、盐、pH值、温度等因素对钻井液的影响,探讨了硅酸盐体系的作用机理。在探讨硅酸盐体系黏度、滤失量影响因素的基础上,提出了晶核理论、成膜理论、溶胶／凝胶理论、井壁稳定机理、电性排斥机理。通过采用聚合物电解质、调节电位等方法,形成无黏土硅酸盐钻井液,实现在较低pH值下对硅酸盐钻井液流变性和滤失造壁性的合理控制,为硅酸盐综合性能的调节开拓新的途径。     

抗260℃超高温水基钻井液体系

通过引入抗高温降滤失剂MP488、高温流型调节剂CGW-6,使超高温钻井液流变性得到控制,通过采用抗盐高温高压降滤失剂HTASP-C,使超高温钻井液高温高压滤失量得到有效控制,形成了抗温达260℃、密度为2.35g/cm3的淡水钻井液配方,并对其进行了抗温机理分析和性能评价。结果表明,该淡水钻井液抗Na Cl污染可达饱和,页岩滚动回收率达94.1%,抗钻屑、膨润土污染能力强,具有良好的沉降稳定性,在密度为2.0~2.5 g/cm3时表现出较好的适应性,能够满足钻井液抗温260℃性能要求。     

无土相高密度饱和盐水钻井液用降滤失剂的研究

针对当前石膏层、盐膏层和高压盐水层所用高密度饱和盐水钻井液土相堵塞、污染油气储层,高温导致黏度失控和大量磺化材料的使用使体系呈强凝胶状态,流变性优控不能解决的问题,通过合成改性淀粉和合成聚合物研制了具有"互穿聚合物网络"的无土相高密度饱和盐水钻井液用降滤失剂BH-HSF。BH-HSF抗温可达150℃,抗Ca、Mg可达4000 mg/L,在高密度无土相饱和盐水钻井液中,API滤失量低于4.0 mL,对加重材料悬浮能力强,静置后无硬沉,并可优化体系流变性,克服现用钻井液流变性优控不能解决的缺点。BH-HSF与同类国际先进产品HT-Starch性能相当,且与其他钻井液处理剂配伍性良好。      

复合硅酸盐钻井液体系室内研究

对复合硅酸盐钻井液作了详细的室内实验研究，包括：与常用钻井液和钻井液处理剂的配伍性，配方研究（膨润土含量，护胶剂PTV加量，pH值，降粘手段，加药顺序）和应用性能评定（阻止压力传递，滤液中SiO2含量，硅酸盐模数，硅酸盐加量与岩屑回收率，与其他体系钻井液抑制性比较，抗温，抗盐，抗钙性能，抗膨润土污染性能，加重钻井液，润滑剂的使用，电稳定性，岩心伤害）。主要结论如下：（1）硅酸盐对膨润土浆有降粘作用，与含有铵，钙等离子的处理剂如NH4HPAN，PMHC，PAC141等不配伍；（2）硅酸盐必须与护胶剂一起加入淡水钻井液中；（3）pH值是影响哇酸盐钻井液性能特别是粘度的主要因素（pH值应＞12），此外，护胶剂PTV含量，膨润土含量，硅酸盐模数及加量等对硅酸盐钻井液的流变性和滤失量有较大影响，聚合醇防塌润滑剂和表面活性剂ABS共用在改善硅酸盐钻井液润滑性能的同时，还能提高钻井液的高温稳定性。（4）配方适当的硅酸盐钻井液抗温，抗盐，抗钙，抗钻屑污染能力和封堵能力强，抑制性好，润滑性能好，稳定性好，保护储层的效果明显。报道了性能优良的硅酸盐钻井液的配方。     

聚合糖与硅酸盐钻井液的配伍性评价

为拓宽硅酸盐钻井液使用范围,用HV-CMC、XC、SJ三种聚合糖类材料与硅酸盐钻井液进行配伍性研究。实验结果表明：HV-CMC、XC和SJ三种聚合糖类材料在硅酸盐钻井液中的适宜添加量分别为0.3%、0.1%和0.6%时,HV-CMC和XC具有增黏兼降滤失作用,SJ则具有降黏兼降滤失作用,聚合糖类材料的种类及添加量对硅酸盐钻井液的抑制性影响不大;HV-CMC、XC和SJ在硅酸盐钻井液中的抗温极限温度分别为160 ℃、120 ℃、80 ℃。为保护油气层又找到了一类新的调节硅酸盐钻井液流变及滤失性能的有效处理剂。     

交联型油基钻井液降滤失剂的合成及性能评价

通过测试不同矿源腐植酸样品的特征常数E4/E6值,筛选出了腐植化程度高的腐植酸,然后采用不同碳链长度的脂肪胺结合适量的交联剂对该腐植酸进行亲油改性和适度交联,研制出了新型油基钻井液降滤失剂SDFL.红外光谱分析表明,新研制的SDFL中的一部分羧基被脂肪胺封闭;SDFL适用于白油基和合成基钻井液,能抗200℃高温,抗岩屑(24％岩屑)、盐水(20％CaCl2水溶液)污染能力强;与钻井液的配伍性好;可使油基钻井液滤失量降低85％以上,对油基钻井液的流变性影响小,降滤失性能优于中国产品,与国外同类产品水平基本相当.     

MMH/KCl和MMH/AlCl_3钻井液性能研究

研究了MMH/KCl和MMH/AlCl_3,钻井液体系的抑制性、流变性和滤失性能,考察了传统降滤失剂的作用效果。实验结果表明,KCl和AlCl_3,可提高MMH正电胶钻井液的抑制性,采用MMH/KCl或MMH/AlCl_3钻井液可更有效地抑制强造浆地层的造浆问题。常规降滤失剂在该类钻井液中具有良好的降滤失效果,但对钻井液流变性的影响较复杂。